大学物理二单元牛顿运动定律1节.pptVIP

§2.1 牛顿运动定律 一、动力学基本定律 在国际单位中，质量的单位为kg（千克），长度的单位为m（米），时间的单位为s（秒），这些是基本单位。力的单位为N（牛顿），是导出单位： 1N =1kg×1m/s2 惯性 物体保持其运动状况不变的固有属性，称为惯性，质量是物体惯性的量度。 牛顿第一定律（惯性定律） 任何质点如不受力作用，则将保持原来静止或匀速直线运动状态。 牛顿第二定律 在力的作用下物体所获得的加速度的大小与作用力的大小成正比，与物体的质量成反比，方向与力的方向相同。 物体间的作用力是相互的、性质相同的力，同时产生，同时消失。 注意：此定律只在力学中成立，不能任意推广！例如：电磁力。 QA QB 牛顿第三定律 两物体间的作用力和反作用力大小相等，方向相反，并沿同一条直线分别作用在两个物体上。 二、牛顿运动定律的物理意义 牛顿第二定律是整个经典动力学的核心，从它可以导出几个常用力学定律和守恒律，同时也是解决实际问题的基本方程。 中，力和加速度是矢量，矢量可以通过矢量方法进行合成，即满足可叠加原理。力是质点所受的合外力。 牛顿第二定律是矢量方程，可以分解到指定坐标系的各个轴向方向上，表示成相应分力与加速度分量的关系式。例如： 三维直角坐标系 自然坐标系 极坐标系 第一篇 力学 牛顿第二定律是瞬时关系式，可以一般表示为： 牛顿第二定律适用于质点，或通过物理简化的质点。 牛顿第二定律适用于宏观低速情况，而在微观 尺度或高速 情况与实验有很大偏差。 牛顿第二定律适用于惯性系，而对非惯性系不成立。 此微分形式表明：力与加速度成一一对应关系。 §2.2 物理量的单位与量纲 SI 一、国际单位制 即国际单位制（System of international units），是目前国际上通用的单位体系。 国际单位制 SI单位 SI单位的倍数单位 SI基本单位 SI导出单位 1.SI基本单位 基本物理量 单位名称 单位符号 长度 米 m 质量 千克（公斤） kg 时间 秒 s 电流 安（培） A 热力学温度 开（尔文） K 物质的量 摩（尔） mol 发光强度 坎（德拉） cd fundamental units 2.SI导出单位 导出物理量 单位名称 单位符号 速度 米 · 秒-1 m · s-1 加速度 米 · 秒2 m · s-2 力 千克 · 米 · 秒2 kg · m · s2 功率 焦耳 · 秒-1 J · s-1 电量 安培 · 秒 A · s 密度 千克 · 米-3 kg · m-3 动量 千克 · 米 · 秒-1 kg · m · s-1 derived units 3.SI倍数单位 因数 前缀 符号 英文 中文 1024 yotta 尧（它） Y 1021 zetta 泽（它） Z 1018 exa 艾（可萨） E 1015 peta 拍（它） P 1012 tera 太（拉） T 109 giga 吉（迦） G 106 mega 兆 M 103 kilo 千 k 102 hecto 百 h 正倍数 multiple units positive times 101 deca 十 da 10-1 deci 分 d 10-2 centi 厘 c 10-3 milli 毫 m 10-6 micro 微 μ 10-9 nano 纳（诺） n 10-12 pico 皮（可） p 10-15 femto 飞（母托） f 10-18 atto 阿（托） a 10-21 zepto 仄（普托） z 10-24 yocto 幺（科托） y 负倍数 negative times 量纲 二、量纲 在不考虑数字因素的情况下，将导出量的单位用基本量的单位进行组合，形成的单位之间的关系式，称为该物理量的量纲。 在力学中，SI基本单位是长度、质量和时间，相应的基本单位的量纲分别表示为L、M、T。任一物理量Q的量纲一般表示为： dimension 量纲指数 上述表达式中的三个指数α、β、γ称为量纲指数。 力F的单位是 例： 则力的量纲式为： dimension index 量纲能定性反映物理量内在联系，在物理学中是一个非常重要、非常有用的概念。量纲分析提供了物理量运算的一个基本法则，即只有量纲相同的物理量才能加、减运算，或进行大小对比。一个方程是否正确，可以通过等号两端的量纲比较来衡量：量纲不同，就不能用等号连接两个物理量。这为探索性科学研究过程提供了一个定性的判断途径。 阻力只与车的迎风截面面积、空气密度和车速有关，具体关系则可以通过量纲分析得到。 例： 设： k 是比例常数。 §2.3 自然力与常见力