律,引入惯性质量单位制和量纲§23常见力作利用力和反作利用力.pdf

第二章 质点动力学 §2.1 惯性 认识惯性，讨论牛顿第一运动定律，引 入惯性参考系。 §2.2 力与加速度 惯性质量 掌握牛顿第二运动定 律，引入惯性质量。单位制和量纲。 §2.3 常见的力 作用力和反作用力 通过讨论各种常 见力的特点，认识作用与反作用力。掌握牛顿第三运动定 律。 §2.4 动力学问题的求解 通过例题求解，掌握分析和解 决力学问题的主要步骤和方法。 §2.5 加速参考系和惯性力 了解非惯性参照系和相对 性原理。掌握惯性离心力和科里奥利力。 §2.1 惯性 一. 惯性定律 亚里士多德时代，力被认为是维持物体运动的原因。伽 利略为人们开启了认识运动本质的窗口。 任何物体如果没有受到其它物体的作用，都将保持静止 的或作匀速直线运动的状态。－－牛顿第一定律 物体本身具有的自然本性是惯性，而不是 “惰性”。 物体具有惯性在许多场合有表现，但有时似乎又有违 背。问题在于：惯性定律所说的静止或匀速直线运动是相 对于什么参考系而言的？惯性定律相对于什么参考系成立？ 二. 惯性参考系 运动只能相对参考系来确定，凡涉及 运动定律也必须指明参考系。惯性定律 不是在所有参考系中都满足。但实验表 明，某参考系中，若一个物体遵守惯性 定律，则所有物体也服从惯性定律。对 某物体惯性定律成立的参考系称为惯性 参考系。 根据运动学中相对运动的讨论，两相对作匀速运动的参 考系中，同一物体具有相同的加速度。因此，若其中一个 是惯性系，另一个也是。～存在一类惯性系 牛顿的“绝对空间”并不存在。惯性定律的成立，是惯 性系的标准。～关键在精度 §2.2 力与加速度 惯性质量 一.力 如果物体对惯性系的速度发生了变化，必是受到其它物 体的作用。力学中将这种作用称为力。注意施力物体。 力的大小用其作用于物体所引起的加速度作为量度。 取一标准物体，定义 F :F a :a （1） 1 2 1 2 标准力：铂铱合金圆柱体（千克原器）在纬度45处 海平面上的重量，千克力。实际测量可用弹簧秤。 实验表明，数个力作用于质点所获得的加速度，等于  其几何法则之和 的作用。所以力是矢量。以下所述 F 为合力。 二.力与加速度 实验表明，在其它物体的力的作用下，任何质点在惯 性系中的加速度指向同于力的指向，大小正比于力的大 小。   （2 ） a F 注意该式和前述（1 ）式的区别。 力决定质点的加速度，而没有直接决定其速度。 三.惯性质量 另一方面，物体在惯性系中有保持其运动状态的本性， 惯性。不同物体的惯性一般是不同的。 但是实验表明，不管力F的大小如何，当它分别施力 于A 、B两物体时，两者的加速度之比aA : aB 与力F无关， 反映了A 、B两物体的某种本性－－惯性。惯性的量度称 为惯性质量。 A 、B两物体的惯性质量之比定义为同一力作用下它们 所获得的加速度之反比， 1 m : m a : a , 或 m  （3 ） A B B A a 将千克原器的惯性质量取为标准，称为千克，其它物体 的惯性质量可按上式确定。 质量是物体某种性质的大小，而非物质的多少。 经典（牛顿）力学中，质量是不变的，质量具有可加性。 四. 牛顿第二定律 单位制和量纲 综合实验结果（2 ）和质量定义（3 ）可以得到