2. 除了作用于它的力之外的力迫使它改变这种状态。任何物体都保持静止或匀速直线运动状态。任何物体都保持静止或匀速直线运动状态。这是建立牛顿第一定律的参考系。牛顿第一定律成立的参考系。改变物体运动状态的原因，改变物体运动状态的原因，4 第二定律 第二定律 物体所受的净外力 物体所受的净外力 m：质量，也称惯性质量 质量，也称为惯性质量 如果 m=const.，则有：，则有： 物体的加速度 物体的加速度就是物体 惯性大小的度量就是物体惯性大小的度量一个物体。 5 牛顿定律解释： 牛顿定律解释： 1、牛顿定律只适用于惯性系统；牛顿定律仅适用于惯性系统； 2.牛顿定律使用的对象是粒子。牛顿定律使用的对象是粒子。一般物体可以看作是粒子的集合。

3. 牛顿定律总的来说具有普遍意义。因此，牛顿定律具有普遍意义。第三定律 第三定律 m1m26 2.2 SI 单位和量纲 单位和量纲 国际单位制基本量和单位量的名称（国际单位制（SI）中力学的基本量和单位） 量的名称 名称单位名称 单位名称 单位符号 单位定义 单位时间 时间秒 秒 s138Cs 原子某特征频率光波周期 原子某特征频率光波周期 9 192 631 770 乘以长度 长度 米 毫米 光在真空中传播的距离 (1/299 792 458) s 光传播的距离 质量 kg kg kg 存储在巴黎计量局 存储在巴黎计量局 质量《公斤标准样机 标准样机》 7 尺寸 基本尺寸量以外的其他量和单位可按一定关系确定。

4、由基本量及其单位按一定的关系式可以推导出基本量以外的其他量和单位，分别称为基本量及其单位。它们被称为导出量、导出量和导出单位。单元。定性地表达导出量与基本量之间的关系。定性地表达导出量与基本量之间的关系。在国际单位制中，基本的机械量是长度、质量和时间。在国际单位制中，基本的机械量是长度、质量和时间。通常，在不考虑关系表达式的情况下，往往不考虑关系表达式中的数值因素。这样的公式称为物理量的量纲公式。这样的公式称为物理量的量纲公式。量纲公式称为量纲量。刚。某个物理量Q的量纲通常表示为 量纲通常表示为Q。而该物理量用几个基本量的幂的乘积来表示，该物理量用几个基本量的幂的乘积来表示几个基本量。它们的数量和尺寸分别用L、M和T表示。

5. 代表。表达。这样，导出的速度、力等量的量纲分别为v=LT 1 和F=MLT 2 。只有具有相同量纲的项才能通过方程进行加、减或连接。只有具有相同量纲的项才能通过方程进行加、减或连接。 82.3 常见力（自学书第2章（自学书第2章2.2节）） 2.4 基本自然力 基本自然力（自学书第2章（自学书第2章2.3节） ) 9 水 水 z0 zrO2.5 牛顿定律应用实例 牛顿定律应用实例 mmgzrN已知： 已知：桶绕桶绕z轴旋转，轴旋转，不变，不变，水相对桶静止 查找： 查找：水面的形状（水面的形状（zr关系。 ）关系） 解决方案： 解决方案：选择对象（孤立体）:):指定。

6、选择表面一小块水。选择表面的一小块水m。看动作： 看动作：m。以匀速做圆周运动。以匀速做圆周运动。检查力： 检查力：重力。和剩余水的压力 和剩余水的压力， 10 列方程： 列方程： z 方向： 方向： r 方向： 方向： 几何关系： 几何关系： (3) (1) (2) (3)获取： 获取： 单独变量： 单独变量： 两边积分： 两边积分： 水 水 z0 zrOmmgzrN (1)(2)11 解： 求解：（旋转抛物线） （旋转抛物线） 由于旋转前后水的体积不变，那么由于旋转前后水的体积不变，我们得到： 求得： 假设不旋转时的水深 假设不旋转时的水深为 h ，筒体半径为，筒体半径为R，有： 有： 12 测试结果： 测试结果： 尺寸分析： 尺寸分析：=T1，r=L，g=LT2 正确 正确 特殊

7、特殊情况： 特殊情况：=0，是的，有z=z0=h，正确正确。变化趋势：变化趋势：r某时某时，(z-z0)，合理合理。注：注：除了动力学方程外，往往还需要补充运动学方程，或者几何约束方程、方程或几何约束方程，如前面的方程（3）。模式。 132.6 非惯性系中的动力学问题 牛顿定律仅适用于惯性系：必须修改牛顿定律以使其适用于非惯性系。必须修改牛顿定律以适用于非惯性系。自然界不存在理想惯性系： 自然界不存在理想惯性系： S：牛顿定律成立：牛顿定律成立 S：牛顿定律不成立 牛顿定律不成立 地面参考系： 地面参考系： 地心参考系：地心参考系

8.：太阳参考系： 太阳参考系：一对S运动 地球绕太阳公转 地球绕太阳公转 太阳绕银河系公转 太阳绕银河系公转 地球自转 地球自转（赤道处）（ aSm 平滑 平滑对 对于静止状态的 S，am 是平滑且平滑的 S 1​​4 11. 平移非惯性系统中的牛顿第二定律 平移非惯性系统中的牛顿第二定律非惯性系 S： 由，我们得到 S，惯性系 S ： 假设： 假设： S 是惯性系， 是惯性系， S 是平动非惯性系， 是平动非惯性系（Niu牛II定律在S系统中不成立）mS平移运动15定义定义平动惯性力：平动惯性力：则在平动非惯性系统中则在平动非惯性系统 S 其中有： 其中有： 平动非惯性系统。平移非惯性系中的牛牛II定律。对于平移非惯性系统中的动力学问题，只要引入平移非惯性系统中的动力

9、对于学习问题，只要引入平动惯性力，就可以应用牛顿定律。 ，可以应用牛顿定律。平移非惯性系加速度 平移非惯性系加速度 mS 平移运动 16 惯性力是参考系加速运动引起的附加力。惯性力是参考系加速运动引起的附加力。它本质上是物体惯性的体现。 ，它不是物体之间的相互作用，它本质上是物体惯性的体现，它不是物体之间的相互作用力，没有反作用力，但它有真实的作用。作用力，没有反作用力，而是实实在在的效果。距敌舰4000码。对角攻击。发射4枚导弹。阻止敌舰。阻止敌舰。距敌舰875码。垂直攻击。发射11枚导弹。没有任何。爆炸！没有爆炸！ 【举例】二战期间，美国潜艇USS Tinosa携带

10. 16鱼雷 太平洋作战鱼雷：太平洋作战：撞针滑块 撞针滑块 雷管 雷管导引鱼雷 鱼雷敌方敌船船体 S分析： 分析：近距离、垂直近距离、垂直滑块 滑块是受到摩擦。由于摩擦力，雷管无法触发。雷管无法被触发。 a0 大 F0 大 17 匀速圆周运动 m 地面 地面 (1) M 在系统中观察，在系统中观察，m 的速度就是匀速圆周运动，速度为 v。圆周运动。 Smooth Smooth MM 自由滑动后，自由滑动后，m 在地面上的运动分两步讨论： (2) M 在地面上做自由落体运动。下落物体的运动。 m在地面上的运动是（地面上的运动是（1）、（）、（2）两个运动的叠加。两个运动的叠加。失重情况

11.减肥情况 m [讨论] mmM 系统18 [讨论] 潮汐现象 潮汐现象问题： 思考题： (1) 为什么月球和反月球两侧会同时出现潮汐？为什么月球和月球两侧都会出现潮汐？解释: 解释: 潮汐是由于重力分布不均匀引起的。潮汐是由于重力分布不均匀而引起的。 （2）为什么月亮对潮汐的影响比太阳大？为什么月亮对潮汐的影响比太阳大？飞船系统 飞船系统 地球 地球 CDEAB 重力不能完全抵消 重力不能被惯性力完全抵消 被惯性力抵消 重力分布不均匀 重力分布不均匀 地球 地球 飞船系统 飞船系统 C 加速度为平动非惯性 平动非惯性系统惯性力, 惯性力, 引力, ABED19 地球, 地球, 月球, 月球, 潮起潮落, 潮起潮落, 潮起潮落流，月球对地面海水的潮汐力，月球对地面海水的潮汐力，潮起潮落，潮起潮落，潮起潮落，月，月，月。

12.太阳，太阳，地球，地球，大潮，小潮，大潮，小潮，大潮和小潮。日复一日，潮汐力经常引发地震。潮汐力经常引发地震。大地震常发生在大潮期间。大地震常发生在大潮期间（农历年初）。 （农历初一、十五附近）（农历初一、十五附近）1976.殷殷7.2，唐山，唐山1993。殷殷8.15，印度，印度1995。殷殷12.17，神户，神户2001.阴2.1,四川雅江,四川雅江2001.阴2.2,印度尼西亚,印度尼西亚2010. 阴 11.29, 海地, 海地 2010. 阴 1.14, 智利, 智利 20 太阳引起的高潮: 太阳引起的潮高: 月亮引起的潮高: 月球引起的潮高: 一般来说, 一般来说, hS sum 和 hM 是向量加法。只有当太阳、地球、月亮几乎在同一条直线上时，只有太阳

13、当太阳、地球、月亮几乎在同一条直线上时，可以进行相加算术。两者是算术加法。 21 [讨论] 失重现象发生在宇宙飞船中。为什么球在空中很容易形成一个圆圈？易将球在空中转了一圈？绕地球飞行的航天器在忽略自转的影响后，可以视为平移非惯性系统。平动非惯性系统的加速度正是绕地球运动的加速度。它是绕地球运动的向心加速度。在航天器中，物体同时受到重力和向心加速度的影响。在航天器中，物体受到重力和惯性力的影响。航天器的体积比较小，其空间受惯性力的影响。航天器的规模相对较小，其空间内的引力分布几乎是均匀的。这样，重力就被惯性力抵消，重力分布几乎均匀。这样，重力就被惯性力抵消，从而达到失重状态。

14、重现象物体“不受力或力”。利用这样的非惯性系可以验证惯性定律。来验证惯性定律。 22 【讨论】固潮（变形）： 固潮（变形）：使月球的自转和公转周期最终达到相同的一致性。月球的自转周期和公转周期最终会重合。导致地球自转减慢。地球自转减慢。靠近大恒星的小恒星被靠近大恒星的小恒星的引力撕裂。被潮汐的力量撕碎。从化石生长线来看，从化石生长线来看，三亿年前的一年大约持续了四百天。天空。植物、珊瑚和牡蛎的年轮 植物、珊瑚和牡蛎的年轮变形滞后，导致地球滞后于月球的变形，造成地球对月球的引力矩，阻止月球自转引力矩，阻止月球的自转。月球自转地球月球月球23m mgntx Mm 【例】如图所示，求楔子的加速度。如图所示，找到楔子

15. 加速。解： 解： 假设 m 对 M 施加的力为 N： 方向平衡方程： 正态平衡方程： 上式及上式及解： 解： 24 假设 S 系统相对于惯性以匀速旋转系统S相对于惯性系统S。匀速旋转。 1. 物体 m 在 S 系统中处于静止状态。 S: S: 那么 22. 匀速旋转非惯性系统中的牛顿第二定律 匀速旋转非惯性系统中的牛顿第二定律 系统中的向心力和惯性 离心力是平衡的，向心力在系统的中心系统与惯性离心力平衡，m 静止。仍然。定义 定义 惯性离心力 惯性离心力 这可以解释物体 这可以解释为什么物体 m 在 S 系统中静止： 为什么它在： SS rOm2 中静止

16. 5 【讨论】重力与纬度的关系 重力与纬度的关系 重力是重力与惯性离心力的合力。重力是重力和惯性离心力的合力。重力加速度 g 与地球纬度的关系 G 重力常数 重力常数 Me 地球质量 地球质量 R 地球半径 地球半径the Earth 地球自转的角速度 地球自转的角速度 考虑到地球的自转，地面物体会受到惯性离心力的影响。考虑到地球的自转，地面上的物体会受到惯性离心力的影响。 r mRO262。物体m在S系统中运动。总惯性力：总惯性力：S系统中的牛II定律为：该定律为：（：S系统的旋转角速度）系统的旋转角速度）可以证明：如果物体可证明：若物体m相对于匀速旋转参考系S以一定速度运动，则

17、在运动中，在S系统中，in，m不仅受惯性影响，不仅受惯性离心力影响，还受一个与速度有关的惯性力，即科里奥利力（Coriolis力），科里奥利力 ( 科里奥利力的作用： 作用： 27 用一个特殊例子解释科里奥利力： 用一个特殊例子解释科里奥利力： 惯性系统惯性系 S：匀速旋转系 匀速旋转系 S：向心加速度 向心加速度常数常数 mS SO 平滑槽 ​​平滑槽 ​​28m 手柄以矢量形式表示： 以矢量形式表示： 引入惯性力： 引入惯性力： 是： 是：那么在旋转参考系中，则在旋转参考系S中，牛中、牛II定律正式成立 其中： 其中： 是成立的。惯性离心力 惯性离心力是科里奥利力 29 形成强烈的热带风暴涡旋。形成强烈的热带风暴涡旋。

18.河岸侵蚀，双轨磨损（北半球右侧，南半球左侧）。河岸侵蚀，双轨磨损（北半球右，南半球左）。身体向东坠落。身体向东坠落。与科里奥利力有关的现象。与科里奥利力有关的现象。靠近赤道。信风（北半球为东北风，南半球为东南风） 赤道附近的信风（北半球为东北风，南半球为东南风） 北半球的科里奥利力 北半球的科里奥利力 信风的形成风暴涡旋的形成 风暴涡旋的形成 30 傅科摆 傅科摆平面自转周期摆平面自转周期 北京、北京、巴黎、巴黎，证明地球自转的著名实验。证明地球自转的著名实验 [TV] 傅科摆 傅科摆 11 22 3 顶视图 顶视图 地球 地球摆 31 惯性系 惯性系 S： 3.科里奥利加速度 科里奥利加速度匀速旋转系统 匀速旋转系统 S：惯性系惯性系S和匀速旋转系统与匀速旋转系统之间的加速度S

19. 加速度之间的变换关系： 变换关系： 32 绝对加速度 绝对加速度 相对加速度 相对加速度 隐含加速度 隐含加速度 科里奥利加速度 科里奥利加速度 33 牛顿运动定律 牛顿运动定律 牛顿运动定律 第一定律、惯性定律第一定律、惯性定律第一定律、惯性定律惯性系惯性系第二定律第二定律第二定律质量、惯性质量质量、惯性质量 质量、惯性质量 第三定律 第三定律 第三定律 惯性力 惯性力 惯性离心力 惯性离心力 科里奥利力 科里奥利力 第二章完 第二章完 第二章中英文名称对照表 中英文名称对照表