牛顿定律力学相对性原理惯性力(版)资料课件.pptVIP

“自然及其规律隐藏在黑暗中，上帝说：‘让牛顿去吧’于是一切都豁然明朗！”[英]A.PopeIsaacNewton“Hypothesesnonfingo”我不杜撰假说“IfIhaveseenfurther,itisbystandingupontheshouldersofGiants”

哥白尼伽利略开普勒

内容目录1.牛顿力学三定律及其应用2.惯性系、力学相对性原理3.非惯性系、惯性力

一.牛顿力学三定律(Newton’sthreelawsofMechanics)1.牛顿第一定律任何物体在不受任何外力的作用下，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。（1）惯性（inertia）,惯性定律（2）力：改变物体运动状态的原因（3）数学表示：当时，恒矢量（4）通过思想实验（伽利略）得到

一.牛顿力学三定律2.牛顿第二定律力的叠加原理的作用下，其动量随时间的变化率应当等于作用动量为的物体，在合外力于物体的合外力。（1）（2）当时，直角坐标系自然坐标系（3）具有瞬时性、矢量性、叠加性

一.牛顿力学三定律3.牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力，总是同时在同一条直线上，大小相等，方向相反。（1）同种性质；（2）不能抵消。

牛顿力学的意义1.古希腊自然哲学与意大利、英国和法国的实验科学结合；2.把归纳法（以实验为基础，英国哲学家培根）和演绎法（数学家笛卡尔）结合起来；3.把开普勒（专注于天文学研究）和伽利略（着重于地面运动的研究）融合起来；4.哲学的推理法则：简单性原理，因果性原理，统一性原理.

二.几种常见的力m1m21.万有引力r引力常数压力、支持力弹簧弹力2.弹性力——胡克定律张力绳子上各处的张力相等吗？3.摩擦力滑动摩擦力最大静摩擦力静摩擦力≤

三.牛顿力学定律的应用基本方法：隔离物体法基本解题步骤：（1）隔离物体；（2）受力分析；（3）选取坐标；（4）求解方程。

例1.如图长为的轻绳，一端系质量为的小球，另一端系于定点，时小球位于最低位置，并具有水平速度，求小球摆起角时的速率及绳的张力．变力作用问题选取任一时刻（而不是一个特殊时刻）进行受力和运动状态分析已知运动的初始条件，则根据牛顿定律便可预言物体在任意时刻的运动状态（微积分求解）

例2质量为的小球从距离水平面高处以速度沿水平方向抛出，小球受到空气阻力为小球的速度，为常量，求小球的运动学方程。变力作用问题选取任一时刻（而不是一个特殊时刻）进行受力和运动状态分析已知运动的初始条件，则根据牛顿定律便可预言物体在任意时刻的运动状态（微积分求解）

四.牛顿定律的适用条件太阳—恒星参考系地心—恒星参考系1.惯性系地面参考系若在某参考系中，当物体不受外力作用时，保持静止或匀速直线运动，该参考系称为惯性系。相对于惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系，相对于惯性系作加速运动的参考系是非惯性系。牛顿运动定律只在惯性系中成立！

四.牛顿定律的适用条件2.力学相对性原理在不同的惯性系中，牛顿定律具有相同的形式.在任一惯性系内部做任何力学实验，都不能确定该惯性系相对于其他惯性系是否在运动.!物理规律都具有相对性原理?

四.牛顿定律的适用条件3.惯性力(InertialForce)在非惯性系中，牛顿第二定律可表示为：非惯性系中物体的加速度惯性力真实合外力

为何还要在非惯性系中研究问题呢？理由：l大部分参考系都是非惯性系地面参考系，地球自转加速度地心参考系，地球绕太阳公转加速度太阳参考系，太阳绕银河系转加速度l重力和纬度的关系：由于地球自转，地面物体会受到惯性离心力的作用。重力并非地球引力，而是引力和惯性离心力的合力。ωmr?F0F引OGR

为何还要在非惯性系中研究问题呢？理由：失重问题：在太空中绕地球飞行的飞船可以视为转动的非惯性系，其中物体所受的引力被惯性离心力完全抵消而出现失重。在那里物体可以真正做到“不受力”。在这样的非惯性系中，反而能够真正做到验证惯性定律。在飞船中几个球可以在空中摆成一个圈

例4.图示系统置于的加速度上升的升降机中，A、B两物体质量相同均为m，A所在的桌面是水平的，绳子和定滑轮质量均不计。若忽略滑轮轴上和桌面上A的摩擦并不计空气阻力，则绳中张力为（）AB

五.其它惯性力大潮日1.天体引潮力月地由于引力不均匀（有引力梯度）引起潮汐。小潮地月日大潮与小潮落潮月亮涨潮地球涨潮落潮月球对地面上海水的引潮力

五.其它惯性力引潮力常触发地震，地震常发生于阴历初一、十五如：1976.阴7.2,唐山附近（大潮期）。●1993.阴8.15,印度1995.阴12.17,神户2001.阴2.1,四川雅江2001.阴2.2,印尼影响