第1章緒論及質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律

1物理(工)2011.10.17陳濤（總72學(xué)時(shí)）E-mail:taochen426@（1）研究物質(zhì)的兩種形態(tài)實(shí)物和場(chǎng)是物質(zhì)的兩種基本形態(tài)▲關(guān)于實(shí)物物質(zhì)結(jié)構(gòu)

實(shí)物包括微觀粒子和宏觀物體，它的范圍是從基本粒子的亞核世界到整個(gè)宇宙。物理學(xué)的研究對(duì)象▲關(guān)于場(chǎng)物質(zhì)結(jié)構(gòu)例如：電磁場(chǎng)、引力場(chǎng)、各種介子場(chǎng)。(2)研究物質(zhì)最簡(jiǎn)單最基本最普遍的運(yùn)動(dòng)形式

(3)研究物質(zhì)的相互作用

物質(zhì)間有四種相互作用，引力作用、電磁作用、強(qiáng)作用、弱作用。傳遞引力相互作用—引力子傳遞電磁相互作用—光子機(jī)械運(yùn)動(dòng)熱運(yùn)動(dòng)電磁運(yùn)動(dòng)原子和原子核內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)傳遞強(qiáng)相互作用—膠子傳遞弱相互作用—中間玻色子研究對(duì)象包括宇觀、宏觀、介觀、微觀、生命觀

當(dāng)今物理學(xué)的研究領(lǐng)域里有兩個(gè)尖端，一個(gè)是高能物理或稱粒子物理，另一個(gè)是天體物理。前者在最小尺度上探索物質(zhì)更深層次的結(jié)構(gòu)，后者在最大尺度上追尋宇宙的演化和起源。但是近十年的進(jìn)展表明，這兩個(gè)極端竟奇妙地銜接在一起，成為一對(duì)密不可分的姊妹科學(xué)?？臻g：微觀粒子10-15m（夸克）---宇宙尺寸1027m（哈勃半徑）--大小跨越42個(gè)數(shù)量級(jí)物理學(xué)大蟒

從階段劃分，可分為經(jīng)典、近代、現(xiàn)代物理.時(shí)間：微觀粒子壽命10-24s；宇宙年齡---1018s經(jīng)典第一代：1543年以前，以亞里士多德為代表的物理學(xué)（如地心說，力是維持速度的原因等）.第二代：1543年~1900年以牛頓為代表的物理學(xué).近代第三代：1900年~1928年以愛因斯坦的相對(duì)論和薛定諤、海森堡等的量子論為代表的近代物理學(xué).第四代：1928年至今的現(xiàn)代物理學(xué)如激光、超導(dǎo)、混沌等.為什么要學(xué)習(xí)物理學(xué)？探索⑴18世紀(jì)60年代開始的第一次技術(shù)革命,主要標(biāo)志是蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，它是經(jīng)典牛頓力學(xué)和卡諾等熱力學(xué)發(fā)展的結(jié)果。⑵19世紀(jì)90年代開始的第二次技術(shù)革命,主要標(biāo)志是電力的應(yīng)用和無線電通訊的實(shí)現(xiàn),它是經(jīng)典麥克斯韋電磁學(xué)的發(fā)展結(jié)果。

20世紀(jì)80年代以來，以高新技術(shù)為核心的科技革命揭開了世界科技發(fā)展史上新的一頁。⑶20世紀(jì)40年代興起一直延續(xù)到今天的第三次技術(shù)革命是近代物理學(xué)發(fā)展的結(jié)果,其特點(diǎn)是出現(xiàn)了高新技術(shù)和產(chǎn)品。如激光、電子計(jì)算機(jī)等的出現(xiàn)。物理學(xué)與能源技術(shù)太陽能電池物理學(xué)與材料技術(shù)納米發(fā)電機(jī)物理學(xué)與信息技術(shù)光子計(jì)算機(jī)，量子通信物理學(xué)與生命科學(xué)核磁共振、CT、B超

物理學(xué)與空間技術(shù)宇宙飛船，蟲洞物理學(xué)與環(huán)境科學(xué)全球變暖，洪水，干旱，地質(zhì)勘探

學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容經(jīng)典物理：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動(dòng)學(xué)近代物理：狹義相對(duì)論、量子物理數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：1微積分2矢量牛頓開普勒伽利略他們?yōu)榻?jīng)典力學(xué)的建立做出貢獻(xiàn)玻爾茲曼他們?yōu)榻?jīng)典熱力學(xué)統(tǒng)計(jì)物理的建立做出貢獻(xiàn)他們?yōu)榻?jīng)典電磁理論的建立做出貢獻(xiàn)

X射線、電子、放射性的發(fā)現(xiàn)，物理學(xué)的研究由宏觀轉(zhuǎn)向微觀.倫琴發(fā)現(xiàn)X射線J.J.Thomson發(fā)現(xiàn)電子愛因斯坦他們奠定了現(xiàn)代物理學(xué)基礎(chǔ)微分：微積分：顯然，函數(shù)在點(diǎn)的導(dǎo)數(shù)就是導(dǎo)函數(shù)在點(diǎn)x=x0的函數(shù)值，即導(dǎo)數(shù)的運(yùn)算例1：的導(dǎo)數(shù)，例2：的導(dǎo)數(shù)導(dǎo)數(shù)的幾何意義：先看

割線MN的斜率，

當(dāng)時(shí)N沿曲線趨向點(diǎn)M。OMNT1曲邊梯形的面積曲邊梯形是指在直角坐標(biāo)里由連續(xù)曲線與三條直線所圍成的圖形。O定積分：根據(jù)定義，上式可寫為：用牛頓—萊布尼茲公式去求：（通過不定積分計(jì)算定積分?。┒ǚe分的幾何意義：在不同的實(shí)際問題中，積分

可以有完全不同的實(shí)際意義，但在幾何圖形上，它都表示由曲線x軸及直線x=a,x=b所圍成的曲邊梯形的面積。OxyA3A1A2acdbxyab2變速直線運(yùn)動(dòng)的路程設(shè)一物體沿直線運(yùn)動(dòng)，已知速度是時(shí)間區(qū)間[a,b]上t的連續(xù)函數(shù)，且，求這物體在這段時(shí)間內(nèi)所經(jīng)過路程。對(duì)于勻速直線運(yùn)動(dòng)：路程=速度×?xí)r間，現(xiàn)在速度是變量。因此，所示路程S不能直接求，因在很短的一段時(shí)間里速度的變化很小，近似于等速，仿照前例來計(jì)算路程S。變力的功當(dāng)力與物體移動(dòng)方向一致時(shí)，物體由位置移到的過程中，恒力F作功為若力F是隨位置變化的，即F是S的函數(shù)：F=F（S）則Sa=S0S1S2Sn=SbF矢量：即有大小又有方向，合成時(shí)遵守平行四邊形法則的量。矢量表示法：作圖時(shí)：書寫時(shí)：黑體字或表示矢量的模：矢量的大小用表示矢量的合成：加法：A1A2Aα減法：A1A2αA矢量簡(jiǎn)介：矢量的標(biāo)積和矢積：標(biāo)積（點(diǎn)積）：結(jié)果為一標(biāo)量矢積（叉積）：結(jié)果為一矢量大小：方向：右手螺旋定則矢量的導(dǎo)數(shù)和積分：學(xué)習(xí)方法：本課程不要求記憶公式，要求掌握概念及定律，最重要的是理解物理原理—既物理規(guī)律。1上課認(rèn)真聽講，掌握了大部分物理學(xué)知識(shí)。2完成課后所有的習(xí)題。

力學(xué)力學(xué)的一般應(yīng)用1球類的運(yùn)動(dòng)2汽車的動(dòng)力學(xué)3機(jī)械制造4火箭飛行5橋梁的設(shè)計(jì)。。。。地震的估計(jì)第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律§1-1參考系質(zhì)點(diǎn)1.質(zhì)點(diǎn)（materialpoint)物體：具有大小、形狀、質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物質(zhì)形態(tài)。一般情況下，物體各部分的運(yùn)動(dòng)不相同，在運(yùn)動(dòng)的過程中大小、形狀可能改變，這使得運(yùn)動(dòng)問題變得復(fù)雜。某些情況下，物體的大小、形狀不起作用，或者起次要作用而可以忽略其影響——簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)模型。質(zhì)點(diǎn)：具有一定質(zhì)量沒有大小或形狀的理想物體?？梢宰鳛橘|(zhì)點(diǎn)處理的物體的條件：大小和形狀對(duì)運(yùn)動(dòng)沒有影響或影響可以忽略。研究地球公轉(zhuǎn)地球上各點(diǎn)的公轉(zhuǎn)速度相差很小，忽略地球自身尺寸的影響，作為質(zhì)點(diǎn)處理。質(zhì)點(diǎn)研究地球自轉(zhuǎn)地球上各點(diǎn)的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形狀不能忽略，這時(shí)不能作質(zhì)點(diǎn)處理。2.參考系(Referenceframe)靜止是相對(duì)的，運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，地心學(xué)說被日心說取代，讓人們明白，判斷物體運(yùn)動(dòng)與否，首先要選擇統(tǒng)一的物體作參考。即使是太陽，在銀河系中其它恒星系統(tǒng)觀察，仍然運(yùn)動(dòng)著的。銀河系指南針參考系：描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選作參考的物體，稱為參考系。要定量描述物體的位置與運(yùn)動(dòng)情況，就要運(yùn)用數(shù)學(xué)手段，采用固定在參考系上的坐標(biāo)系。常用的坐標(biāo)系有直角坐標(biāo)系(x,y,z)，極坐標(biāo)系(,)，球坐標(biāo)系(R,,

)，柱坐標(biāo)系(R,,z)。xyzozR參考方向zoRxy3.空間和時(shí)間

空間反映了物質(zhì)的廣延性，與物體的體積和位置的變化聯(lián)系在一起。

時(shí)間反映物理事件的順序性和持續(xù)性，與物理事件的變化發(fā)展過程聯(lián)系在一起。各個(gè)時(shí)代有代表性的時(shí)空觀：

墨子：空間是一切不同位置的概括和抽象；時(shí)間是一切不同時(shí)刻的概括和抽象。墨子

萊布尼茲：空間和時(shí)間是物質(zhì)上下左右的排列形式和先后久暫的持續(xù)形式，沒有具體的物質(zhì)和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)就沒有時(shí)空間和時(shí)間，強(qiáng)調(diào)時(shí)間空間的客觀性而忽略與運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系。

牛頓：空間和時(shí)間是不依賴于物質(zhì)的獨(dú)立的客觀存在，強(qiáng)調(diào)與運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系忽略客觀性。萊布尼茲牛頓

愛因斯坦：相對(duì)論時(shí)空觀，時(shí)間與空間客觀存在，與運(yùn)動(dòng)密不可分。目前的時(shí)空觀范圍：宇宙的尺度1026m(20億光年)到微觀粒子尺度10-15m，從宇宙的年齡1018s(20億年，宇宙年齡)到微觀粒子的最短壽命10-24s。物理理論指出,空間和時(shí)間都有下限：分別為普朗克長(zhǎng)度10-35m和普朗克時(shí)間10-43s。愛因斯坦4.運(yùn)動(dòng)方程在一定的坐標(biāo)系中，質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間按一定規(guī)律變化，位置用坐標(biāo)表示為時(shí)間的函數(shù)，叫做運(yùn)動(dòng)方程。例如：將運(yùn)動(dòng)方程中的時(shí)間消去，得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡方程。一般情況軌跡方程是空間曲線。oxyzP(x,y,z)

§1-1位移速度加速度1.位矢（positionvector）oxyz在坐標(biāo)系中，用來確定質(zhì)點(diǎn)所在位置的矢量，叫做位置矢量，簡(jiǎn)稱位矢。位置矢量是從坐標(biāo)原點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段。P(x,y,z)2.位移（displacement）

BΔS

Aoxyz位移反映質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量，從初始位置指向末位置的有向線段。路程是質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過實(shí)際路徑的長(zhǎng)度。路程是標(biāo)量。注意區(qū)分o3.速度速度是描述質(zhì)點(diǎn)位置隨時(shí)間變化的快慢和方向的物理量。平均速度平均速率平均速度是矢量，其方向與位移的方向相同。平均速率是標(biāo)量。平均速度的大小并不等于平均速率。例如質(zhì)點(diǎn)沿閉合路徑運(yùn)動(dòng)。瞬時(shí)速度

oP1當(dāng)

t0時(shí)，P2點(diǎn)向P1點(diǎn)無限靠近。P2P2P2P2P2P2P2P2P2方向:當(dāng)時(shí)位移的極限方向，該位置的切線方向，指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的一側(cè)。瞬時(shí)速度是矢量，直角坐標(biāo)系中分量形式：大小:

4.加速度加速度是描述質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向隨時(shí)間變化快慢的物理量。x

y

z

P2

P1

ox

y

z

P2

P1

o注意區(qū)分、o平均加速度平均加速度是矢量，方向與速度增量的方向相同。瞬時(shí)加速度與瞬時(shí)速度的定義相類似，瞬時(shí)加速速度是一個(gè)極限值瞬時(shí)加速度簡(jiǎn)稱加速度，它是矢量，在直角坐標(biāo)系中用分量表示:加速度的方向就是時(shí)間t趨近于零時(shí)，速度增量的極限方向。加速度與速度的方向一般不同。大小加速度與速度的夾角為0或180，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)。加速度與速度的夾角等于90，質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。加速度與速度的夾角大于90，速率減小。加速度與速度的夾角等于90，速率不變。遠(yuǎn)日點(diǎn)近日點(diǎn)例：設(shè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為

（１）計(jì)算在ｔ＝１ｓ到ｔ＝４ｓ這段時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度；解：（１）由平均速度的定義式，在ｔ＝１ｓｔ＝４ｓ內(nèi)的平均速度為：其中解（２）：由題意知，速度的分量式為：故t=3s時(shí)速度分量為故t=3s時(shí)速度為而在t=3s時(shí)的速率為：（２）求ｔ＝３ｓ時(shí)的速度和速率；由運(yùn)動(dòng)方程可分別作x-t，y-t和y-x圖。（３）作出質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡圖。24624

6yyoo2462

46x-ty-t0xy

246-2-4-6246

y-xtt§1-3圓周運(yùn)動(dòng)及其描述1.切向加速度和法向加速度在一般圓周運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)速度的大小和方向都在改變，即存在加速度。采用自然坐標(biāo)系，可以更好地理解加速度的物理意義。在運(yùn)動(dòng)軌道上任一點(diǎn)建立正交坐標(biāo)系,其一根坐標(biāo)軸沿軌道切線方向,正方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的前進(jìn)方向；一根沿軌道法線方向，正方向指向軌道內(nèi)凹的一側(cè)。切向單位矢量法向單位矢量顯然，軌跡上各點(diǎn)處，自然坐標(biāo)軸的方位不斷變化。1.1自然坐標(biāo)系由于質(zhì)點(diǎn)速度的方向一定沿著軌跡的切向，因此，自然坐標(biāo)系中可將速度表示為：由加速度的定義有1.2自然坐標(biāo)系下的加速度ddsPPd以圓周運(yùn)動(dòng)為例討論上式中兩個(gè)分項(xiàng)的物理意義：如圖，質(zhì)點(diǎn)在dt時(shí)間內(nèi)經(jīng)歷弧長(zhǎng)ds，對(duì)應(yīng)于角位移d

，切線的方向改變d角度。作出dt始末時(shí)刻的切向單位矢，由矢量三角形法則可求出極限情況下切向單位矢的增量為即與P點(diǎn)的切向正交。因此P于是前面的加速度表達(dá)式可寫為：即圓周運(yùn)動(dòng)的加速度可分解為兩個(gè)正交分量：at稱切向加速度，其大小表示質(zhì)點(diǎn)速率變化的快慢；an稱法向加速度，其大小反映質(zhì)點(diǎn)速度方向變化的快慢。

上述加速度表達(dá)式對(duì)任何平面曲線運(yùn)動(dòng)都適用，但式中半徑R要用曲率半徑代替。at

等于0,an等于0,質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？at

等于0,an不等于0,質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？at

不等于0,an等于0,質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？at

不等于0,an不等于0,質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？例題討論下列情況時(shí)，質(zhì)點(diǎn)各作什么運(yùn)動(dòng)：由的大小為2.圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述oxy前述用位矢、速度、加速度描寫圓周運(yùn)動(dòng)的方法，稱線量描述法；由于做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)與圓心的距離不變，因此可用一個(gè)角度來確定其位置，稱為角量描述法。A：tB：t+t

設(shè)質(zhì)點(diǎn)在oxy平面內(nèi)繞o點(diǎn)、沿半徑為R的軌道作圓周運(yùn)動(dòng)，如圖。以ox軸為參考方向，則質(zhì)點(diǎn)的角位置為

角位移為

規(guī)定反時(shí)針為正平均角速度為角速度為角加速度為角

速

度

的

單位：

弧度/秒(rads-1)；角加速度的單位：

弧度/平方秒(rads-2)。討論：

(1)角加速度對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響：

等于零，質(zhì)點(diǎn)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

不等于零但為常數(shù)，質(zhì)點(diǎn)作勻變速圓周運(yùn)動(dòng)；

隨時(shí)間變化，質(zhì)點(diǎn)作一般的圓周運(yùn)動(dòng)。

(2)質(zhì)點(diǎn)作勻速或勻變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角位移與角加速度的關(guān)系式為與勻變速直線運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)關(guān)系式比較知：兩者數(shù)學(xué)形式完全相同,說明用角量描述,可把平面圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為一維運(yùn)動(dòng)形式，從而簡(jiǎn)化問題。ROx3.線量與角量之間的關(guān)系

圓周運(yùn)動(dòng)既可以用速度、加速度描述，也可以用角速度、角加速度描述，二者應(yīng)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

+00+t+tBtA

圖示

一質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)：在t時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)的角位移為，則A、B間的有向線段與弧將滿足下面的關(guān)系兩邊同除以t，得到速度與角速度之間的關(guān)系：將上式兩端對(duì)時(shí)間求導(dǎo)，得到切向加速度與角加速度之間的關(guān)系：將速度與角速度的關(guān)系代入法向加速度的定義式，得到法向加速度與角速度之間的關(guān)系：法向加速度也叫向心加速度。

曲線運(yùn)動(dòng)方程的矢量形式1.圓周運(yùn)動(dòng)方程的矢量形式在直角坐標(biāo)系中，作一般曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的坐標(biāo)x、y、z為時(shí)間t函數(shù)：這就是運(yùn)動(dòng)方程的分量形式，寫成矢量形式為

運(yùn)動(dòng)的疊加原理：一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以看成幾個(gè)各自獨(dú)立進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)的疊加。以上兩個(gè)形式的運(yùn)動(dòng)方程等價(jià)；前者從三個(gè)相互垂直方向的分運(yùn)動(dòng)來描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，后者是前述三個(gè)相互垂直方向的分運(yùn)動(dòng)的疊加，即合運(yùn)動(dòng)。

xy平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的討論：

在第一組方程中消去時(shí)間參數(shù)t，得到運(yùn)動(dòng)的軌跡方程因此，一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)可以分解為幾個(gè)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)，滿足運(yùn)動(dòng)的疊加原理。這顯然是z=0的平面內(nèi)以原點(diǎn)為圓心、半徑為R的圓。和兩種形式的運(yùn)動(dòng)方程可分別寫出為：對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度、加速度的分量式為：寫成矢量形式為2.

拋體運(yùn)動(dòng)方程的矢量形式

拋體運(yùn)動(dòng)：

從地面上某點(diǎn)向空中拋出的物體在空中所做的運(yùn)動(dòng)稱拋體運(yùn)動(dòng)。以拋射點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系，水平方向?yàn)閤軸，豎直方向?yàn)閥軸。設(shè)拋出時(shí)刻t=0的速率為v0，拋射角為，而加速度恒定故任意時(shí)刻的速度為：則初速度分量分別為：Oyx將上式積分，得到運(yùn)動(dòng)方程的矢量形式為消去此方程中的時(shí)間參數(shù)t，得到拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡方程為此為一拋物線方程，故拋體運(yùn)動(dòng)也叫拋物線運(yùn)動(dòng)。令y=0，得到拋物線與x軸的另一個(gè)交點(diǎn)坐標(biāo)H，它就是射程：根據(jù)軌跡方程的極值條件，求得最大射高為：OyxHh運(yùn)動(dòng)的分解可有多種形式。例如，拋體運(yùn)動(dòng)也可以分解為沿拋射方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的疊加：知，拋體運(yùn)動(dòng)可看作是由水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)疊加而成。這種分析方法稱為運(yùn)動(dòng)的分解。由方程Oyx這種分解方法可用下圖說明還可用子彈打猴子的古老演示來證實(shí)：獵人瞄準(zhǔn)樹上的猴子射擊，猴子一見火光就跳下自由下落），卻不能避開子彈。他應(yīng)該怎樣跳呢？§1-4牛頓第一定律和第三定律牛頓的生平與主要科學(xué)活動(dòng)少年時(shí)代的牛頓，天資平常，但很喜歡制作各種機(jī)械模型，他有一種把自然現(xiàn)象、語言等進(jìn)行分類、整理、歸納的強(qiáng)烈嗜好，對(duì)自然現(xiàn)象極感興趣。青年牛頓1666年6月22日至1667年3月25日，兩度回到鄉(xiāng)間的老家1665年獲學(xué)士學(xué)位1661年考入劍橋大學(xué)三一學(xué)院牛頓簡(jiǎn)介

1667年牛頓返回劍橋大學(xué)當(dāng)研究生，次年獲得碩士學(xué)位

1669年發(fā)明了二項(xiàng)式定理

1669年由于巴洛的推薦，接受了“盧卡斯數(shù)學(xué)講座”的職務(wù)全面豐收的時(shí)期1672年進(jìn)行了光譜色分析試驗(yàn)1672年，由于制造反射望遠(yuǎn)鏡的成就被接納為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員1680年前后提出萬有引力理論1687年出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》牛頓簡(jiǎn)介1.牛頓第一定律牛頓第一定律:任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，直到其它物體對(duì)它作用的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

任何物體都具有慣性,牛頓第一定律又叫慣性定律。

當(dāng)物體受到其他物體作用時(shí)才會(huì)改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即其他物體的作用是物體改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。

此定律也稱慣性定律，它是理想化抽象思維的產(chǎn)物，不能用實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格驗(yàn)證；此定律僅適用于慣性系。

慣性系：在一個(gè)參考系觀察，一個(gè)不受力作用或處于平衡狀態(tài)的物體，將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，這個(gè)參考系叫慣性系。

幾點(diǎn)說明：2.牛頓第三定律

兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力沿同一直線，大小相等，方向相反，分別作用在兩個(gè)物體上。作用力、反作用力，分別作用于二物體，各產(chǎn)生其效果；(2)作用力和反作用力是性質(zhì)相同的力。兩點(diǎn)說明：§2-2常見力和基本力1.重力重力：在地球表面的物體，受到地球的吸引而使物體受到的力。重力與重力加速度的方向都是豎直向下。注意，由于地球自轉(zhuǎn)，重力并不是地球的引力，而是引力沿豎直方向的一個(gè)分力，地球引力的另一個(gè)分力提供向心力。北極南極ooP忽略地球自轉(zhuǎn)：2.彈力常見力和基本力彈性力：兩個(gè)相互接觸并產(chǎn)生形變的物體企圖恢復(fù)原狀而彼此互施作用力。方向:始終與使物體發(fā)生形變的外力方向相反。條件：物體間接觸，物體的形變。三種表現(xiàn)形式：(1)兩個(gè)物體通過一定面積相互擠壓；方向:垂直于接觸面指向?qū)Ψ?。大?取決于擠壓程度。(2)繩對(duì)物體的拉力；彈力(3)彈簧的彈力；x大?。喝Q于繩的收緊程度。方向：沿著繩指向繩收緊的方向。彈性限度內(nèi)，彈性力滿足胡克定律：方向：指向要恢復(fù)彈簧原長(zhǎng)的方向。3.摩擦力摩擦力：兩個(gè)相互接觸的物體在沿接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，或者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，在它們的接觸面間所產(chǎn)生的一對(duì)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。方向：與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。條件：表面接觸擠壓；相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。最大靜摩擦力滑動(dòng)靜摩擦力其中s為靜摩擦系數(shù)，k為滑動(dòng)摩擦系數(shù)。它們與接觸面的材料和表面粗糙程度有關(guān)。摩擦力4.萬有引力萬有引力萬有引力：存在于一切物體間的相互吸引力。牛頓萬有引力定律:其中m1和m2為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量，r為兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)的距離，G0叫做萬有引力常量。引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量在物理意義上不同，但是二者相等，因此不必區(qū)分。討論：萬有引力公式只適用于兩質(zhì)點(diǎn)一般物體萬有引力很小，但在天體運(yùn)動(dòng)中卻起支配作用5.電磁力電磁力和強(qiáng)力電磁力：存在于靜止電荷之間的電性力以及存在于運(yùn)動(dòng)電荷之間的磁性力，本質(zhì)