F=ma =m 直角坐标系中F=ma 自然坐标系 F=ma Fn 1)对应性:每一个力都将产生自己的加速度 2)矢量性:某个方向的力,只能改变该方向上物体的运动状态,只能在该方向上使物体获得加速度 3)瞬时性:力和加速度同时产生,同时变化,同时消失,无先后之分。 4)力的叠加原理。当几个外力同时作用于物体时,其合外力所产生的加速度a,与每个外力F所产 生加速度“的矢量和是一样的,这就是力的叠加原理。 5)牛顿第二定律只适用于惯性系。 、牛顿第三定律( Newton Third law)—作用力与反作用力定律 牛顿第一定律说明物体只有在外力的作用下才改变其运动状态,第二定律给出了物体的加速度与作用 在物体上合外力之间的关系,牛顿第三定律则说明了力具有相互作用的性质。 牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力,沿同一直线,大小相等,方向相反,分别作 用在两个物体上 2.数学表示式 3.讨论 1)作用力与反作用力必然存在于两物之间。且同时产生,同时消灭,任何一方都不能孤立地存在。 2)作用力与反作用力是同一种性质的力。 3)作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上,它们不能互相抵消。 4)牛顿第三定律对任何参考系都成立 简述之:作用力与反作用力大小相等;方向相反;同一性质;同一直线;作用两物;不能抵消 小结 1.牛顿运动定律中,第二定律是核心,是质点动力学的基本方程。通常处理动力学问题时,要把这 个定律结合起来考虑。 2.牛顿三大定律只适用于宏观、低速领域,当物体的运动速度接近光速或研究微观客体的运动时 需要分别应用相对论力学和量子力学规律。 四、思考题 试分析下列问题: (1)物体的运动方向和合外力方向是否一定相同? (2)物体受到儿个力的作用,是否一定产生加速度? 3)物体运动的速率不变,所受合外力是否为零? 附录:“凡运动着的物体必然都有推动者在推动它运动。”古希腊哲学家 Aristotle(公元前384-公 元前322)的这个论断,在2000年的时间内被认为是不可怀疑的经典。直到300多年前,G. Galileo(1564 642)在实验与观察的基础上,作了大胆的假设与推理,向这个论断提出了挑战。 Galileo注意到,当 个球沿斜面向下滚动时速度增大,沿斜面向上滚动时速度减小。他由此推论,当球沿水平面滚动时,其 速度应该是既不增大又不减小。在实验中球之所以会越来越慢直到最后停下来,他认为这并非是球的“自 然本性”,而是由于摩擦力的缘故。 Galileo观察到,表面越光滑,球会滚得越远。于是,他进一步推论, 若没有摩擦力,球将永远滚下去。 Galileo的这一正确的理论,在隔了一代人之后,由牛顿总结成为力学 的一条基本定律一—惯性定律。 6
§2-3物理量的单位和量纲 力学单位制( SISystem of International Units 物理学中出现的各种物理量都有单位。由于物理量很多,如果每个量的单位都给起一个新名,那将带 来不必要的麻烦。为了简便,人们选定几个物理量的单位为基本单位,其他物理量的单位,可以根据定义 或定律推导出来。例如:选定长度单位为米、时间单位为秒后,速度的单位就可根据v=s定为米/秒。 为了组成力学单位制,只要选定三个物理量的单位作为基本单位,其余物理量的单位是根据定义或定 律推导出来的,叫做导出单位。作为基本单位的物理量称为基本量,其余物理量称为导出量 由于基本单位的选取不同,力学中有几种不同的单位制,常用的有 国际单位制 Physical Quantity&Unt 制 国际单位制(法文 Le Systeme International d'Unites)中基本量有7个 )基本单位:1954年国际计量大会决定1978年1月1日实行。1984年2月27日,我国国务院颁布 实行以SI制为基础的法定单位制。 长度质量时间热力学温度电流物质的量发光强度 摩尔 坎德尔 M K K d 2)SI辅助单位 平面角弧度rad 立体角球面度 3)SI词头 K m n P f Mega Kilo Mili micro Pico 厘米·克·秒制(c·g·s制) 基本单位:长度的单位—厘米(cm) 质量的单位—克 时间的单位—秒(s) 二、力学量的量纲 物理量之间通过它们服从的自然规律(物理量中的定律)彼此联系起来。因此当基本量选定以后,其 它物理量都可以通过一定的物理关系与基本量联系起来。例如:在国际单位制中以长度L、质量M、时间 为基本量,导出量—速度不管它的单位如何取,根据定义它总是长度除以时间,即L丌。把表示每个 物理量怎样由基本量组成的式子称为量纲。在不考虑数字因素时,表示一个物理量是由哪些基本量导出的 以及如何导出的式子,称为该物理量的量纲式 长度L;质量M;时间T;温度e;电流I;物质的量N;发光强度J 其它力学量[Q]=LMT p、q、s称为量纲指数。 例如:速度]-[]r=Lr 加速度[a]=[v]=r2 讨论 1.量纲的引入给不同的单位制换算带来了方便 2.只有量纲相同的物理量才能相加、减或用等号相连接