第二章 质点运动学
牛顿运动定律
牛顿第一定律：也叫惯性定律
牛顿第二定律：力矢量等于质量乘以加速度矢量
牛顿第三定律：作用力与反作用力
惯性力
牛顿运动定律只适用于惯性系，非惯性系需要引入遐想的惯性力来解决问题
对于非惯性系，加速度是相对于惯性系的加速度，惯性力矢量为负的质量乘以加速度矢量
质心加速度
方向：与质点系所受合外力的方向相同
大小：与受合外力的大小成正比，与质量成反比
动量定理
质点系所受合外力的冲量等于系统总动量的增量
动量守恒定律
质点系所受到的合外力为零，则质点系动量守恒
动能定理
质点系
作用于系统的所有外力和内力做功的代数和等于系统动能的增量
保守力
一对力的功与相对路径无关，只取决于质点间始末相对位置
物体沿闭合路径绕行一周，保守力做的功为零
势能
与空间位置有关的能量
保守力的功等于系统势能的减少量
需要选取势能零点
重力势能（以地面为势能零点）E=mgy
弹簧的弹性势能（弹簧无形变状态处为零）E=1/2kx²
引力势能（势能零点为无限远）E=-GMm/r
功能原理
适用于惯性系
所有外力的所有非保守力所做的功的代数和等于质点系机械能的增量
机械能守恒定律
当系统中只有保守内力做功时，系统的总机械能保持不变
角动量
质点相对于该参考点的位置矢量与质点动量的叉乘，也称为两者的矢量积
大小：位置矢量的大小与动量的大小与两者之间的夹角的正弦值的乘积
方向：垂直于位矢与速度两个矢量所确定的平面，可由右手螺旋定则确定
力矩
质点相对于该参考点的位置矢量与力的叉乘，也称为两者的矢量积
大小：位置矢量的大小与力的大小与两者之间的夹角的正弦值的乘积
参考点到力的作用线的距离叫做力臂，力矩的大小也可以表示为力的大小与力臂的乘积
方向：垂直于位矢与速度两个矢量所确定的平面，可由右手螺旋定则确定
角动量定理
质点
质点所受合外力对某一参考点的力矩等于它对同一参考点的角动量对时间的变化率
质点系
质点系所受的对某一参考点的合外力矩等于质点系对同一参考点的角动量随时间的变化率
力矩和角动量必须相对于惯性系中同一参考点来计算
角动量守恒定律
如果质点系或质点所受对某一参考点的合外力矩为零，则该质点系或质点对该参考点的角动量守恒
