運動三定律和常見的幾種力

牛頓運動定律第2章2.1牛頓運動三定律

2.2力學中常見的幾種力

2.3牛頓運動定律的應用

2.4牛頓運動定律的適用范圍2.1牛頓運動三定律

2.2力學中常見的幾種力

2.3牛頓運動定律的應用

2.4牛頓運動定律的適用范圍英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士牛頓是個虔誠的基督教徒。艾薩克?牛頓IsaacNewton被懷疑患有亞斯伯格癥候群《流數法》（MethodofFluxions，1671）《物體在軌道中之運動》（DeMotuCorporuminGyrum，1684）《自然哲學的數學原理》（PhilosophiaeNaturalisPrincipiaMathematica，1687）《光學》（Opticks，1704）《廣義算術》（ArithmeticaUniversalis，1707）1669年發現了二項式定理1672年發表了三棱鏡實驗的結果1680年前后提出萬有引力理論牛頓的生平1643年1月4日－1727年3月31日牛頓出生的房子，位于英格蘭林肯郡威斯敏斯特修道院WestminsterAbbey又叫西敏寺，倫敦世界遺產AllPicturesaretakenfromWikipedia-6-《光學》（1704）《自然哲學的數學原理》（1687）AllPicturesaretakenfromWikipedia1665年，正當牛頓在劍橋大學完成了學士課程之際，歐洲蔓延著恐怖的鼠疫，于是牛頓便回故鄉了。在鄉間，牛頓利用自制的三稜鏡分析出太陽光的七種色彩，并發現了各單色光的曲折率的差異。但奇怪的是牛頓對這非凡的發現三緘其口。原來他自知當時只不過是一個大學生，如果公開一個如此革命性的發現必然會觸怒教授。結果五年以后，當他晉升為教授才把昔日的發現公諸于世。-7-Natureandnature'slawslayhidinnight;Godsaid“LetNewtonbe”andallwaslight.牛頓之墓"IdonotknowwhatImayappeartotheworld;buttomyselfIseemtohavebeenonlylikeaboyplayingontheseashore,anddivertingmyselfnowandtheninfindingasmootherpebbleorprettiershellthanordinary,whilethegreatoceanoftruthlayallundiscoveredbeforeme.” --IsaacNewton―AlexanderPopeItdidnotlast;

theDevil,howling,“Ho,letEinsteinbe!”restoredthestatus

quo.

―J.C.SquireAllPicturesaretakenfromWikipediaAllPicturesaretakenfromWikipedia1682年，

牛頓寫給威廉·萊布尼茨的一封信。萊布尼茨的注語"ANewTheoryofVision"牛頓運動定律第一定律（慣性定律）外力F=0加速度a=0靜止的物體保持靜止v=0運動的物體勻速直線運動v≠0任何物體都要保持其靜止或勻速直線運動狀態，直到外力迫使它改變運動狀態為止。力是改變運動狀態的原因。牛頓第一定律是理想化抽象思維的產物，不能用實驗嚴格驗證；牛頓定律僅適用于慣性系。慣性參照系：在一個參考系觀察，一個不受力作用或處于平衡狀態的物體，將保持靜止或勻速直線運動的狀態，這個參考系叫慣性參照系（簡稱慣性系）。實驗表明：地球是一近似程度很高的慣性系物體所具有的這種性質稱之為慣性；這種特性跟物體的質量有關（牛頓第二定律）。牛頓第二定律物體受到外力作用時，它所獲得的加速度的大小與外力的大小成正比，并與物體的質量成反比，加速度的方向與外力的方向相同。只適用于質量為常量的低速的慣性參照系這不是牛頓的原始表述牛頓第二定律的微分形式某時刻質點動量對時間的變化率等于該時刻作用在質點上所有力的合力。牛頓第二定律的微分形式相對論力學中，質量m是個變量。力的疊加原理:當幾個外力同時作用于物體時,其合外力所產生的加速度與每個外力所產生的加速度的矢量和是一樣的。

數學上可以歸結到線性代數的知識。力是矢量，而矢量的運算滿足線性空間的運算法則。在直角坐標系中將力和速度加速度寫出分量形式16在自然坐標系中P為P點處曲線的曲率半徑。牛頓第三定律吸引排斥作用力反作用力大小相等方向相反作用在兩個物體上作用力&反作用力

≠平衡力例題在光滑的水平桌面上放置著Ａ和B兩物體（A和B靠在一起），其質量分別為mA=6kg，mB=4kg。在物體A上作用一水平向右的推力F=10N，試求兩物體的加速度及物體A對物體B的作用力。根據牛頓第二定律（1）（2）解：分別取物體A和物體B為研究對象。根據牛頓第三定律（3）解式（1）、（2）和（3）可得代入已知數據，得2.1牛頓運動三定律

2.2力學中常見的幾種力

2.3牛頓運動定律的應用

2.4牛頓運動定律的適用范圍萬有引力-22-矢量表示：單位矢量伍爾斯索普莊園劍橋大學的三一學院[trinitycollege]

重力是地球引力沿豎直方向的分量引力質量萬有引力定律定義的質量慣性質量牛頓第二定律定義的質量忽略地球自轉：DOC重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。彈性力-24-

兩個宏觀物體接觸且發生微小形變時,形變的物體對與之接觸的物體產生的作用力,叫彈性力。彈簧的彈力彈性限度內，以彈簧原長端點O為坐標原點建立坐標系

x摩擦力靜摩擦力-26-當兩相互接觸的物體彼此之間保持相對靜止，且沿接觸面有相對運動趨勢時，在接觸面之間會產生一對阻止上述運動趨勢的力，稱為靜摩擦力。μ0--靜摩擦系數兩物體相互接觸，并相對滑動時，在兩物體接觸處出現的相互作用力，稱為滑動摩擦力。滑動摩擦力μ

--滑動摩擦系數μ<μ0

<1摩擦力均與相對運動（趨勢）方向相反例題

一物體置于水平面上，物體與平面之間的滑動摩擦系數為μ，如圖(a)。試求作用于物體上的拉力F與水平面之間的夾角θ為多大時，該力能使物體獲得最大的加速度？解建立如圖的直角坐標系，根據牛頓第二定律，有yxx:y:此外，有解上面三式，得即

要使加速度最大，有流體阻力當物體穿過液體或氣體運動時,會受到流體阻力。

(1)當物體速度不太大時,流體為層流,阻力主要由流體的粘滯性產生。(2)當物體速率超過某限度時（低于聲速）,流體出現旋渦,這時流體阻力與物體速率的平方成正比。(3)當物體與流體的相對速度提高到接近空氣中的聲速時,這時流體阻力將迅速增大。四種基本相互作用力