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1、牛顿(16431727) 1661 进入剑桥大学三一学院; 16651666 伦敦瘟疫,牛顿回乡间潜心研究,发明微积分和发现万有引力; 1669年任剑桥大学卢卡斯讲座教授(目前由著名残障物理学家霍金担任) 1672 英国皇家学会会员 1699 造币厂厂长 1701 辞去剑桥大学教职 1705 封爵(因改革币制有功) 中年时期曾醉心炼金术,晚年则投注许多心力研究宗教,著作:自然哲学之数学原理;光学,木兰花慢 送月(辛弃疾,11401207) 可怜今夕月,向何处、去悠悠?是别有人间,那边才见,光影东头?是天外空汗漫,但长风、浩浩送中秋?飞镜无根谁系?嫦娥不嫁谁留?,牛顿告诉你:飞镜无根引力系,嫦娥
2、不嫁速度留,英国诗人波谱歌颂牛顿的诗句:,自然界和自然界的规律隐藏在黑暗中, 上帝说:“让牛顿去吧!”于是一切都成为光明。,世间无牛顿,万古如长夜,2.1 惯 性 inertia,一、惯性定律 law of inertial,惯性 任何物体所具有的保持其原有运动状态的特性,惯性定律 若无外界作用,任何物体都将保持静止或匀速直线运动状态,二、惯性系 inertial frame,一个惯性观察者使用的参考系叫惯性参考系;或者说惯性参考系就是使惯性定律严格成立的参考系,局部的惯性系:在引力场中作自由运动的参考系。 基本的惯性系:固定在地面上的参考系。地面赤道处 的向心加速度约为3.4102 m/s2
3、. 近似的惯性系:地面、地球、太阳系、FK4 系等。 地球绕太阳公转的向心加速度约为5.9103 m/s2. 太阳系随银河系旋转的向心加速度约为31010 m/s2. FK4 系是以选定的 1535 颗恒星的平均静止位形作为 基准的参考系,它是目前最好的实用惯性系。,2.4 牛顿定律及其应用,一 牛顿第一定律,任何物体都要保持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牛顿第一定律。,二 牛顿第二定律,运动的变化与所加的动力成正比;并且发生在这力所沿的直线的方向上。物体的动量对时间的变化率与所加的外力成正比,并且发生在这外力所在的方向上。,三、 牛顿第三定律(作用力和反作用力定律),
4、当物体A以力 作用在物体B上时,物体B也必定同时以力 作用在物体A上,两力作用在同一直线上,大小相等,方向相反。,直角坐标系,牛顿定律表达式,自然坐标系,四 牛顿定律的应用,1、万有引力gravitation,说明: (1)一般物体的万有引力通常很小,可忽略不计。 (2)一个质量均匀分布的球体或质量呈球对称分布的物 体与一个质点相互作用的引力可将球对称分布的物体质量 集中于球心当作一个质点处理,再用上式计算。,力学中常见的几种力,(3)重力P(gravity)-地面附近的物体所受的地球引力,2、弹性力(elastic force),物体因形变而产生欲使其恢复原来形状的力称为弹性力。 常见的弹性
5、力有: 弹簧被拉伸或压缩时产生的弹性力; 绳索被拉紧时产生的张力; 重物放在支承面上产生的正压力和支持力等。,胡克定律:在弹性限度内,弹性力的大小与弹簧的伸长量成正比,方向指向平衡位置,两个物体相互接触,由于有相对运动或者相对运动的趋势,在接触面处产生的一种阻碍物体运动的力,叫做摩擦力。,1)静摩擦力(static frictional force),最大静摩擦力,2)滑动摩擦力(sliding frictional force),物体有相对运动,滑动摩擦力与正压力成正比,物体没有相对运动,但有相对运动的趋势,3)流体阻力(resistence in fluid):固体与液体(或气体)及液体之
6、间或气体之间和液气之间的阻碍相对运动的作用力,其大小与相对速度有关;也称粘滞力。,3、摩擦力(frictional force),例、质量为m的小球,用轻绳连接,如图所示,求剪断绳AB前后的瞬间BC绳中的张力比T:T,A,B,C,解:剪断前,小球受力如图,建立直角坐标系,水平方向,竖直方向,剪断后,小球受力如下图,用自然坐标系,法线方向,切线方向,初始条件,习题集p6题2、在倾角为30的固定光滑斜面上放一质量为M的楔形滑块,其上表面与水平面平行,在其上放一质量为m的小球(如图),M与m间无摩擦,且M=2m,试求小球的加速度及楔形滑块对斜面的作用力。,解:受力分析如图:,(7),(1),(2),(3),(4),(5),(6),将M2m;,代入得:,解得:,