一、牛頓三大定律
動力學(xué)研究物體的運動與作用于物體上的力之間的關(guān)系。在動力學(xué)中，有兩類基本問題：①已知物體的運動，求作用于物體上的力；②已知作用于物體上的力，求物體的運動。
本節(jié)介紹動力學(xué)基本定律，它是整個動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。
動力學(xué)基本定律是在對機械運動進行大量的觀察及實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。這些定律是牛頓總結(jié)了前人的研究成果，于1687年在他的名著《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》中明確提出的，所以通常稱為牛頓三大定律，它描述了動力學(xué)最基本的規(guī)律，是古典力學(xué)體系的核心。
第一定律 任何質(zhì)點如不受力作用，則將保持其原來靜止的或勻速直線運動的狀態(tài)。
這個定律說明任何物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的特性，物體的這種保持運動狀態(tài)不變的固有屬性稱為慣性，而勻速直線運動稱為慣性運動，所以第一定律又稱為慣性定律。
另一方面，這個定律也說明質(zhì)點受力作用時，將改變靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，說明力是改變質(zhì)點運動狀態(tài)的原因。
第二定律 質(zhì)點受力作用時所獲得的加速度的大小與作用力的大小成正比，與質(zhì)點的質(zhì)量成反比，加速度的方向與力的方向相同。
如果用m表示質(zhì)點的質(zhì)量，F(xiàn)和a分別表示作用于質(zhì)點上的力和質(zhì)點的加速度，我們只要選取適當(dāng)?shù)膯挝?，則第二定律可表示為
或
（9-1）
上述方程建立了質(zhì)量、力和加速度之間的關(guān)系，稱為質(zhì)點動力學(xué)的基本方程，它是推導(dǎo)其它動力學(xué)方程的出發(fā)點。若質(zhì)點同時受幾個力的作用，則力F應(yīng)理解為這些力的合力。
這個定律給出了質(zhì)點運動的加速度與其所受力之間的瞬時關(guān)系，說明作用力并不直接決定質(zhì)點的速度，力對于質(zhì)點運動的影響是通過加速度表現(xiàn)出來的，速度的方向可完全不同于作用力的方向。
同時，這個定律說明質(zhì)點的加速度不僅取決于作用力，而且與質(zhì)點的質(zhì)量有關(guān)。若使不同的質(zhì)點獲得同樣的加速度，質(zhì)量較大的質(zhì)點則需要較大的力，這說明較大的質(zhì)量具有較大的慣性。由此可知，質(zhì)量是質(zhì)點慣性的度量。由于平動物體可以看作質(zhì)點，所以質(zhì)量也是平動物體慣性的度量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位為kg，物體的質(zhì)量m和重量W的關(guān)系為
（9-2）
或
式中g(shù)是重力加速度。這里再次強調(diào)：質(zhì)量和重量是兩個不同的概念。質(zhì)量是物體慣性的度量，在古典力學(xué)中作為不變的常量；而重量是地球?qū)τ谖矬w的引力，由于在地面各處的重力加速度值略有不同，因此物體的重量是隨地域不同而變的量，并且只在地面附近的空間內(nèi)才有意義。
第三定律 作用力和反作用力總是同時存在，大小相等、方向相反且在同一直線上，但分別作用在兩個物體上。
這個定律在靜力學(xué)公理中已敘述過，它對運動著的物體同樣適用。
二、慣性坐標(biāo)系
應(yīng)該指出，上述的動力學(xué)基本定律是建立在絕對運動的基礎(chǔ)上，牛頓所理解的"絕對運動"系指在宇宙中存在著絕對靜止的與物質(zhì)無關(guān)的"死的"空間，而質(zhì)點是在這樣的空間里運動，也就是說把坐標(biāo)系固連于這樣絕對靜止的空間里，而質(zhì)點的運動稱為絕對運動，與絕對運動相對應(yīng)的時間被理解為與物質(zhì)運動無關(guān)的絕對時間。因此，在古典力學(xué)中，時間與空間是不相干的。在動力學(xué)里，把適用于牛頓定律的這種參考坐標(biāo)系稱為慣性坐標(biāo)系。
但是，宇宙中的任何物體都是運動的，根本不存在絕對靜止的空間，自然也找不到絕對靜止的慣性坐標(biāo)系。對于一般工程問題，可以取與地球相固連的坐標(biāo)系作為慣性坐標(biāo)系，能符合工程要求。如果考慮到地球自轉(zhuǎn)的影響，可選取地心為原點、而三個軸分別指向三顆恒星的坐標(biāo)系。
動力學(xué)研究物體的運動與作用于物體上的力之間的關(guān)系。在動力學(xué)中，有兩類基本問題：①已知物體的運動，求作用于物體上的力；②已知作用于物體上的力，求物體的運動。
本節(jié)介紹動力學(xué)基本定律，它是整個動力學(xué)的理論基礎(chǔ)。
動力學(xué)基本定律是在對機械運動進行大量的觀察及實驗的基礎(chǔ)上建立起來的。這些定律是牛頓總結(jié)了前人的研究成果，于1687年在他的名著《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》中明確提出的，所以通常稱為牛頓三大定律，它描述了動力學(xué)最基本的規(guī)律，是古典力學(xué)體系的核心。
第一定律 任何質(zhì)點如不受力作用，則將保持其原來靜止的或勻速直線運動的狀態(tài)。
這個定律說明任何物體都具有保持靜止或勻速直線運動狀態(tài)的特性，物體的這種保持運動狀態(tài)不變的固有屬性稱為慣性，而勻速直線運動稱為慣性運動，所以第一定律又稱為慣性定律。
另一方面，這個定律也說明質(zhì)點受力作用時，將改變靜止或勻速直線運動的狀態(tài)，說明力是改變質(zhì)點運動狀態(tài)的原因。
第二定律 質(zhì)點受力作用時所獲得的加速度的大小與作用力的大小成正比，與質(zhì)點的質(zhì)量成反比，加速度的方向與力的方向相同。
如果用m表示質(zhì)點的質(zhì)量，F(xiàn)和a分別表示作用于質(zhì)點上的力和質(zhì)點的加速度，我們只要選取適當(dāng)?shù)膯挝?，則第二定律可表示為
或
（9-1）
上述方程建立了質(zhì)量、力和加速度之間的關(guān)系，稱為質(zhì)點動力學(xué)的基本方程，它是推導(dǎo)其它動力學(xué)方程的出發(fā)點。若質(zhì)點同時受幾個力的作用，則力F應(yīng)理解為這些力的合力。
這個定律給出了質(zhì)點運動的加速度與其所受力之間的瞬時關(guān)系，說明作用力并不直接決定質(zhì)點的速度，力對于質(zhì)點運動的影響是通過加速度表現(xiàn)出來的，速度的方向可完全不同于作用力的方向。
同時，這個定律說明質(zhì)點的加速度不僅取決于作用力，而且與質(zhì)點的質(zhì)量有關(guān)。若使不同的質(zhì)點獲得同樣的加速度，質(zhì)量較大的質(zhì)點則需要較大的力，這說明較大的質(zhì)量具有較大的慣性。由此可知，質(zhì)量是質(zhì)點慣性的度量。由于平動物體可以看作質(zhì)點，所以質(zhì)量也是平動物體慣性的度量。在國際單位制中，質(zhì)量的單位為kg，物體的質(zhì)量m和重量W的關(guān)系為
（9-2）
或
式中g(shù)是重力加速度。這里再次強調(diào)：質(zhì)量和重量是兩個不同的概念。質(zhì)量是物體慣性的度量，在古典力學(xué)中作為不變的常量；而重量是地球?qū)τ谖矬w的引力，由于在地面各處的重力加速度值略有不同，因此物體的重量是隨地域不同而變的量，并且只在地面附近的空間內(nèi)才有意義。
第三定律 作用力和反作用力總是同時存在，大小相等、方向相反且在同一直線上，但分別作用在兩個物體上。
這個定律在靜力學(xué)公理中已敘述過，它對運動著的物體同樣適用。
二、慣性坐標(biāo)系
應(yīng)該指出，上述的動力學(xué)基本定律是建立在絕對運動的基礎(chǔ)上，牛頓所理解的"絕對運動"系指在宇宙中存在著絕對靜止的與物質(zhì)無關(guān)的"死的"空間，而質(zhì)點是在這樣的空間里運動，也就是說把坐標(biāo)系固連于這樣絕對靜止的空間里，而質(zhì)點的運動稱為絕對運動，與絕對運動相對應(yīng)的時間被理解為與物質(zhì)運動無關(guān)的絕對時間。因此，在古典力學(xué)中，時間與空間是不相干的。在動力學(xué)里，把適用于牛頓定律的這種參考坐標(biāo)系稱為慣性坐標(biāo)系。
但是，宇宙中的任何物體都是運動的，根本不存在絕對靜止的空間，自然也找不到絕對靜止的慣性坐標(biāo)系。對于一般工程問題，可以取與地球相固連的坐標(biāo)系作為慣性坐標(biāo)系，能符合工程要求。如果考慮到地球自轉(zhuǎn)的影響，可選取地心為原點、而三個軸分別指向三顆恒星的坐標(biāo)系。