大学物理2-1_3 牛顿定律
时间：2026-01-19
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
教学基本要求一 掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件. 二 熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情 况，能用微积分方法求解变力作用下的简单质点 动力学问题.
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
英国物理学家，经典物理 学的奠基人. 他对力学，光学，
热学，天文学和数学等学科都有重大发现，其代表作《自然
哲学的数学原理》是力学的经典著作. 牛顿是近代自然科学 牛顿 Issac Newton (1643-1727) 奠基时期具有集前人之大成的 贡献的伟大科学家.
2 – 1一
牛顿定律牛顿第一定律
第二章 牛顿定律
任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态， 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.
F 0 时， v 恒矢量
惯性的概念 任何物体都有保持其运动状态不变的性质 力和运动的关系 力是一物体对另一物体的作用,它使受力 物体运动状态发生改变
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
惯性参考系
F P N 0 ma(小球保持匀速运动)
地面参考系：
N -a
P
a v
F P N 0 ma
车厢参考系：
车厢由匀速变为加速运动
(小球加速度为 a)
定义：牛顿第一定律成立的参考系叫做惯性参考系； 反之，叫做非惯性参考系.(P27)
( 以太阳中心为原点，及地球都是近似的惯性系 )
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
二、牛顿第二定律1. 动量 : 物体的质量与运动速度的乘积叫做物体的动量.
p m
m· s-1 动量是矢量, 其方向与速度方向相同. 动量的单位是 kg· 2. 牛顿第二定律
文字表述: 动量为 p 的物体, 在合外力 F 的作用下, 其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力. 数学表达式:
dp(t ) d(m ) F (t ) dt dt dv F m ma dt
式中F
Fi
在牛顿力学范围( v c ), 物体的质量为常量.
上式可写成,
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
3、利用牛顿第二定律必须注意:
牛顿定律仅适用于质点的运动瞬时关系 力的叠加原理当一个物体同时受到多个力的作用时, 其合外力所产生的 加速度等于各个分外力所产生的加速度矢量和.
若
F F1 F2 F3
则
且
a a1 a2 a3 F1 ma1, F2 ma2 , F3 ma3 ,
牛顿第二定律仅适用于惯性系,在非惯性系中不能 直接运用 F ma
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牛顿定律 F ma
第二章 牛顿定律
4. 直角坐标系和自然坐标系中牛顿第二定律的表达式(i) 直角坐标系中
F Fx i Fy j Fz k a ax i a y j az k
Fx max
即 F max i may j maz k
Fy may Fz maz
(ii) 自然坐标系中运动质点
F (t ) ma(t ) m(an at )切线
法线
en
a
et
Ft叫做切向力 , Fn称为法向力或向心力 .
d Ft mat m et dt 2 Fn man m en
2 – 1三
牛顿定律
第二章 牛顿定律
两个物体之间作用力 F 和反作 用力 F' ,沿同一直线，大小相等，方向相反，分别作用 在两个物体上.
牛顿第三定律
F12 F21(物体间相互作用规律)
T' T m P P'地球
m
2 – 1四
牛顿定律
第二章 牛顿定律
y P v v' u x a a ' o o' x x' F ma ma' F' ut x' 结论 z z'1)凡相对于惯性系作匀速直线运动的一切参考 系都是惯性系. 2)对于不同惯性系，牛顿力学的规律都具有相 同的形式，与惯性系的运动无关. 伽利略相对性原理
力学相对性原理
y' u
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
练习题： 1 下列说法中哪一个是正确的？(D) (A)合力一定大于分力 (B)物体速率不变，所受合外力为零 (C)速率很大的物体，运动状态不易改变 (D)质量越大的物体，运动状态越不易改变
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牛顿定律
第二章 牛顿定律
2 一原来静止的小球受到下图F1和F2的作 用，设力的作用时间为5s,问下列哪种情况 下，小球最终获得的速度最大( C )(A)F1 6 N
F2 0
(B) F1 0 (D) F1 6 N
F2 6NF2 8 N
(C) F1 F2 8N
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物理量的单位和量纲
第二章 牛顿定律
第一节
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物理量的单位和量纲
第二章 牛顿定律
1984年2月27日，我国国务院颁布实行以国际 单位制(SI)为基础的法定单位制.
若选择某物理量(如 的物理量称为基本量
r 、t )直接规定其单位
不直接规定其单位的物理量---导出量(导出单位制)国际制中选择了七个量作为基本量:长度、质量、 时间、电流、温度、物质的量、光强度 平面角的单位：弧度(rad )和立体角的单位： 球面度( sr ),并未指出是基本量或是导出 量，称为“辅助单位”,可参与构成导出单位
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物理量的单位和量纲
第二章 牛顿定律
力学的 单位名称 基本单位 符号
物理量
长度 米
质量
时间
千克
秒
m
kg
s
1m 是光在真空中在(1/299792458 s )内所 经过的距离. 1s 是铯的一种同位素133 CS 原子发出的一 个特征频率光波周期的9192631770倍.
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