第二章质点动力学 §21 §22 s,3/牛顿运动定律及其应用 §24 §2.5非惯性系中的力学惯性力 §2.6动量和角动量 §27机械功和能 预期学时:6学时
§2.5 非惯性系中的力学 惯性力 §2.6 动量和角动量 §2.7 机械功和能 牛顿运动定律及其应用 2.4 2.3 2.2 § 2.1 § § § 第二章 质点动力学 *预期学时：6学时
21~24牛顿运动定律及其应用 牛顿运动定律 (-)牛顿第一定律(惯性定律) 任何物体如果没有力作用在它上面 都将保持静止或匀速直线运动状态 只 在 1.定义了惯性参考系2.定义了物体的惯性和力惯 (二)牛顿第二定律F=ma= d(m1)1性 dt 系 dt中 1.m是物体惯性的量度2.力的叠加原理: 成 (三)牛顿第三定律(作用力与反作用力定律) 立 作用力与反作用力:1大小相等;2方向相反;3作用在一条 直线上;4作用在不同物体上;5同时出现同时消失;6属于 同一性质的力
§ 2.1 ~ § 2.4牛顿运动定律及其应用 一.牛顿运动定律 (一)牛顿第一定律（惯性定律） 任何物体如果没有力作用在它上面， 都将保持静止或匀速直线运动状态。 1. 定义了惯性参考系 2. 定义了物体的惯性和力 (二)牛顿第二定律 ] ( ) [ dt dp dt d mv F ma = = = 1.m 是物体惯性的量度 2.力的叠加原理:… (三)牛顿第三定律(作用力与反作用力定律) 作用力与反作用力:1.大小相等;2.方向相反;3.作用在一条 直线上;4.作用在不同物体上;5.同时出现,同时消失;6.属于 同一性质的力。 只 在 惯 性 系 中 成 立
*单位制( system of units)和量纲 dimention) 1单位制(以SI制为例) 物理学公式 基本量 基本单位 导出量 导出单位 长度 米(m) 加速度 ·S 间 秒(s) 力 kg·m·S g 质量千克(kg) 1米等于光在真1秒等于铯13原子基态两千克标准原器是用铂铱合 空中1/299792个超精细能级间跃迁对应金制造的一个金属圆柱体, 458秒时间内所辐射的9192631770个它保存在巴黎 通过的路程 周期的持续时间; 国际度量衡局的地窖中 2量纲:用物理量间的乘幂关系表示一个物理量和其他物理量的联系。 物理量长度时间质量速度加速度力 量纲 L T M T1LT2MLT (1)检验公式的正确性:只有量纲相同的量才能相等、相加或相减; (2)进行不同单位制间的换算;
*单位制（system of units）和量纲（dimention） 1.单位制 （以SI制为例） 1米等于光在真 空中1 / 299 792 458 秒时间内所 通过的路程； 1秒等于铯-133原子基态两 个超精细能级间跃迁对应 辐射的9 192 631 770个 周期的持续时间; 千克标准原器是用铂铱合 金制造的一个金属圆柱体， 它保存在巴黎 国际度量衡局的地窖中。 基本量 基本单位 长度 米（m） 时间 秒（s） 质量 千克（kg） 导出量 导出单位 加速度 力 … … −2 m s −2 kgms 物理学公式 2.量纲:用物理量间的乘幂关系表示一个物理量和其他物理量的联系。 物理量 长度 时间 质量 速度 加速度 力 量纲 L T M −1 LT −2 LT −2 MLT (1).检验公式的正确性: 只有量纲相同的量才能相等、相加或相减; (2).进行不同单位制间的换算;
*惯性参照系和力学相对性原理 1惯性参照系( nertial system) 1)定义:使 Newton第一定律成立的参照系。 (2)理想惯性系是完全不受到力作用的参照系 (3)宇宙中不存在严格的惯性系,只有近似惯性系 固定在地球表面的实验室系是近似惯性系。 地心参照系是近似惯性系。(讨论人造地球卫星运动) 日心参照系是近似惯性系太阳心为学标厦点标轴指向 2.力学相对性原理 在一个惯性系内进行的任一切惯性系在表述力学规律上都是 何力学实验都不可能确定_等价的,不存在用力学实验可以定 该惯性系本身的运动。 义的、特殊的绝对的惯性系。 3物理规律的协变性 由 Galileo变换: (1)协变:表示物理规律的方程在某种 m=mF=F a=a () Newton方程是Gli变换下的协变式若s系中:E=ma (3)麦氏电磁场方程在Gali变换下形式变则系中:F'=m
*惯性参照系和力学相对性原理 (1)定义:使Newton第一定律成立的参照系。 1.惯性参照系(inertial system) (2)理想惯性系是完全不受到力作用的参照系。 (3)宇宙中不存在严格的惯性系，只有近似惯性系。 •固定在地球表面的实验室系是近似惯性系。 • 地心参照系是近似惯性系。(讨论人造地球卫星运动) 以太阳中心为坐标原点、坐标轴指向 其他恒星。研究恒星等天体的运动。 •日心参照系是近似惯性系。 2.力学相对性原理 在一个惯性系内进行的任 何力学实验都不可能确定 该惯性系本身的运动。 一切惯性系在表述力学规律上都是 等价的，不存在用力学实验可以定 义的、特殊的绝对的惯性系。 3.物理规律的协变性 表示物理规律的方程在某种 变换下其形式保持不变。 (1)协变: (2)Newton方程是Galileo变换下的协变式 (3)麦氏电磁场方程在Galileo变换下形式变 由Galileo变换： 若S系中: m m ,F F , = = a a = F ma = 则s 系中：F = m a
力学中常见的力 (1)万有引力; ()万有引力 (2)电磁相互作用力; 万有引力定律( law of universal gravitation (3)弱相互作用力; F=-Gm,m2 G引力常量 (4)强相互作用力。 rm.,m.一引力质量 基本相互作用力 gravitational mass 存在于原子核内。 引力质量和 若规定惯性质量标准件同时 Einstein建立 惯性质量 也是引力质量的标准件,则 广义相对论的 意义不同 引力质量=惯性质量 实验基础之 重力( ravity):F=F向+W cos R 289 考虑地球扁平: Mn cos △ W=G 2(1 )=mg R 91
二.力学中常见的力 (3)弱相互作用力; (2)电磁相互作用力; 基 本 相 互 作 用 力 (4)强相互作用力。 (1)万有引力; 存在于原子核内。 (一)万有引力 万有引力定律(law of universal gravitation) r r m m F G 3 1 2 = − 引力质量 gravitational mass m1 ,m2 − G——引力常量 若规定惯性质量标准件同时 也是引力质量的标准件，则 引力质量=惯性质量 引力质量和 惯性质量 意义不同 Einstein建立 广义相对论的 实验基础之一 重力(gravity): F F W 引 = 向 + ) 289 cos (1 2 2 = − R Mm W G mg R Mm W G = − )= 191 cos (1 : 2 2 考虑地球扁平 F引 F向 W