牛頓第一定律(慣性定律)
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表述一:任何一個(gè)物體在不受外力或受平衡力的作用時(shí)(Fnet=0),總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止. 表述二:當(dāng)質(zhì)點(diǎn)距離其他質(zhì)點(diǎn)足夠遠(yuǎn)時(shí),這個(gè)質(zhì)點(diǎn)就作勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài). 即:質(zhì)量是慣性大小的量度. 慣性大小只與質(zhì)量有關(guān),與速度和接觸面的粗糙程度無(wú)關(guān). 質(zhì)量越大,克服慣性做功越大;質(zhì)量越小,克服慣性做功越小.
牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律
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物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同. 公式: F合=ma (單位:N(牛)或者千克米每二次方秒) 牛頓發(fā)表的原始公式:F=d(mv)/dt(見(jiàn) 自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理) 動(dòng)量為p的物體,在合外力為F的作用下,其動(dòng)量隨時(shí)間的變化率等于作用于物體的合外力. 用通俗一點(diǎn)的話來(lái)說(shuō),就是以t為自變量,p為因變量的函數(shù)的導(dǎo)數(shù),就是該點(diǎn)所受的合外力. 即: F=dp/dt=d(mv)/dt (d不是 delta(△),而是微分的意思.但是在中學(xué)學(xué)習(xí)的一般問(wèn)題中,兩者可以不做區(qū)別) 而當(dāng)物體低速運(yùn)動(dòng),速度遠(yuǎn)低于光速時(shí),物體的質(zhì)量為不依賴于速度的常量,所以有 F=m(dv/dt)=ma 這也叫動(dòng)量定理.在相對(duì)論中F=ma是不成立的,因?yàn)橘|(zhì)量隨速度改變,而F=d(mv)/dt依然使用. 由實(shí)驗(yàn)可得在加速度一定的情況下F∝m,在質(zhì)量一定的情況下F∝a (只有當(dāng)F以N,m以kg,a以m/s^2為單位時(shí),F合=ma 成立) 幾點(diǎn)說(shuō)明: 第二定律
?。?)牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律.力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消逝. ?。?)F=ma是一個(gè)矢量方程,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負(fù)值,一般常取加速度的方向?yàn)檎较? ?。?)根據(jù)力的獨(dú)立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題時(shí),可將物體所受各力正交分解,在兩個(gè)互相垂直的方向上分別應(yīng)用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程.
牛頓第二定律的六個(gè)性質(zhì)
?。?)因果性:力是產(chǎn)生加速度的原因. ?。?)同體性:F合、m、a對(duì)應(yīng)于同一物體. (3)矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定.牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式∑F = ma中,等號(hào)不僅表示左右兩邊數(shù)值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同. ?。?)瞬時(shí)性:當(dāng)物體(質(zhì)量一定)所受外力發(fā)生突然變化時(shí),作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時(shí)發(fā)生突變;當(dāng)合外力為零時(shí),加速度同時(shí)為零,加速度與合外力保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系.牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的規(guī)律,表明了力的瞬間效應(yīng). ?。?)相對(duì)性:自然界中存在著一種坐標(biāo)系,在這種坐標(biāo)系中,當(dāng)物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系.地面和相對(duì)于地面靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立. ?。?)獨(dú)立性:作用在物體上的各個(gè)力,都能各自獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)加速度,各個(gè)力產(chǎn)生的加速度的失量和等于合外力產(chǎn)生的加速度.
適用范圍
?。?)只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體(與光速比速度較低). (2)只適用于宏觀物體,牛頓第二定律不適用于微觀原子. ?。?)參照系應(yīng)為慣性系.
編輯本段牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律
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兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反.(詳見(jiàn)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律)
表達(dá)式
F=-F' 第三定律
(F表示作用力,F'表示反作用力,負(fù)號(hào)表示反作用力F'與作用力F的方向相反)
說(shuō)明
要改變一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),必須有其它物體和它相互作用.物體之間的相互作用是通過(guò)力體現(xiàn)的.并且指出力的作用是相互的,有作用力必有反作用力.它們是作用在同一條直線上,大小相等,方向相反.
注意
1. ?、倭Φ淖饔檬窍嗷サ?同時(shí)出現(xiàn),同時(shí)消失. ?、谙嗷プ饔昧σ欢ㄊ窍嗤再|(zhì)的力 ③作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上,產(chǎn)生的作用不能相互抵消. ?、茏饔昧σ部梢越凶龇醋饔昧?只是選擇的參照物不同 ⑤作用力和反作用力因?yàn)樽饔命c(diǎn)不在同一個(gè)物體上,所以不能求合力 2.相互作用力和平衡力的區(qū)別 ?、傧嗷プ饔昧κ谴笮∠嗟取⒎较蛳喾?、作用在兩個(gè)物體上、且在同一直線上的力;兩個(gè)力的性質(zhì)是相同的. ?、谄胶饬κ亲饔迷谕粋€(gè)物體上的兩個(gè)力,大小相同、方向相反,并且作用在同一直線上.兩個(gè)力的性質(zhì)可以是不同的. ?、巯嗷テ胶獾膬蓚€(gè)力可以單獨(dú)存在,但相互作用力同時(shí)存在,同時(shí)消失 例如:物體放在桌子上,對(duì)于物體所受重力與支持力,二者屬于平衡力,將物體拿走后支持力消失,而重力依然存在. 而物體在桌子上,物體所受的支持力與桌面所受的壓力,二者為一對(duì)作用力與反作用力.物體拿走后,二者都消失.
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牛頓第一,第二,第三定律分別是?
牛頓第一,第二,第三定律分別是?
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