2010大学物理学--2运动与力.ppt

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1、第二章　运动与力本章：牛顿运动定律SI单位和量纲基本的自然力常见的几种力惯性系与非惯性系惯性力IssacNewton(1642—1727)数学：微积分；二项式定理力学：万有引力定律；牛顿运动三定律光学：光的色散，微粒说，牛顿环天文：反射望远镜，行星运动规律，潮汐牛顿的科学成就NatureandNature'slawslayhidinnight:Godsaid,LetNewtonbe!andallwaslight.--AlexanderPope(1688-1744)«TheMathematicalPrin

2、ciplesofNaturalPhilosophy»In1687“自然哲学之数学原理”§2.1牛顿运动定律(Newton’sThreeLawsofMotion)1.牛顿第一定律(Newton’sfirstlawofmotion)“Everybodycontinuesinitsstateofrest,orinuniformmotioninastraightlineunlessitiscompelledtochangethatstatebyforcesimpresseduponit.”物体都保持静止的或沿一条

3、直线作匀速运动的状态，除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。牛Ⅰ成立的参考系，称为惯性参考系(InertialReferenceFrame).Note:常用的惯性参考系：(1)地面参考系(or实验室坐标系)(2)地心参考系(3)太阳参考系(5)相对于任一惯性系作匀速直线运动的参考系(4)FK4参考系2.牛顿第二定律(Newton’sSecondLawofMotion)“Thechangeofmotionisproportionaltothemotiveforceimpressed,andismadein

4、thedirectionoftherightlineinwhichthatforceisimpressed.”——质点的动量——合外力其中物体的动量对时间的变化率与所加的外力成正比，并且发生在这外力的方向上。当vc(光速)时，m=const.Notes:牛Ⅱ定义了物体的“惯性质量”（物体惯性的度量）①②多个力作用于同一物体，这些力的作用效果跟等于它们矢量和的那一个力的作用效果一样，称为力的叠加原理。3.牛顿第三定律“Toeveryactionthereisalwaysopposedanequalrea

5、ction,or,themutualactionsoftwobodiesuponeachotherarealwaysequal,anddirectedtocontraryparts.”对于每一个作用，总有一个相等的反作用与之相反；或者说，两个物体对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。Notes:①牛顿运动定律仅在惯性系中成立.②在经典力学中，力与参考系无关.§2.2SI单位和量纲(SIUnitsandDimension)1.SI单位力学基本量:时间(s),长度(m),质量(kg)SI(leS

6、ystèmeInternationald'unités)——国际单位制1960年第11届国际计量大会通过导出量:速度(m/s),加速度(m/s2),力(N),等国际单位制基本单位量的名称长度质量时间电流热力学温度物质的量发光强度单位名称米千克秒安培开尔文摩尔坎德拉英文名称mkgsAKmolcde.g.[v]=LT-1[a]=LT-2[F]=MLT-2[]=T-1[]=T-2……量纲分析——利用量纲来检验文字结果正确性的方法.⒉量纲(Dimension)将一个物理量用若干基本量的幂乘表出的式子，称为该物

7、理量的量纲.§2.3常见的几种力1.重力(Earthgravity):G=mg2.弹力(Elasticforces):①正压力或支持力:②绳或线的拉力:③弹簧的弹力:3.摩擦力(Frictionalforces)⑴滑动摩擦力:fk=kN⑵最大静摩擦力:fsmax=sN4.流体阻力(Fluidfriction):⑴v较小时:(3)终极速率(terminalspeed)：⑵v较大时:空气中：物体在流体中下落的最大速率C:阻力系数；：空气密度；A：物体有效横截面积§2.4基本的自然力(Fundamenta

8、lInteractionofNature)万有引力电磁力强力弱力11061038102种类相对强度作用距离1015m1017m不限不限1.万有引力(UniversalGravitation):任何两个物质质点之间存在的力。m1,m2:引力质量，通常与惯性质量相等。Notes:质量分布具有球对称性的物体，等效于全部质量集中于球心的质点.G:引力常量,G=6.674281011Nm2/kg2(2009年测定值: