竞赛专题二宋善炎【基本知识】一、惯性系和牛顿运动定律1、惯性系牛顿定律成立的参考系叫惯性系。
牛顿运动定律严娇
一切相对惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系。实验证明：地球参考系可以近似看做惯性系。相对地面静止或匀速直线运动物体上的参考系可视为惯性系。2、牛顿运动定律（1）牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。任何物体都有保持自已原有运动状态不变的性质叫惯性。惯性是物体固有的属性，可用质量来量度，惯性是维持物体运动状态的原因，力是物体运动状态变化的原因．（2）牛顿第二定律：在外力作用下，物体所获得的加速度的大小与所受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，其数学表达式为
Fma
该定律只适用于质点或做平动的物体，只在惯性系中成立，遵从力的独立性原理（叠加原理）：作用在质点上的每一个力都各自产生对应的加速度，即Fi如在直角坐标系中，有分量式在自然坐标系中，则有：
ma
Fxmax
Fymay
Fzmaz
Fmam
dvv2F
ma
mdt
dvd2rFmmdtdt2
由加速度的定义，可以给出第二定律的微分形式（3）牛顿第三定律同一直线上，大小相等而方向相反，数学表达式为
当物体A以F1作用在物体B上时，物体B也必同时以F2作用在物体B上，F1和F2在
F1F2
牛顿三定律只适用于宏观、低速（远小于光速）的机械运动。3、牛顿定律在曲线中的应用（1）物体作曲线运动的条件：物体的初速度不为零，受到的合外力与初速度不共线且指向曲线“凹侧”。如图该时刻物体受到的合外力F与速度的夹角为v

F图1
，满足的条件是0o180o。
（2）圆周运动
物体做匀速圆周运动的条件是，物体受到始终与速度方向垂直、沿半径指向圆心、大小恒定的力作用，其大小是Fma
m
v2m2RR
变速圆周运动中，合外力在法线方向和切向方向都有分量，法向分量产生向心加速度
F
ma
m
vv2。m2R，切向分量产生切向加速度FrmarmRt
f（3）一般曲线运动与变速圆周运动类似没在一般曲线运动中，合外力在法线方向和切线方向都有分量，法向分量的大小为F
ma
m
v2，R为曲线在该处的曲率半径，切向分量的大小为R
Frmarm
v。t
F惯ma，其中a是非惯性系相对惯性系的加速度。
二、非惯性系中的力学问题1、非惯性系相对惯性系做变速运动的参考系r