haihongyuan.com
海量文库 文档专家
全站搜索:
您现在的位置:首页 > 初中教育 > 初中理化生初中理化生

第2章-运动与力

发布时间:2014-05-30 14:35:38  

第二章 运动与力
Newton’s Laws of Motion

牛顿运动定律在是Sir Isaac
Newton 创立的经典力学的基本定律。
1687年, Newton出版了阐述经 典力学的伟大著作——《自然哲学的 数学原理》。著作内容包括:
? 时间、空间、质量、动量和力等基本概念; ? 三大运动定律和万有引力定律。

? 流体力学、声学、天体物理、微积分学等学科的概念和理论。

§2-1 牛顿 运动定律
Newton’s Laws of Motion

1. 牛顿第一定律

(惯性定律)

任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态, 除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态。
第一定律定性地给出了两个重要概念:

惯性——物体保持原有运动状态的属性,其大小用质量量度。 力——物体间的相互作用,使质点改变运动状态的原因。 ? 质点处于静止或匀速直线运动状态时: ? Fi ? 0 惯性参考系 ——指牛顿第一定律在其中严格成立的参考 系,简称惯性系。 相对已知惯性系匀速运动的参考系也是惯性系。
目前惯性系的认识情况是: 最好的惯性系:
FK4系
稍好点的惯性系: 太阳 是由1535个恒星平均静止

一般工程上可用的惯性系

位形作为基准的参考系 地球(地心或地面)

2.

牛顿第二定律(质点运动定律)

物体所获得的加速度的大小与物体所受的合外力成正 比,与物体的质量成反比,加速度的方向与外力方向相同。

其中 质量——物体惯性的定量量度——惯性质量 Newton对第二定律的原文描述: 运动的变化与所加的动力成正比,并且发生在这力所 沿直线的方向上。 物体的质量与速度的乘积 ——动量

? ? F ? ma

? ? p ? mv

? ? ? dp p F? dt dt

? 第二定律更普遍的表达式

当物体的质量 不随时间变化时,

? ? dp F? dt ? dv ? ?m ? ma dt
? ? ? d v dv 此时, F ? m0 ? m0 dt 1 ? v 2 c 2 dt

相对论力学指出当物体的运动速度 v 接近真空中光速 c 时,质量随运动是变化的。即

m?

m0 1 ? v2 c2

? 如果有几个力共同作用,F 应理解为合力。

? 第二定律的分量形式
dpx ? ? Fx ? dt ? dp y ? ? Fy ? dt ? ? F ? dpz z ? dt ?

说明

dvx Fx ? m ? max dt dvy Fy ? m ? may dt dvz Fz ? m ? maz dt

(若m不变)

(1)力与动量变化率或加速度之间为瞬时成立的! (2)牛顿定律相对于惯性参照系成立,在作加速运动 的参照系中不能成立; (3)以下两种情况下,质量不能当常量:
?高速(v > 106 m/s ) 运动,质量与运动速度相关,如相对论效应。

? 物体在运动中质量有增减,如火箭、雨滴;

3. 牛顿第三定律

(作用和反作用定律)

对于每一个作用,总存在一个 大小相等方向相反的反作用。 ? ? 设 F12 表示物体1 受物体2 的作用

网站首页网站地图 站长统计
All rights reserved Powered by 海文库
copyright ©right 2010-2011。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit326@126.com