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本课件梳理从亚里士多德、伽利略到牛顿的力学观念演进，系统讲解牛顿三定律、万有引力、弹性力与摩擦力的性质，给出质点动力学的解题步骤，并通过斜面、滑轮、跳伞、升降机等例题演示隔离体受力分析与非惯性系中惯性力的处理方法。
质点动力学
动力学是研究物体与物体之间的相互作用以及由于这种相互作用而引起的物体运动状态的变化规律
牛顿运动定律
古希腊哲学家亚里士多德（Aristotle，公元前384一公元前322)认为：力是维持物体运动的原因。
古代物理学的形式是属于经验总结性的，对事物的认识主要是凭直觉的观察、凭猜测和臆想
伽利略的斜面实验
伽利略（Galileo，1564一1642）——近代科学的先驱。
实验一
实验二
对接光滑斜面力不是维持运动的原因。
如果斜面的倾角无限小（平面），那么小球将沿平面几乎可以一直滚动过去。
伽利略对力学的贡献在于把有目的的实验和逻辑推理和谐地结合在一起，构成了一套完整的科学研究方法。
牛顿定律
牛顿（Isaac Newton，1642-1727），英国伟大的物理学家，一生对科学事业所做的贡献，遍及物理学、数学和天文学等领域。
在物理学上，牛顿在伽利略、开普勒等人工作的基础上，建立了牛顿三定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。
2-1-1牛顿定律
数学形式
牛顿第一定律（惯性定律）任何物体都将保持静止或匀速直线运动的状态直到其他物体所作用的力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第二定律（牛顿运动方程）物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同。
力的叠加原理
几个力同时作用在一个物体上所产生的加速度a，等于各个力单独作用时所产生加速度的矢量和。
牛顿第三定律
（作用力和反作用力定律）当物体A以力作用在物体B上时，物体B也必定同时以力作用在物体A上，两力作用在同一直线上，大小相等，方向相反。
力学中常见的几种力
万有引力
（k称为劲度系数）0x（1）（2）物体间相互挤压引起的弹性力：物体间的正压力、支持力总是垂直于接触点的切面指向对方。
静摩擦力
当物体与接触面存在相对滑动趋势时，物体所受到接触面对它的阻力。
其方向与相对滑动趋势方向相反。
静摩擦力的大小随外力的变化而变化。
其方向与滑动方向相反。
μ为滑动摩擦系数
动力学
牛顿定律的应用质点基本运动方程解题步骤：（1）确定研究对象。
对于物体系，画出隔离图；（2）进行受力分析，画出示力图；（3）建立坐标系；（4）对各隔离体建立牛顿运动方程（分量式）；（5）解方程。
在平面直角坐标系在平面自然坐标系
例1：如图所示，两木块质量分别为m
例1：如图所示，两木块质量分别为mA=1.0kg,mB=2.0kg。
A、B间的摩擦系数μ1= 0.20。
B与桌面的摩擦系数μ2= 0.30。
若木块滑动后它们的加速度大小均为0.15m·s-2。
求作用在B物上的拉力？
由A式
A：B：：由B式：解得：yxmAgTf1N1mBgN1f1f2 2A
例1一：细绳跨过一轴承光滑的定滑轮
例1一：细绳跨过一轴承光滑的定滑轮，绳的两端分别悬有质量为和的物体(＜)，如图2.2所示.设滑轮和绳的质量可忽略不计，绳不能伸长，试求物体的加速度以及悬挂滑轮的绳中张力.解分别以，定滑轮为研究对象，其隔离体受力如图2.2所示.对，它在绳子拉力及重力的作用下以加速度向上运动，取向上为正向，则有对，它在绳子拉力及重力作用下以加速度向下运动，以向下为正方向，则有
两式得由牛顿第三定律知
由于定滑轮轴承光滑，滑轮和绳的质量可以略去，所以绳上各部分的张力都相等；又因为绳不能伸长，所以和的加速度大小相等，即有解①和②两式得由牛顿第三定律知：，又考虑到定滑轮质量不计，所以有容易证明
例2：解跳伞员的运动方程为改写运动
解跳伞员的运动方程为改写运动方程为例2跳伞运动员在张伞前的俯冲阶段，由于受到随速度增加而增大的空气阻力，其速度不会像自由落体那样增大.当空气阻力增大到与重力相等时，跳伞员就达到其下落的最大速度，称为终极速度.一般在跳离飞机大约10 s，下落约300～400 m左右时，就会达到此速度(约50 m/s).设跳伞员以鹰展姿态下落，受到的空气阻力为(k为常量)，如图2.4(a)所示.试求跳伞员在任一时刻的下落速度.显然，在的条件下对应的速度即为终极速度，并用表示
牛顿运动定律（续1）
因t＝0时，v＝0；并设t时，速度为v，对上式两边取定积分：由基本积分公式得最后解得当时，.
牛顿运动定律（续2）
设运动员质量m＝70 kg，测得终极速度＝54 m/s，则可推算出以此值代入v(t)的公式，可得到如图2.4(b)所示的v-t函数曲线.
例3：质量为m的小球最初位于A点
n例3、质量为m的小球最初位于A点，然后沿半径为R的光滑圆弧面下滑。
求小球在任一位置时的速度和对圆弧面的作用。
例4：设x轴正向沿斜面向下，y轴正
设x轴正向沿斜面向下，y轴正向垂直斜面向上，则对m应用牛顿定律列方程如下：例4升降机内有一光滑斜面，固定在底板上，斜面倾角为θ.当升降机以匀加速度竖直上升时，质量为m的物体从斜面顶端沿斜面开始下滑，如图2.3所示.已知斜面长为l，求物体对斜面的压力，物体从斜面顶点滑到底部所需的时间.解以物体m为研究对象.其受到斜面的正压力N和重力mg.以地为参考系，设物体m相对于斜面的加速度为，方向沿斜面向下，则物体相对于地的加速度为
牛顿第三定律（续1）
解方程，得由牛顿第三定律可知，物体对斜面的压力N′与斜面对物体的压力N大小相等，方向相反，即物体对斜面的压力为垂直指向斜面.因为m相对于斜面以加速度沿斜面向下作匀变速直线运动，所以得
例5：由地面沿铅直方向发射质量为m
例5：由地面沿铅直方向发射质量为m的宇宙飞船。
求宇宙飞船能脱离地球引力所需的最小初速度。
（不计空气阻力及其它作用力，设地球半径为6378000m）解：设地球半径为R，地球表面的重力近似等于引力宇宙飞船受的引力：运动方程：mgvy两边积分：飞船脱离地球引力时：令v = 0
例6：密度为ρ1的液体，上方悬一长
BA例6、密度为ρ1的液体，上方悬一长为L，密度为ρ2的均质细棒AB，棒的B端刚好和液面接触。
今剪断绳，并设棒只在重力和浮力作用下下沉，求：（1）棒刚好全部浸入液体时的速度。
牛顿运动定律（续3）
最大深度时有v= 0求极值（3）
惯性系与非
在非惯性系内牛顿定律不成立
惯性力
与非惯性系加速度的方向相反。
运动质点的质量m与非惯性系加速度a的乘积。
惯性力的实质是物体的惯性在非惯性系中的表现
例7：升降电梯相对于地面以加速度a
例7：升降电梯相对于地面以加速度a沿铅直向上运动。
电梯中有一轻滑轮绕一轻绳，绳两端悬挂质量分别为m1和m2的重物（m1> m2）。
求：（1）物体相对于电梯的加速度。
解：消去
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