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牛顿定律和量纲牛顿定律和量纲本讲稿第一页，共十八页 任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止外力迫使它改变运动状态为止.一一 牛顿第一定律牛顿第一定律惯性和力的概念惯性和力的概念二二 牛顿第二定律（惯性系中）牛顿第二定律（惯性系中）时，时，恒矢量恒矢量 动量为动量为 的物体，在合外力的物体，在合外力 的作用下，其动的作用下，其动量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力量随时间的变化率应当等于作用于物体的合外力.当当 时，时，为为常量常量本讲稿第二页，共十八页 力的叠加原理力的叠加原理瞬时瞬时关系，关系，第一类第一类因果关系因果关系牛顿定律的研究对象是单个物体（牛顿定律的研究对象是单个物体（质点）质点）质量质量是质点惯性大小的量度是质点惯性大小的量度本讲稿第三页，共十八页 两个物体之间作用力两个物体之间作用力 和反作和反作用力用力 ,沿同一直线沿同一直线,大小相等大小相等,方向相反方向相反,分别作用分别作用 在两个物体上在两个物体上.（物体间相互作用规律）（物体间相互作用规律）三三 牛顿第三定律牛顿第三定律地球地球意义：说明了力的起源是物体的相互作用。意义：说明了力的起源是物体的相互作用。本讲稿第四页，共十八页1 1 万有引力万有引力 重力重力引力常量引力常量2 2 弹性力弹性力（压力，张力，弹簧弹性力等）（压力，张力，弹簧弹性力等）弹簧弹性力弹簧弹性力四四 力学中的常见力力学中的常见力-mg地心地心mg本讲稿第五页，共十八页3 3 摩擦力摩擦力1）滑动摩擦力）滑动摩擦力与相对运动的方向相反与相对运动的方向相反2）静摩擦力（与相对运动的方向相反）静摩擦力（与相对运动的方向相反）最大静摩擦力最大静摩擦力五、牛顿定律成立的条件五、牛顿定律成立的条件1 1）宏观系统：）宏观系统：宏观和微观界限：运动空间尺寸宏观和微观界限：运动空间尺寸l l 原子尺寸（原子尺寸（10101010m m）2 2）低速：）低速：v cv c（3x103x108 8m/sm/s）3 3）惯性参照系：凡是牛顿定律适用的参照系，与惯性系作匀）惯性参照系：凡是牛顿定律适用的参照系，与惯性系作匀速直线运动的，也称为惯性参照系。速直线运动的，也称为惯性参照系。本讲稿第六页，共十八页1）依题意确定研究对象，并隔离研究对象；）依题意确定研究对象，并隔离研究对象；2）确定参照系，选取坐标；）确定参照系，选取坐标；4）列方程式求解；）列方程式求解；5）分析讨论结果。）分析讨论结果。解题步骤解题步骤3）对研究对象进行受力分析（画受力图）；）对研究对象进行受力分析（画受力图）；本讲稿第七页，共十八页例：物体例：物体M在静摩擦系数为在静摩擦系数为 的水平面上，现对其施加的水平面上，现对其施加一斜向上的拉力，试求物体能动的最小拉力一斜向上的拉力，试求物体能动的最小拉力xyo解：解：1）隔离物体，分析其受力）隔离物体，分析其受力2）给出矢量方程）给出矢量方程3）建立坐标系，写出分量式）建立坐标系，写出分量式x方向：方向：y方向：方向：物体刚启动时，摩擦力为最大静摩擦力，由物体刚启动时，摩擦力为最大静摩擦力，由解解出出N N，求得，求得 的大小为的大小为本讲稿第八页，共十八页物体启动时，有物体启动时，有 要使要使F最小，需使分母最大，即最小，需使分母最大，即即：即：本讲稿第九页，共十八页解：解：研究对象：研究对象：m1 、m2 受受力力分分析析：m1 、m2各各受受两两个个力力，即即重力及绳拉力，如图重力及绳拉力，如图 牛顿定律牛顿定律 m1m2m1T1P1m2T2P2矢量式：矢量式：对对m1以向上为正，以向上为正，m2以向下为正以向下为正由于由于可得：可得：书书P31例例18本讲稿第十页，共十八页解：解：研究对象：研究对象：m;m;受力分析：受力分析：m m受两个力，重力受两个力，重力 及空气及空气阻力阻力 牛顿第二定律：牛顿第二定律：抛出点抛出点xyo例例3 3：质量为的物体被竖直上抛，初速度为：质量为的物体被竖直上抛，初速度为 ，物体受到，物体受到的空气阻力数值为的空气阻力数值为 ，为常数。求物体升高到最高为常数。求物体升高到最高点时所用时间及上升的最大高度。点时所用时间及上升的最大高度。本讲稿第十一页，共十八页V0时，物体上升到了最高点，可有时，物体上升到了最高点，可有t0为为本讲稿第十二页，共十八页本讲稿第十三页，共十八页 1m1m 是光在真空中在（是光在真空中在（1/299792458 s 1/299792458 s）内所经过的）内所经过的距离距离.力学的力学的基本单位基本单位 19841984年年2 2月月2727日，我国国务院颁布实行以国际单日，我国国务院颁布实行以国际单位制（位制（SISI）为基础的法定单位制）为基础的法定单位制.1s1s 是铯的一种同位素是铯的一种同位素133 CS 133 CS 原子发出的一个原子发出的一个特征频率光波周期的特征频率光波周期的91926317709192631770倍倍.“千克标准原器千克标准原器”是用铂铱合金制造的一个金属圆是用铂铱合金制造的一个金属圆柱体，保存在巴黎度量衡局中柱体，保存在巴黎度量衡局中.物理量物理量单位名称单位名称符号符号长度长度米米质量质量千克千克时间时间秒秒本讲稿第十四页，共十八页实际时间过程的时间实际时间过程的时间宇宙年龄宇宙年龄 约约 （140亿年）亿年）地球公转周期地球公转周期 人脉搏周期人脉搏周期 约约最短粒子寿命最短粒子寿命速率速率导出量导出量力力功功本讲稿第十五页，共十八页 定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的定义：表示一个物理量如何由基本量的组合所形成的式子式子.量量 纲纲某一物理量某一物理量 的量纲的量纲物理量物理量单位名称单位名称量纲量纲长度长度米米质量质量千克千克时间时间秒秒速率速率力力本讲稿第十七页，共十八页量纲的用途：量纲的用途：M LT-1=MLT-1一个等式相等应满足一个等式相等应满足：量纲相同量纲相同 、数值相等、量性相同、数值相等、量性相同1）检验公式）检验公式2)确定比例系数量纲：确定比例系数量纲：单位：单位：m3/kg.s23 3）求某些物理量的值或数量级）求某些物理量的值或数量级.本讲稿第十八页，共十八页
