牛顿运动定律学习笔记

这是一篇关于大学物理牛顿运动定律的学习笔记，讲述了常见的几种力、三大定律、开普勒三大定律、惯性系与非惯性系。

牛顿运动定律

• 常见的几种力
  • 万有引力
    • 定义：任何有质量的物体与物体之间都存在相互吸引的力。
    • 万有引力定律：两个有一定质量的质点沿它们的连线相互吸引， 吸引力的大小与两质点的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
      • 公式：
      • 适用条件：万有引力定律只适用于两质点间的相互作用。
    • 重力是引力的分量
      • 公式：
  • 弹力
    • 定义：物体因相互接触发生形变而产生的力。包括弹簧的弹力、正压力和绳子的拉力。
    • 公式：
  • 摩擦力
    • 静摩擦力
      • 定义：当两相互接触的物体彼此之间保持相对静止，且沿接触面有相对运动趋势时，在接触面之间会产生一对阻止上述运动趋势的力。
      • 公式：
    • 滑动摩擦力
      • 定义：两物体相互接触，并有相对滑动时，在两物体接触处出现的相互作用的阻碍物体运动的力。
      • 公式：
  • 流体阻力
    • • 定义：物体在流体(液体或气体)中，和流体有相对运动时，物体会受到流体的阻力。
      • 相对速率较小时：
      • 相对速率较大时：
      • 终极速率：流体阻力随速度增大而增大，与重力平衡时物体将以终极速率匀速下落。
  • 表面张力
    • 定义：液体表面各部分间相互紧拉的力。方向沿液面并垂直于液面的边界线。
  • 四种自然基本力
• 开普勒三大定律
  • 第一定律：所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点处。
  • 第二定律：对于每个行星，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相同。
    • 对于每个行星，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积
  • 第三定律：行星公转的周期平方和它的轨道半径的立方成正比。
• 解题步骤
  • 1.确定对象受力分析
  • 2.建立坐标系
  • 3.列方程
  • 4.补方程
  • 5.先符号后数据求解
• 惯性系与非惯性系
  • 惯性：保持静止或匀速直线运动状态是任何物体所具有的特性。
    • 所谓核心能力，是一组特别的知识体系。每个岗位都需要核心能力， 知识配比不用；核心能力对每个人都很重要，知识有人认识不到
  • 惯性参考系：用牛顿第一定律定义的参照系，该此参照系中，一个不受力的物体将保持静止或匀速直线运动。
  • 非惯性系：一切做加速运动（即具有加速度）的参照系。
  • 惯性力
    • 定义：一种不同于重力、弹力、压力和张力等的力，它没有施力物体，也不存在它的反作用力，是一种虚拟力。
    • 1.在平动加速参考系中的惯性力：
    • 2.在匀速转动参考系中的惯性力（惯性离心力）：
    • 3.科里奥利力：在转动的非惯性系，还须引入科里奥利力，才可沿用牛顿定律的形式。
      • 角速度矢量方向：四指绕物体旋转方向，拇指指向就是角速度方向。
• 三大定律
  • 适用条件：质量不变、速度较低
  • 第一定律（惯性定律）
    • 定义：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。
    • 公式：
  • 第二定律
    • 定义：在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。
    • 公式：
    • 适用条件
      • 1. 牛顿第二定律只适用于质点。
      • 2.合外力与加速度之间是瞬时关系。
    • 力的叠加原理：当几个外力同时作用于物体时, 其合外力所产生的加速度与每个外力所产生的加速度的矢量和是一样的。
  • 第三定律
    • 定义：物体A以力Fab作用在物体B上，物体B必定同时以力 Fba 作用在A上, 两个作用力作用在同一直线上，且大小相等，方向相反。
    • 公式：
    • 作用力与反作用力
      • 1、它们总是成对出现，同生同灭。它们之间一一对应。
      • 2、它们分别作用在两个物体上，绝不是平衡力。
  • 整体性及相互关系
    • 1.牛顿第一定律揭示了惯性，确立了惯性参考系，为第二定律的成立提供了条件。
    • 2.牛顿第三定律使我们从研究单个质点走向了研究相互作用的复合系统。
    • 3.三大定律都没有对力提出特别要求，也无法得出具体数值。