牛顿运动定律的建立及其意义
牛顿三大定律的发展与原理
牛顿三大定律的发展与原理牛顿的三大定律,这可是科学史上的一座里程碑啊。
别看它们就像三条简单的规则,实际上它们的影响力可大了去了。
下面就跟我一块儿,深入了解一下这三大定律的秘密吧。
1. 第一运动定律:惯性定律1.1 定律内容牛顿的第一定律,常常被称为惯性定律。
这个定律告诉我们,如果一个物体不受外力作用,它要么保持静止,要么保持匀速直线运动。
换句话说,物体的状态会保持不变,直到外界的力量把它搞得天翻地覆。
1.2 生活中的惯性咱们平常生活中,惯性可不是个陌生的概念。
比如,你在车上坐着,车子突然刹车,你就会有种被甩向前的感觉。
这就是惯性在作怪。
车子停了,你的身体还想继续向前运动,碰上惯性,真是有点小麻烦。
2. 第二运动定律:加速度定律2.1 定律内容牛顿的第二定律,通俗点说,就是加速度定律。
这个定律的核心就是F=ma,也就是力等于质量乘以加速度。
简而言之,施加在物体上的力越大,它的加速度就越大。
如果物体的质量越大,在同样的力下,加速度就越小。
2.2 现实中的应用这条定律在咱们的生活中应用得很广泛。
比如,推一个空箱子和推一个装满砖的箱子,显然前者比后者容易推动多了。
那是因为空箱子质量小,所以在同样的推力下,它的加速度大,动得更快。
3. 第三运动定律:作用与反作用定律3.1 定律内容牛顿的第三定律是最有趣的,它告诉我们:每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
也就是说,你对物体施加的力,物体也会对你施加一个同样大的反方向的力。
3.2 生活中的体现咱们日常生活中,第三定律的例子多得很。
比如你站在地上跳跃,你用脚推地,地面就用力推你,你才能跳得起来。
再比如打篮球的时候,球拍击打篮球,篮球会对球拍施加一个反向的力,所以你能感受到球的弹性。
这就是牛顿第三定律在发挥作用。
结论牛顿的三大定律虽说听起来挺复杂,但它们实则在我们身边随处可见。
无论是车子刹车时的惯性,还是推箱子的力学原理,又或者是打篮球时的反作用力,这些定律都在不知不觉中影响着我们的生活。
牛顿运动定律:牛顿运动定律及其在力学中的应用
牛顿运动定律:牛顿运动定律及其在力学中的应用牛顿运动定律是描述物体运动规律的重要定律之一,由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
牛顿运动定律是力学的基础,对于解释物体的运动行为起着至关重要的作用。
本文将详细介绍牛顿运动定律的三个基本定律及其在力学中的应用。
牛顿第一运动定律,也被称为“惯性定律”,其表述为:物体在没有外力作用下,保持匀速直线运动或保持静止的状态。
换句话说,物体会继续保持其原来的状态,除非有外力或力的合力作用在其上。
这意味着若物体处于静止状态,则会保持静止;若物体处于匀速直线运动状态,则会保持匀速直线运动。
这个定律对解释许多日常生活中的现象非常重要。
例如,当我们在汽车突然停下时,身体会有向前的惯性,导致人感到不舒服。
这是因为汽车突然减速,但身体所受的惯性仍然保持在之前的匀速状态。
又如,当我们在火车上行驶时,如果火车突然停下,物体会继续保持它的原有状态,从而发生向前倾的现象。
这些现象都可以通过牛顿第一运动定律来解释。
牛顿第二运动定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。
它表述为:物体受到的力等于质量与加速度的乘积。
换句话说,当一个物体受到作用力时,它会发生加速度。
而其加速度的大小与所受力的大小成正比,与物体的质量成反比。
这个定律可以以数学公式的形式表示为F=ma,其中F为物体所受到的力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
牛顿第二运动定律的应用非常广泛,涵盖了力学中的许多问题。
例如,当我们举起一个重物时,我们需要施加更大的力来克服物体的重力,并使其发生上升的加速度。
根据牛顿第二运动定律,物体的重力与上升的加速度成正比,我们需要施加的力越大。
此外,在运动过程中,物体受到的阻力也是一个重要的因素。
阻力会减缓物体的运动速度,根据牛顿第二运动定律,阻力与物体的质量和减速度成正比。
因此,在设计飞机、汽车等工程项目时,我们需要考虑阻力对物体运动的影响。
牛顿第三运动定律是牛顿运动定律中最简洁却又非常有意义的定律。
牛顿三大定律的伟大意义和对实践的指导作用
要强调的是:物体受到的合外力,会产生加速度,可能使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
真空中,由于没有空气阻力,各种物体因为只受到重力,则无论它们的质量如何,都具有的相同的加速度。因此在作自由落体时,在相同的时间间隔中,它们的速度改变是相同的。
注意:牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
2.牛顿第二定律
内容:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。
牛顿三大运动定律——人类最伟大的十个科学发现之三作者:塔米姆·安萨利 文章来源:科技园 点击数:3466 更新时间:2006-11-14
1674年,胡克发表了《试证地球的运动》(Attempt to Prove the Motion of the Earth)。胡克在这篇著作中,阐述了自己的行星运动理论:一切天体都具有倾向其中心的吸引力或重力;天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变;离吸引中心越近,吸引力越大;行星的运动是惯性、外在引力和自身引力共同作用的结果。
1684年11月,牛顿给哈雷寄去了一篇《论运动》(De motu) 的论文手稿,并在1684-1685年间在剑桥作了一系列名为《论天体运动》的演讲。哈雷把牛顿寄给他的重要论文呈报皇家学会登记备案。在哈雷的敦促下,牛顿着手写《自然哲学的数学原理》(Principia) 这一巨著(如左图),并于1686年4月把原稿交给皇家学会。由于经费问题以及牛顿和胡克间为万有引力定律发明权的争执,皇家学会未能安排该书的付印。最后,哈雷决定由自己出钱替牛顿出版此书。这样,牛顿的这一巨著才于1687年问世。
第1讲 牛顿运动定律的理解
第1讲牛顿运动定律的理解知识点牛顿第一定律Ⅱ1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持01匀速直线运动状态或02静止状态,除非作用在它上面的力迫使它03改变这种状态。
(2)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有04惯性,因此牛顿第一定律又叫05惯性定律。
②揭示了力与运动的关系:力不是06维持物体运动的原因,而是07改变物体运动状态的原因,即力是产生08加速度的原因。
(3)适用范围:惯性参考系。
2.惯性(1)定义:物体具有保持原来09匀速直线运动状态或10静止状态的性质。
(2)惯性的两种表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或11匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的12改变。
(3)量度:13质量是惯性大小的唯一量度,14质量大的物体惯性大,15质量小的物体惯性小。
(4)普遍性:惯性是物体的16固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况17无关(选填“有关”或“无关”)。
知识点牛顿第二定律Ⅱ单位制Ⅰ1.牛顿第二定律(1)内容:01作用力成正比,02质量成03作用力的方向相同。
(2)表达式:F=kma,当F、m、a单位采用国际单位制时k=041,F=05ma。
(3)适用范围①牛顿第二定律只适用于06惯性参考系(相对地面静止或做匀速直线运动的参考系)。
②牛顿第二定律只适用于07宏观物体(相对于分子、原子)、08低速运动(远小于光速)的情况。
2.单位制、基本单位、导出单位(1)单位制:09基本单位和10导出单位一起组成了单位制。
①基本量:只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理公式推导出其他物理量的单位,这些被选定的物理量叫做基本量。
②基本单位:基本量的单位。
力学中的基本量有三个,它们是11质量、12时间、13长度,它们的单位千克、秒、米就是基本单位。
③导出单位:由14基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。
(2)国际单位制的基本单位基本物理物理量符号单位名称单位符号量质量m 千克kg时间t 秒s长度l 米m电流I 安[培] A热力学温度T 开[尔文]K物质的量n 摩[尔]mol发光强度I,(I V)坎[德拉]cd知识点牛顿第三定律Ⅱ1.作用力和反作用力01相互的。
牛顿三定律的建立及意义
牛顿三定律的建立及意义牛顿第一定律牛顿第一定律: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。
牛顿第一定律也叫惯性定律,它告诉我们“运动并不需要力来维持”。
如果物体受到的合外力为0,那它之前是什么速度,之后就依然是什么速度。
为什么它还有一个名字叫“惯性定律”呢?惯性在英文里跟惰性是同义词(Inertia),就是懒的意思。
所以,惯性定律就是说所有的物体都很“懒”,像懒猪一样,都不愿意主动改变自己的运动状态。
如果我现在没动,那就一直不动,除非你用力推我;如果我现在有一个速度,那就一直以这个速度前进,除非有力拦着我。
喜欢科幻电影的朋友肯定对这个画面不陌生:一个宇航员在外太空不小心弄断了连接飞船的绳子,然后大家就只能眼睁睁地看着这个宇航员以一定速度飘向太空深处。
因为太空中没有其他外力拦住他,所以他就只能遵守惯性定律“懒”下去,一直以同一速度飘走(虽然他是如此地不愿意)。
这也说明:没有力,宇航员照样可以运动,力的确不是维持物体运动的原因。
那么,力的作用到底是什么呢?伽利略在后半句里说了:力是改变物体运动状态的原因。
也就是说,虽然运动本身不需要力来维持,但是,如果想改变运动状态,比如宇航员不想飘向太空深处,想回到飞船,这就需要一个外力来拉一把。
好,知道力可以改变物体的运动状态之后,我给你一定的力,你的速度能改变多少呢?想要把这个账定量地算清楚,我们就需要牛顿第二定律。
牛顿第二定律怎么算呢?首先,既然力可以改变物体的速度,那首先就得找一个物理量来描述物体速度的变化。
比如,汽车现在的速度是 2m/s,1s 后变成了 4m/s,那它的速度就在 1s 之内变化了(4–2)m/s=2m/s。
为什么汽车的速度会变化呢?当然是发动机的牵引力让汽车的速度发生了改变,换成马车就是马的拉力让车的速度改变了。
既然速度发生了改变,那肯定就有什么力作用在它身上。
那么,力的大小跟速度的变化有什么关系呢?是力越大,速度的变化就越大吗?乍一看好像没问题。
牛顿力学的重要意义在于哪些方面
牛顿力学的重要意义在于哪些方面引言牛顿力学是物理学的基石之一,由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出。
它描述了物体运动的规律和导致运动的力量,为我们理解和预测物体的运动提供了重要的工具和框架。
本文将探讨牛顿力学在科学、工程和日常生活中的重要意义。
理论基础牛顿力学建立在三条基本定律之上:1.第一定律:惯性定律,物体将保持静止或匀速直线运动,除非有外力作用于它。
2.第二定律:加速度等于作用在物体上的力与物体质量的比值。
3.第三定律:作用力与反作用力大小相等、方向相反且作用在不同物体上。
这些定律提供了描述物体运动和作用力之间关系的理论基础,使得我们能够定量地研究和预测物体的运动。
科学意义牛顿力学在科学研究中扮演了重要的角色,其影响可见于以下几个方面:宇宙运动牛顿力学奠定了天体力学的基础,使我们能够理解和解释天体之间的相互运动。
基于牛顿定律,我们可以计算行星和恒星之间的引力作用,解释潮汐现象,并预测彗星的轨迹等。
其中著名的开普勒定律正是建立在牛顿力学的基础上。
机械工程牛顿力学为机械工程提供了可靠的设计原则。
通过研究力和运动的关系,我们可以设计出能够稳定运动的机械系统,例如汽车、电梯和机器人等。
牛顿力学帮助工程师计算物体受力、承受压力和设计刚性结构,确保构建出安全可靠的工程设施和机械装置。
球类运动在球类运动中,牛顿力学广泛应用于击球运动的分析和预测。
例如,通过研究击球的力量和击球角度,我们可以预测球的轨迹和落点。
这一原理在高尔夫、网球、棒球等各种球类运动中起着至关重要的作用,提高了运动员的技术水平和比赛的竞争性。
日常生活中的应用除了科学和工程领域,牛顿力学在日常生活中也有众多应用:交通运输牛顿力学帮助我们理解和优化交通运输系统。
对于车辆行驶的力学原理的研究,有助于我们制定合理的交通规则和设计更有效的交通信号系统。
此外,利用牛顿力学的概念,我们能更好地预测车辆的碰撞及其后果,提高交通安全。
运动训练在运动训练中,牛顿力学提供了许多优化训练效果的重要原则。
牛顿三大定律的发展与原理
牛顿三大定律的发展与原理1. 引言牛顿三大定律就像是物理学的基础大石头,把我们的世界支撑得稳稳当当的。
今天,我们就一起来探究这些定律的由来和它们背后的神奇原理,看看它们如何影响我们周围的每一件事。
2. 第一运动定律:惯性定律2.1 定律概述牛顿的第一定律,也叫惯性定律,简直是大自然的“懒人法则”。
它说的是:一个物体要么保持静止,要么保持匀速直线运动,除非外力作用。
换句话说,就是物体在没啥外力干扰的情况下,基本上会一动不动。
就像你在沙发上躺着,不用特别的原因,你不会主动去站起来。
2.2 生活中的例子想象一下,你在车里,车突然刹车了,你的身体就会往前倾。
这个现象就是惯性的体现。
车停了,但你还想继续前进,因为惯性在作怪。
惯性就是这么“固执”,不轻易改变。
3. 第二运动定律:加速度定律3.1 定律概述第二定律说的是:一个物体的加速度与它所受的外力成正比,与物体的质量成反比。
简单点说,就是你推得越用力,物体加速得越快;物体越重,加速得越慢。
公式上就是F=ma,其中F 是力,m 是质量,a 是加速度。
想要推动一辆车子,你得使出全身力气,结果也能看得见的变化。
3.2 生活中的例子比如,你在沙滩上推一辆小车和推一辆大卡车。
你肯定会发现,推小车更轻松,而大卡车就像个“石头”一样,不容易动。
这就是因为小车的质量小,加速起来轻松得多。
4. 第三运动定律:作用与反作用定律4.1 定律概述牛顿的第三定律也可以叫做“你打我一下,我还你两下”。
这个定律告诉我们:每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
也就是说,如果你推一个东西,它也会推你,而且推的力度一样。
就像你踢足球,脚的力度和球飞出去的力度是一样的,只是方向相反。
4.2 生活中的例子你在滑冰的时候,每次你推地面,你就会往后滑。
这就是因为你对地面施加了一个力,地面也以相同的力度反推你,这样你才会滑起来。
5. 结论牛顿三大定律就像是我们生活中的小帮手,帮助我们理解了自然界的一些基本规则。
牛顿三定律的概念及意义
牛顿三定律的概念及意义牛顿三定律,被誉为物理学中的基石,由伟大的科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
这些定律不仅具有深刻的理论意义,而且在日常生活和工程实践中有着广泛的应用。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,揭示了物体在无外力作用下的运动状态。
它告诉我们,一个物体如果没有受到外力的作用,将保持匀速直线运动或者静止状态。
这个定律中蕴含的“惯性”概念,是我们理解物体运动状态的关键。
惯性是物体保持其原有运动状态不变的性质,它使得物体在不受外力时,能够保持匀速直线运动或静止状态。
这一定律不仅帮助我们理解了许多日常生活中的现象,如汽车在没有外力作用时为何能够保持匀速行驶,也为我们揭示了力的本质——力是改变物体运动状态的原因。
牛顿第二定律,即F=ma,是描述物体受力与加速度之间关系的定律。
它告诉我们,一个物体所受的力与其质量成正比,与其加速度也成正比。
这个定律不仅揭示了力的作用效果,即力可以使物体产生加速度,还为我们提供了计算加速度的方法。
在日常生活和工程实践中,我们可以利用这个定律来计算物体的加速度,如汽车加速时的速度变化,或者火箭发射时的推力等。
此外,这个定律还为我们理解了许多复杂的物理现象提供了基础,如摆的运动、弹簧的振动等。
牛顿第三定律,即作用力和反作用力定律,揭示了力的本质——力是物体间的相互作用。
它告诉我们,当一个物体对另一个物体施加力的作用时,同时也会受到另一个物体施加的反作用力。
这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。
这个定律不仅帮助我们理解了物体间的相互作用,如人走路时脚对地面的压力和地面对脚的反作用力,还为我们解决了许多实际问题提供了依据。
例如,在航空航天领域,飞机起飞和降落时需要克服重力的作用,而飞机翅膀产生的升力就是通过反作用力实现的。
此外,在机械工程中,我们也需要利用这个定律来设计机构和设备,确保它们能够正常工作并承受外力。
牛顿三定律是物理学中的基石,它们为我们理解物体运动和力的本质提供了基础。
牛顿力学的内容意义和影响
牛顿力学的内容意义和影响1. 引言牛顿力学是物理学中最为经典的分支之一,由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
牛顿力学的内容包括力和运动的描述、运动定律以及引力的研究等。
本文将探讨牛顿力学的内容意义以及对世界的深远影响。
2. 内容意义2.1 力和运动的描述牛顿力学首先提出了力和运动的描述方法,通过力的概念来解释物体的运动状态。
他认为物体在受到合外力的作用下会发生加速度,而当合外力为零时,物体将保持静止或匀速直线运动。
这一描述方法使得人们能够更好地理解和预测物体的运动,为后续的研究奠定了基础。
2.2 运动定律牛顿力学提出了三个著名的运动定律,即惯性定律、运动定律和作用与反作用定律。
这些定律总结了物体在运动中的行为规律,大大丰富了力学的内容。
其中,惯性定律指出物体会保持其原有的状态,需要受到外力的作用才能改变其状态;运动定律则指出物体受到的力越大,产生的加速度越大;作用与反作用定律表明每一个作用力都能产生一个相等大小、方向相反的反作用力。
这些定律不仅仅适用于日常生活中的物体运动,也适用于天体运动的研究,对于理解宇宙中的规律具有重要意义。
2.3 引力的研究牛顿力学的另一个重要内容是对引力的研究。
牛顿通过对天体运动的观察和研究,提出了普遍引力定律。
该定律指出,任何两个物体之间都存在着万有引力,其大小与两物体质量成正比,与它们之间的距离平方成反比。
这一定律不仅解释了地球上物体落下的原因,也解释了行星之间的相互吸引现象。
牛顿力学的引力研究对天体运动的描述和解释具有重要意义,为后续的天文学和宇宙学研究提供了基础。
3. 影响3.1 科学方法的推进牛顿力学的提出推动了科学方法的发展。
他以实验为基础,通过观察和实验研究物体的运动规律,提出了具有普遍性的理论。
这种基于实证的科学方法成为了科学研究的典范,对后世的科学发展起到了积极的推进作用。
3.2 工程技术的应用牛顿力学的成功应用在工程技术中,为现代科学和技术的发展打下了坚实基础。
质点动力学 牛顿运动定律
M
N1
aM N 2 Mg
N2
mg
amM
am amM aM
M: m: amM cos aM
x aM
y
0
amM sin
N 2 sin Ma M N 1 N 2 cos Mg 0
N 2 sin m(amM cos aM ) N 2 cos mg ma mM sin
解:(1)
mg F ma
dv dv 2lsg 1 xsg 2 sl 2lsv dt dx
A B x o
x
1 x vdv (1 ) gdx 2l v x 1 x 0 vdv 0 (1 2l ) gdx
2 1 2 1 x x 1 gx v (x ) g 0 v 2 gx 2l 2 2l
x
1-37 一根长为L、质量均匀的软绳,挂在一 半径根小的光沿木钉上,如图。开始时,BC =b. 试证:当BC = 2L/3时,绳的加速度为 a=g/3,速度为: 2 g 2 v ( L2 bL b 2 ) L 9 B 证明:设在任意时刻 t L-x AB L x, BC x
A
v N mg sin m R
2
N
dv dvds dv v dt dsdt Rd
mg
vdv Rg cos d
vdv
0
v
0
Rg cos d
A
1 2 v Rg sin 2
N
y
v 2 Rg sin
v N mg sin m R
fr
m
牛顿运动定律意义
牛顿运动定律意义英国物理学家及数学家牛顿(IsaacNewton)在17世纪末发表了世界上最重要的物理学理论之一“动力学三定律”,它也被称为“牛顿第一定律”。
牛顿的动力学定律提供了一个解释和预测物体运动的完整框架,它是现代物理学的基石,被广泛应用于各种物理和工程学科中。
这三条定律首先是牛顿第一定律:物体静止时,会保持静止,运动时,会保持恒速直线运动,直到受到一个外力的干扰。
这条定律说明物体的运动受到外力的改变时,会改变物体的状态,使其产生加速度。
牛顿的第二定律是力和加速度之间的关系:受力的物体上的加速度和施加在物体上的外力的大小成正比。
即如果施力的大小增加,物体上的加速度也会增加;如果施力的大小减小,物体上的加速度也会减小。
牛顿第三定律是:作用力和反作用力之间相等,即任何一种施加在物体上的外力,其反作用力也是相等的。
它表明,施加在物体上的外力和物体作出的反作用力总会相等,这是事物之间相互作用的基本原理。
以上三个定律构成了物理学和工程学中非常重要的运动学框架牛顿运动定律。
牛顿运动定律可以用来解释物体的运动规律,也可以用来分析物体受到力而产生的加速度,以及物体运动的路径。
它还被广泛用于解释空气流动的过程,以及建造火箭、飞机和跟踪卫星的计算等。
此外,牛顿运动定律对各个领域的研究也有着重要的意义。
例如,它可以用来分析天体运动;它也可以用来解决静电、磁学和固体力学中的问题。
它更可以应用于量子力学,从而揭示原子和分子之间的秘密。
总之,牛顿运动定律对现代物理学和其它学科的发展具有重要意义。
它不仅提供了一个完整的框架来解释物体的运动规律,而且也可以用于分析和预测天体运动、分子系统的运动,以及其他科学技术问题。
它更加增进了人类对自然规律的理解,并促进物理学和其他学科的发展。
牛顿的运动定律和万有引力定律
牛顿的运动定律和万有引力定律牛顿是著名的英国科学家和数学家,他是物理学和数学领域的重要人物。
牛顿提出的运动定律和万有引力定律,这不仅是力学和天文学的基础,也是现代科学研究的基石。
一、牛顿三大运动定律牛顿三大运动定律是物理学的基础,这三大运动定律表明了物体运动的三个方面:物体的惯性、物体的加速度和物体的作用力。
1、牛顿第一定律:物体的惯性牛顿第一定律也被称为惯性定律,其内容是:保持静止或直线运动的物体,在没有外力作用下,将继续保持静止或匀速直线运动的状态。
这就是说,任何物体只要没有外界干扰,就会保持自己原来的状态,即静止状态或平衡状态。
2、牛顿第二定律:物体的加速度牛顿第二定律的内容是:物体的加速度与作用于物体的外力成正比,与物体的质量成反比。
此外,加速度的方向与作用力的方向相同。
3、牛顿第三定律:作用力与反作用力牛顿第三定律的内容是:所有相互作用的物体,彼此之间会施加同样大小和方向相反的力。
这就是说,无论原来的物体处于什么状态,它都会继续不断受到相互作用的力。
二、牛顿万有引力定律万有引力定律是牛顿最著名的科学成就之一,也是物理学史上的重要里程碑。
万有引力定律指出,任何两个物体都会相互吸引,这种引力的大小与它们的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
公式为:F=G(m1×m2)/r²。
万有引力定律的创新之处在于,它将地球上的物理现象与太空的物理现象联系到了一起,使人们真正意识到宇宙间的力量与地球上的力量有着同样的本质规律。
三、牛顿运动定律的意义牛顿的三大运动定律和万有引力定律,不仅首次为物理学的发展奠定了基础,还为人们提供了从地球上描绘宇宙的精确框架。
此外,这些定律不仅仅适用于经典物理学,也适用于现代物理学、相对论和量子力学等先进领域。
同时,牛顿运动定律的应用也十分广泛。
例如,汽车的制动系统、航空器的飞行、机械的设计等等。
在实践中,运动定律也有很多实际应用,例如通过测量物体的运动和变形来设计更好的产品。
牛顿运动定律的研究与应用
牛顿运动定律的研究与应用牛顿运动定律是经典力学的基础,描述了物体运动的规律。
通过对牛顿运动定律的深入研究与应用,人类在科学研究和工程实践中取得了巨大的成就。
本文将介绍牛顿运动定律的研究历程、基本原理以及在实际应用中的意义。
一、牛顿运动定律的研究历程牛顿运动定律的研究可追溯到17世纪,当时牛顿以及其他一些科学家通过实验和理论推导,结合伽利略的落体实验结果,逐渐确立了三条基本的运动定律。
这三条定律分别是:第一定律——即惯性定律,第二定律——力的等于质量乘以加速度,第三定律——行动力学定律。
牛顿运动定律在物理学领域的提出和发展,极大地促进了科学研究和技术创新。
二、牛顿运动定律的基本原理(一)第一定律——惯性定律牛顿第一定律表明,当一个物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,它将保持这种状态,除非外力作用改变其状态。
简而言之,物体要么保持静止,要么保持匀速直线运动,直到有力量干扰其运动状态。
(二)第二定律——力的等于质量乘以加速度牛顿第二定律定义了力的概念,并建立了力和物体运动状态之间的关系式,即力等于质量乘以加速度。
这一定律揭示了物体的运动是由力所引起的,质量越大,物体受到的力越大,加速度越大。
(三)第三定律——行动力学定律牛顿第三定律指出,任何一个力都会有一个等大但方向相反的反作用力。
简而言之,物体A对物体B施加力,物体B会对物体A产生一个等大但方向相反的力。
这一定律反映了力的相互作用性质,成为工程和科学研究中很重要的原理。
三、牛顿运动定律的应用牛顿运动定律在科学研究和工程实践中有着广泛的应用。
以下是其中几个典型的应用场景:(一)运动物体的受力分析牛顿运动定律给出了力的大小和方向与物体的质量和加速度之间的关系,因此可以通过对物体的受力分析来推导物体的运动情况。
通过使用动力学原理,可以解释和预测各种复杂的物体运动现象,如天体运动、机械振动等等。
(二)机械工程中的应用牛顿运动定律为机械工程提供了重要的理论依据。
牛顿运动定律
可以把物体的加速度看成是各个力单独作用时
所产生的分加速度的合成。
3
在直角坐标系中
Fx
ma x
m
d x
dt
Fy
ma y
m
d y
dtFzmazmd zdt
在自然坐标系中
F
m
d dt
2
Fn m
4
三、牛顿第三定律
当物体A以力 F1作用在物体B上时,物体B也必 定同时以力 F2作用在物体A上。F1和 F2大小相等, 方向相反,且力的作用线在同一直线上。
6
例:一细绳跨过一轴承光滑的定滑轮,绳的两端分别
悬有质量为m1和m2的物体(m1<m2),如图所示。设滑 轮和绳的质量可忽略不计,绳不能伸长,试求物体m1 和m2的加速度大小和绳子张力的大小。 解:选取对象
m1和m2 分析运动
a
m1
m1,以加速度a1向上运动 m2,以加速度a2向下运动 分析受力
m2
2
要深刻地理解和掌握牛顿第二定律,需认识它 的几个特性。
(1)因果性:合外力是使物体产生加速度的原 因,而加速度则是合外力作用产生的效果。
(2)瞬时性:牛顿第二定律是力的瞬时作用规
律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消
逝。
F、a 之间一一对应
(3)矢量性:F
ma
是矢量式。
(4)独立性:当物体受到几个力的作用时,
1
二、牛顿第二定律
物体受到外力作用时,它所获得的加速度的大 小与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。
F ma
意义:
(1)正确地揭示了物体的加速度与它所受的合外力 及自身质量之间的定量关系。
牛顿力学体系诞生的意义
牛顿力学体系诞生的意义摘要牛顿力学是经典物理学中最重要的分支之一,它的诞生标志着科学方法在研究自然现象中的巨大进步。
本文将探讨牛顿力学体系的诞生意义,并对其对人类社会和科学发展的影响进行分析。
1. 引言牛顿力学体系的诞生可以追溯到17世纪末,由英国物理学家艾萨克·牛顿在他的著作《自然哲学的数学原理》中首次系统地阐述。
牛顿力学不仅仅是一种关于运动和物体行为的描述,更重要的是,它揭示了自然界普遍存在的力的作用规律,并建立了一套完善的数学模型和理论体系来解释和预测物体的行为。
牛顿力学的诞生对当时的科学界和人类社会产生了深远的影响,也为后续的科学发展奠定了基础。
2. 实现了人类对自然界的深入认识牛顿力学的诞生,标志着人类对自然界的认识迈出了重要的一步。
前人虽然已经形成了一些关于运动和力的基本概念,如阿基米德的浮力定律、加里奥的斜面定律等,但这些概念都局限于具体的情况,而不能解释更一般的物理现象。
而牛顿力学的出现填补了这一空白,它将力作为一种普遍存在的现象,提出了力的三大定律,为解释和预测自然界的运动行为提供了理论工具。
3. 推动了科学方法的发展牛顿力学的诞生是科学方法在研究自然现象中的重要进步。
在牛顿之前,科学研究主要靠观察和归纳得出结论,缺乏系统性和可重复性。
而牛顿力学的提出,运用了严密的数学推导和实验证据,建立了一套科学体系。
这种基于证据和实验的科学方法,为后续科学研究提供了重要的参考和范例,促进了整个科学界的发展。
4. 促进了技术的进步和工业革命的到来牛顿力学的诞生对科技和工业革命的到来起到了推动作用。
依靠牛顿力学的理论框架,科学家和工程师们能够更好地理解物体的运动规律和力的作用,从而能够设计出更高效、更稳定的工程系统。
例如,蒸汽机的发明和广泛运用就是基于牛顿力学的理论基础。
而工业革命的到来则引领了人类社会的巨大变革,推动了经济和技术的发展。
5. 对科学发展的影响牛顿力学的诞生不仅对当时的科学界和人类社会产生了深远的影响,也为后续科学的发展奠定了基础。
牛顿三大定律是什么 有什么意义
牛顿三大定律是什么有什么意义牛顿三大定律是指牛顿第肯定律、牛顿其次定律和牛顿第三定律,内容分别是牛顿第肯定律力的意义、其次定律力的效果、第三定律力的本质。
牛顿三大定律的提出也震撼了物理学界,使人们对物理问题的讨论和物理量的测量有意义,从而使它成为整个力学甚至物理学的动身点。
牛顿三大定律分别是什么1.牛顿第肯定律一切物体在没有受到力的作用时(合外力为零时),总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它转变这种运动状态。
第肯定律说明白力的含义:力是转变物体运动状态的缘由。
2.牛顿其次定律物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
其次定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度。
3.牛顿第三定律两个物体之间的作用力和反作用力,总是同时在同一条直线上,大小相等,方向相反。
第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿三定律的影响1.牛顿第肯定律给出了一个没有加速度的参考系——惯性系,使人们对物理问题的讨论和物理量的测量有意义,从而使它成为整个力学甚至物理学的动身点。
牛顿其次、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系,如动量定理、动量守恒定律、动能定理等,只对惯性系成立。
2.牛顿其次运动定律定义了国际单位中力的单位——牛顿(符号N):使质量为1kg的物体产生1m/s²加速度的力,叫做1N;即1N=1kg·m/s²。
牛顿其次运动定律定量地说明白物体运动状态的变化和对它作用的力之间的关系,是力学中重要的定律,是讨论经典力学的基础阐述了经典力学中基本的运动规律。
3.牛顿第三运动定律不仅揭示两物体相互作用的规律,而且为解决力学问题,转换讨论对象供应了理论基础,拓宽了牛顿其次定律的适用范围,是牛顿物理学中不行分割的重要组成部分。
牛三定律物理意义
牛三定律物理意义牛顿三定律,又称牛顿运动定律,是经典力学的基石之一,包含了惯性定律、动量定律和作用反作用定律。
这三个定律揭示了物体在力的作用下的运动规律,对于我们理解自然界的运动现象至关重要。
一、惯性定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,指出一个物体如果没有外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
这意味着物体的速度只有在受到外力作用时才会发生改变,这种性质称为惯性。
惯性定律揭示了物体的惯性与外力之间的关系,对于描述物体运动的初始状态具有重要意义。
二、动量定律牛顿第二定律,也称为动量定律,描述了物体的加速度与作用在其上的外力之间的关系。
简言之,物体的加速度正比于作用在物体上的外力,反比于物体的质量,即F=FF。
这个定律揭示了物体受力时的运动规律,可以用来计算物体的运动状态和轨迹。
三、作用反作用定律牛顿第三定律,也称为作用反作用定律,表明相互作用的两个物体之间的力大小相等、方向相反。
当一个物体施加力于另一个物体时,另一个物体也会以相同大小、相反方向的力作用于第一个物体。
作用反作用定律揭示了物体间相互作用的本质,说明了为什么人们常说“行动有反作用”。
物理意义总结牛顿三定律是经典力学的基础,对于解释物体的运动以及力的作用具有重要意义。
惯性定律揭示了物体运动的基本特性,动量定律描述了物体运动时受力的效果,作用反作用定律则阐明了物体间相互作用的规律。
理解牛顿三定律意味着理解物体在外力作用下的运动规律,为解释和预测自然现象提供了可靠依据。
结语牛顿三定律是牛顿力学的核心内容,包含了惯性定律、动量定律和作用反作用定律。
这些定律帮助我们理解物体的运动和力的作用规律,揭示了自然界中众多现象背后的物理意义。
通过牛顿三定律,我们不仅可以解释物体的运动,还可以预测未来的运动状态,为科学研究和工程应用提供了重要基础。
以上是对“牛三定律物理意义”的简要探讨,希望能够帮助读者更深入理解这一基础物理概念。
简述牛顿三定律及其发展史
简述牛顿三定律及其发展史一、牛顿三定律的概述牛顿三定律,也被称为牛顿运动定律,是经典力学的基础。
这三条定律在科学史上具有划时代的意义,为整个物理学和工程学的发展奠定了基石。
二、牛顿的生平与背景艾萨克·牛顿(Isaac Newton)生于1643年,是英格兰的物理学家、数学家。
他生于一个普通的农场家庭,但从小就展现出了非凡的才华。
他在剑桥大学学习并最终成为那里的教授。
他的工作生涯主要集中在数学、光学和力学等领域,其中最著名的就是牛顿三定律。
三、第一定律:惯性定律第一定律也被称为惯性定律,它表述为:如果没有外力作用,一个物体将保持静止状态或者匀速直线运动状态。
这一定律是对物体运动的一种基本描述,表明物体的运动不会因为它们的惯性而改变。
四、第二定律:动量定律第二定律也被称为动量定律,表述为:物体的动量变化率与作用在物体上的力的大小成正比,并且沿着这个力的方向。
这一定律说明了力是如何影响物体动量的变化的。
五、第三定律:作用与反作用定律第三定律也被称为作用与反作用定律,表述为:对于每一个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
这一定律说明了力是如何产生反作用的。
六、牛顿三定律的验证与实验证据牛顿三定律是通过大量的实验和观察得到验证的。
例如,伽利略的斜面实验就证明了第一定律;而第二定律则可以通过观察自由落体运动或抛体运动来验证;第三定律可以通过观察各种碰撞实验来验证。
七、牛顿三定律在科学史上的影响牛顿三定律的出现标志着近代物理学的诞生。
在此之前,人们对于自然界的理解主要基于亚里士多德的哲学思想。
然而,牛顿三定律提供了一种全新的、数学化的方式来描述和预测物体的运动,这为后来的物理学、化学、生物学等学科的发展提供了强大的工具。
八、牛顿三定律在现代科学中的应用牛顿三定律在现代科学中有着广泛的应用。
例如,在汽车、航空航天、机器人等领域,设计师会根据牛顿三定律来设计和优化产品;在经济学和金融学中,经济学家会用牛顿三定律来描述和预测市场的动态;在生物学中,生物学家会用牛顿三定律来研究生物体的运动和行为。
牛顿运动定律及其应用
牛顿运动定律是描述质点的运动状态与运动原因之间的关系,是现代物理学的基础。
它由英国物理学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出质点在没有外力作用下,将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说,物体不会自行改变自己的速度或运动方向。
这一定律说明了物体的运动状态必须由外力来改变。
牛顿第二定律是运动学最重要的定律之一,也被称为运动定律。
它表明物体受到的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
牛顿第二定律的数学表达式为F=ma,其中F代表作用力,m代表物体的质量,a代表物体的加速度。
根据牛顿第二定律,如果给定了物体的质量和施加在物体上的力,就可以计算出物体的加速度。
这个定律在我们日常生活中有广泛的应用,比如汽车加速、坠落物体、施加力的物体等等。
牛顿第三定律,也被称为作用-反作用定律,指出每一个作用力都伴随着相等大小、方向相反的反作用力。
如果物体A对物体B施加一个力,物体B对物体A会施加同样大小、方向相反的力。
这个定律解释了物体间相互作用和反应的关系。
牛顿运动定律不仅适用于质点的运动,还适用于刚体、流体、电磁场等系统。
它对理解和研究力学、动力学、静力学等领域有着重要的意义。
牛顿运动定律的应用十分广泛。
在日常生活中,我们经常可以见到这些定律的应用。
比如,当我们踢足球时,踢球的脚施加在球上的力越大,球的加速度就越大;当我们开车刹车时,车速减缓的快慢取决于刹车的力大小;当我们骑自行车时,用力踩踏越大,速度就越快。
在工程领域,牛顿运动定律的应用更加广泛。
它被用于设计和计算各种机械和结构的运动。
比如,通过运用牛顿运动定律,可以计算出桥梁、建筑物、机器的稳定性和承载能力;通过制定合适的运动方程,可以设计和控制火箭航行、船舶航行等。
总之,牛顿运动定律是现代物理学的重要基础,它揭示了物体的运动状态与运动原因之间的关系。
通过应用这些定律,我们可以深入了解和探索物体的运动规律,并将其应用于日常生活和工程实践中。
牛顿运动定律
牛顿运动定律牛顿第一定律牛顿第三定律基础知识归纳1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)牛顿第一定律的意义①指出了一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又称惯性定律.②指出力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.(3)惯性①定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.②量度:质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.③普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都有惯性.2.牛顿第三定律(1)作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,另一个物体一定同时对这个物体也施加了力.(2)内容:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上.(3)物理意义:建立了相互作用的物体之间的联系及作用力与反作用力的相互依赖关系.4.作用力与反作用力的“四同”和“三不同”四同:(1)大小相同(2)方向在同一直线上(3)性质相同(4)出现、存在、消失的时间相同三不同:(1)方向不同(2)作用对象不同(3)作用效果不同典例精析1.牛顿第一定律的应用、【例1】如图所示,在一辆表面光滑的小车上,有质量分别为mm2的两个小球(m1>m2)随车一起匀速运动,当车停止时,如不考虑其他阻力,设车足够长,则两个小球()A.一定相碰B.一定不相碰C.不一定相碰D.难以确定是否相碰,因为不知小车的运动方向2.对惯性概念的理解【例2】做匀速直线运动的小车上,水平放置一密闭的装有水的瓶子,瓶内有一气泡,如图所示,当小车突然停止运动时,气泡相对于瓶子怎样运动?(1)若在瓶内放一小软木块,当小车突然停止时,软木块相对于瓶子怎样运动?(2)若在瓶内放一小铁块,又如何?3.作用力与反作用力和平衡力的区别【例3】如图所示,在台秤上放半杯水,台秤示数为G′=50 N,另用挂在支架上的弹簧测力计悬挂一边长a=10 cm的金属块,金属块的密度ρ=3×103kg/m3,当把弹簧测力计下的金属块平稳地浸入水中深b=4 cm时,弹簧秤和台秤示数分别为多少?(水的密度是ρ水=103 kg/m3,取g=10 m/s2)【例4】关于马拉车时马与车的相互作用,下列说法正确的是()A.马拉车而车未动,马向前拉车的力小于车向后拉马的力B.马拉车只有匀速前进时,马向前拉车的力才等于车向后拉马的力C.马拉车加速前进时,马向前拉车的力大于车向后拉马的力D.无论车是否运动、如何运动,马向前拉车的力都等于车向后拉马的力牛顿第二定律力学单位制基础知识归纳1.牛顿第二定律(1)内容:物体的加速度与所受合外力成正比,跟物体的质量成反比.(2)表达式:F=ma.(3)力的单位:当质量m的单位是kg、加速度a的单位是m/s2时,力F的单位就是N,即1 kg•m/s2=1 N.(4)物理意义:反映物体运动的加速度大小、方向与所受合外力的关系,且这种关系是瞬时的.(5)适用范围:①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系).②牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况.2.单位制单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制.①基本单位:基本物理量的单位.力学中的基本物理量有三个,它们是长度、质量、时间;它们的国际单位分别是米、千克、秒.②导出单位:由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.3.力和运动关系的分析分析力和运动关系问题时要注意以下几点:1.物体所受合力的方向决定了其加速度的方向,合力与加速度的大小关系是F合=ma,只要有合力,不管速度是大还是小,或是零,都有加速度,只有合力为零时,加速度才能为零,一般情况下,合力与速度无必然的联系,只有速度变化才与合力有必然的联系.2.合力与速度同向时,物体加速,反之则减速.3.物体的运动情况取决于物体受的力和物体的初始条件(即初速度),尤其是初始条件是很多同学最容易忽视的,从而导致不能正确地分析物体的运动过程.典例精析1.瞬时性问题分析【例1】如图甲所示,一质量为m的物体系于长度分别为L1、L2的两根细线上,L1的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为θ,L2水平拉直,物体处于平衡状态.(1)现将L2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度;(2)若将图甲中的细线L1改为质量不计的轻弹簧而其余情况不变,如图乙所示,求剪断L2线瞬间物体的加速度.【拓展1】如图所示,弹簧S1的上端固定在天花板上,下端连一小球A,球A与球B之间用线相连.球B与球C之间用弹簧S2相连.A、B、C的质量分别为m A、m B、m C,弹簧与线的质量均不计.开始时它们都处于静止状态.现将A、B间的线突然剪断,求线刚剪断时A、B、C的加速度.2.应用牛顿第二定律解题的基本方法【例2】一物体放置在倾角为θ的斜面上,斜面固定于加速上升的电梯中,加速度为a,如图所示,在物体始终相对于斜面静止的条件下,下列说法正确的是()A.当θ一定时,a越大,斜面对物体的正压力越小B.当θ一定时,a越大,斜面对物体的摩擦力越大C.当a一定时,θ越大,斜面对物体的正压力越小D.当a一定时,θ越大,斜面对物体的摩擦力越小【拓展2】风洞实验中可产生水平方向的、大小可以调节的风力,先将一套有小球的细杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,如图所示.(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力的大小,使小球在杆上匀速运动,这时所受风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆的动摩擦因数;(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37°并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离x的时间为多少.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)易错门诊3.力和运动的关系【例3】如图所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住物体m,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体一直可以运动到B点,如果物体受到的摩擦力恒定,则()A.物体从A到O加速,从O到B减速B.物体从A到O速度越来越小,从O到B加速度不变C.物体从A到O间先加速后减速,从O到B一直减速运动D.物体运动到O点时所受合力为零牛顿运动定律的应用重点难点突破一、动力学两类基本问题的求解思路两类基本问题中,受力分析是关键,求解加速度是桥梁和枢纽,思维过程如下:二、用牛顿定律处理临界问题的方法1.临界问题的分析思路解决临界问题的关键是:认真分析题中的物理情景,将各个过程划分阶段,找出各阶段中物理量发生突变或转折的“临界点”,然后分析出这些“临界点”应符合的临界条件,并将其转化为物理条件.2.临界、极值问题的求解方法(1)极限法:在题目中如出现“最大”、“最小”、“刚好”等词语时,一般隐含着临界问题,处理此类问题时,应把物理问题(或过程)推向极端,从而使临界现象(或状态)暴露出来,达到尽快求解的目的.(2)假设法:有些物理过程中没有明显出现临界问题的线索,但在变化过程中可能出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答此类题目,一般采用假设法.此外,我们还可以应用图象法等进行求解.典例精析1.动力学基本问题分析【例1】在光滑的水平面上,一个质量为200 g的物体,在1 N的水平力F作用下由静止开始做匀加速直线运动,2 s后将此力换为相反方向的1 N的力,再过2 s将力的方向再反过来……这样物体受到的力大小不变,而力的方向每过2 s改变一次,求经过30 s物体的位移.【拓展1】质量为40 kg的雪橇在倾角θ=37°的斜面上向下滑动(如图甲所示),所受的空气阻力与速度成正比.今测得雪橇运动的v-t图象如图乙所示,且AB是曲线的切线,B点坐标为(4,15),CD是曲线的渐近线.试求空气的阻力系数k和雪橇与斜坡间的动摩擦因数μ.2.临界、极值问题【例2】如图所示,一个质量为m=0.2 kg的小球用细绳吊在倾角为θ=53°的光滑斜面上,当斜面静止时,绳与斜面平行.当斜面以10 m/s2的加速度向右做加速运动时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力.【拓展2】如图所示,长L=1.6 m,质量M=3 kg的木板静放在光滑水平面上,质量m=1 kg的小物块放在木板的右端,木板和物块间的动摩擦因数μ=0.1.现对木板施加一水平向右的拉力F,取g=10 m/s2,求:(1)使物块不掉下去的最大拉力F;(2)如果拉力F=10 N恒定不变,小物块的所能获得的最大速度.易错门诊3.多过程问题分析【例3】如图,有一水平传送带以2 m/s的速度匀速运动,现将一物体轻轻放在传送带上,若物体与传送带间的动摩擦因数为0.5,则传送带将该物体传送10 m的距离所需时间为多少?(取重力加速度g=10 m/s2)超重与失重整体法和隔离法基础知识归纳1.超重与失重和完全失重(1)实重和视重①实重:物体实际所受的重力,它与物体的运动状态无关.②视重:当物体在竖直方向上有加速度时,物体对弹簧测力计的拉力或对台秤的压力将不等于物体的重力.此时弹簧测力计的示数或台秤的示数即为视重.(2)超重、失重和完全失重的比较现象实质超重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力大于自身重力的现象系统具有竖直向上的加速度或加速度有竖直向上的分量失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于自身重力的现象系统具有竖直向下的加速度或加速度有竖直向下的分量完全失重物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力等于零的现象系统具有竖直向下的加速度,且a=g2.连接体问题(1)连接体两个或两个以上存在相互作用或有一定关联的物体系统称为连接体,在我们运用牛顿运动定律解答力学问题中常会遇到.(2)解连接体问题的基本方法整体法:把两个或两个以上相互连接的物体看成一个整体,此时不必考虑物体之间的内力.隔离法:当求物体之间的作用力时,就需要将各个物体隔离出来单独分析.解决实际问题时,将隔离法和整体法交叉使用,有分有合,灵活处理.典例精析1.超重和失重现象【例1】升降机由静止开始上升,开始2 s 内匀加速上升8 m ,以后3 s 内做匀速运动,最后2 s 内做匀减速运动,速度减小到零.升降机内有一质量为250 kg 的重物,求整个上升过程中重物对升降机的底板的压力,并作出升降机运动的v-t 图象和重物对升降机底板压力的F-t 图象.(g 取10 m/s 2)【拓展1】如图所示,小球的密度小于杯中水的密度,弹簧两端分别固定在杯底和小球上.静止时弹簧伸长Δx .若全套装置自由下落,则在下落过程中弹簧的伸长量将( D )A.仍为ΔxB.大于ΔxC.小于Δx ,大于零D.等于零2.整体法和隔离法的应用【例2】如图所示,质量为m =1 kg 的物块放在倾角为θ的斜面上,斜面体质量为M =2 kg ,斜面与物块间的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑,θ=37°.现对斜面体施一水平推力F ,要使物块m 相对斜面静止,力F 应为多大?(设物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g 取10 m/s 2)3.整体运用牛顿第二定律【例3】如图所示,倾角α=30°、质量M =34 kg 的斜面体始终停在粗糙的水平地面上,质量m A =14 kg 、m B =2 kg 的物体A 和B ,由细线通过定滑轮连接.若A 以a =2.5 m/s 2的加速度沿斜面下滑,求此过程中地面对斜面体的摩擦力和支持力各是多少?易错门诊【例4】如图所示,一个质量为M 、倾角为30°的光滑斜面体放在粗糙水平桌面上,质量为m 的小木块从斜面顶端无初速度滑下的过程中,斜面体静止不动.则下列关于此斜面体对水平桌面压力F N的大小和桌面对斜面体摩擦力F f 的说法正确的( )A.F N =Mg +mgB.F N =Mg +43mg C.F f 方向向左,大小为23mg D.F f 方向向左,大小为43mg。
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绥化学院毕业论文牛顿运动定律的建立及其意义姓名学号 *********专业物理学年级2008级指导教师崔金玉副教授Suihua University Graduation PaperEstablishment and its significance of Newtonian sports lawStudent nameStudent number 200851326Major Applied chemistrySupervising teacher CuijinyuSuihua University摘要本文概括的介绍了牛顿运动定律的建立过程及其重要物理意义。
文章首先通过对十七世纪的科学发现进行回顾,分别对牛顿三大定律的建立过程进行阐述。
之后总结了十七世纪以来的物理研究及发现,对牛顿运动定律的意义进行了归纳。
最后对牛顿运动定律的本质进行了概括。
本文不仅对牛顿牛顿运动定律进行了文字阐述,还附加了一些例题及图片说明,使读者更容易理解牛顿运动定律的意义。
在文章的最后部分,本文还举例说明了牛顿运动定律在现实中的应用,充分说了牛顿运动定律的意义。
关键词:牛顿运动定律;建立过程;物理意义AbstractThe paper introduces the establishing process of Newtonian sports law and its physical meaning. Firstly, through to the seventeenth Century scientific findings were retrospectively reviewed, respectively, to the Newtonian three law establishment process are expounded. After summing up since seventeenth Century on the physics research and discovery, of Newton's laws of motion sense are summarized. At the end of Newtonian sports law essence summarized.This paper not only for the Newtonian laws of motion for text elaboration, has also added some examples and explanation, making it easy for readers to understand the significance of Newtonian sports law. In the last part of the thesis, this paper also illustrates the Newtons laws of motion in the real application, fully said the significance of Newtonian sports law.Key word: Newtons laws of motion; Building process; The meaning of physical目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)前言 (1)第1章牛顿运动定律的建立过程 (2)第1节惯性概念的建立 (2)第2节力与运动关系的思想发展 (3)第3节牛顿第三运动定律的发现过程 (4)第4节小结 (4)第2章牛顿运动定律 (6)第1节牛顿第一定律 (6)第2节牛顿第二定律 (7)第3节牛顿第三定律 (8)第3章牛顿运动定律的意义 (9)结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)前言牛顿在《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石,他还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分,被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。
因为牛顿,经典力学又名为“牛顿力学”,而力的单位也叫做“牛顿”,另外,以牛顿命名的数学和科学术语还有“牛顿方程”、“牛顿-莱布尼茨公式”、“牛顿法”、“高斯-牛顿最小二乘法”、“牛顿环”、“非牛顿流体”等。
艾萨克·牛顿爵士是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家,同时也是物理学家、数学家和哲学家。
他在1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律。
这四条定律构成了一个统一的体系,被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”,由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点,并成为现代工程学的基础。
牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜,开启工业革命的大门。
牛顿逝世后被安葬于威斯敏斯特大教堂,成为在此长眠的第一个科学家。
作为经典物理学的奠基人,牛顿为物理学做出了巨大的贡献,没有他,就没有其他人的成就。
牛顿运动定律不仅为他以后的成就奠定了基础也为别人铺平了道路。
牛顿运动定律的建立是物理学的一个重要的里程碑,我们应该熟练的掌握并运用。
第1章牛顿运动定律的建立过程经典物理学以牛顿力学为基础,牛顿力学以牛顿三大运动定律为核心。
牛顿是怎么发现的牛顿三大运动定律,本文将对此作出解释。
第1节惯性概念的建立物理学发展史上,关于运动的研究起始于探讨必然的运动规律,然后转变为探索自然的运动,在这样的追求和探索过程中,通过实验和观察,逐渐归纳出物质运动的规律。
从公元前开始许多的科学家就着手研究并提出自己的物质观和运动观。
泰勒斯学派代表人物阿纳克萨哥拉提出提出宇宙万物起源于“单子”的必然的漩涡运动。
古原子理论奠基人留基伯和德谟克利特认为宇宙万物起源于原子在虚空中的必然的漩涡运动,但是在他们之后的伊壁鸠鲁提出了比他们的研究成果更深刻的理论,他认为除了原子的必然的漩涡运动之外,还存在一种偶然的偏斜运动。
[1]康德在《宇宙发展史概论》中提出原子的偶然偏斜运动的原因是斥力。
伊壁鸠鲁认为:“当原子在虚空里被带向前进而没有东西与他们冲撞时,,它们一定以相等的速度运动”这句话说明原子在虚空中没有受到阻碍(即不受阻力)的情况下,只要没有外界干扰,那么它们会一直等速匀速下去,这实际上就是原子的惯性思想。
这说明了惯性概念开始萌芽了。
亚里士多德在《物理学》一书中把一切运动分为两种:第一种是自然运动,第二种是强制运动。
亚里士多德还对自然运动进行了定义,称被自身推动的运动者是自然地运动的。
物理学史上第一个用严格的科学论证提出惯性律的科学家伽利略在《运动论》手稿中反驳亚里士多德的这种定义,他认为水平面上的物体运动就不具有这种性质,并初步提出惯性概念的想法。
他在《关于两种种新科学的对话》中,通过一个理想实验确实论证了水平面上的直线运动是惯性运动。
他用理想实验进行论证的原因是,现实中的水平直线运动都是有阻力的,只能近似地而不可能无阻力地进行这种实验。
之后的开普勒在研究天体运动规律的时候发现了惯性在天体运动中的作用,他在《行星的原因》认为惯性是一种与重量类似的东西,天体没有它就不会有有一种力量使它们从所在的地方运动。
他还认为所有的物质必须有惯性,只有惯性才能说明运动的差异。
他是从物质惯性质量去理解物质的惯性,但从惯性是物质内在属性的观点所做的发展,却遭到笛卡尔和伽桑狄的反对。
笛卡尔在《哲学原理》中不承认物质之内存在什么属性,而认为客观存在的只有广延,物质或物体不过是一种广延罢了,物质的本质就是广延的。
伽利略、开普勒等人的这些惯性运动概念对牛顿后来的思想都产生了不同程度的影响,而伽利略和笛卡尔的起的影响最大。
但是发现了惯性定律并不代表发现了第一运动定律,牛顿在总结研究前人的研究成果的基础上研究惯性运动及其本质,提出惯性是由物体内在的属性——惯性力或质量决定的,在《自然哲学的数学原理》中提出了著名的牛顿运动第一定律。
第2节力与运动关系的思想发展力与运动的关系一直是物理学研究的基础,而力与机械运动变化的关系是近代物理学学前期发展的基本课题。
从古希腊到牛顿时代,能够沿思辨——定性——定量的顺序进行发展并可用系统的科学实验研究的,只力与机械运动的关系。
[2]古代原子论者伊壁鸠鲁提出思辨的运动观:他说原子运动和变化的原因有三种,一种是由重量引起的向下运动,另一种是由冲撞引起的向上或侧向运动,再一种是原子下落过程中因某种原因出现饿偶然偏斜运动。
他把作用力与速度的变化联系起来。
亚里士多德的的运动观是以作用力和速度比例为特征的,他没有也不可能认识到作用力与速度成比例。
近代物理学起源于批判亚里士多德的运动观,特别是从批判重量与速度成比例关系开始,1590年伽利略做了著名的比萨斜塔实验以雄辩的事实批判了亚里士多德的运动观。
通过实验数据推出自由落下的路程与时间的平方成比例。
从而提出了加速度的概念,发现力与加速度的比例关系,导致落体定律和抛射体运动规律的发现。
笛卡尔在力与加速度关系方面对牛顿有着不可低估的影响。
其一在分析圆周运动和离心力概念上笛卡尔认为圆周运动的物体同时有两种运动倾向,即径向的和切向的。
其二在关于物体碰撞及其规律上,笛卡尔认为,一动体和一定体碰撞,后者的阻力能超过前者的动力,如果二者是软的,动体会变成静止的,如果他们都是硬的,会无运动损失地被反射回去。
此外如果动体的动力大于定体的阻力,二者会一起向前运动,其变化是前后的运动是守恒的。
他由此推广到宇宙范围,认为宇宙中的总动量是不受物体碰撞影响的。
这其实就是弹性碰撞和非弹性碰撞规律及动量守恒定律的雏形。
牛顿在1665年左右,过研究惯性运动的变化与作用力的关系开始注意运动第二定律。
牛顿将保持和打破物体的惯性运动状态的力看作本原的观点,定义力并将力分成外力和内在固有的惯性力两种,这对科学的发展产生了深远的影响。
为例得出适合水平运动和落体运动两种情况的普遍的运动第二定律,牛顿通过磁力作用证明了惯性质量和引力质量等效,从而得出普遍的运动第二定律及其表达式。
第3节牛顿第三运动定律的发现过程牛顿运动第一定律和运动第二定律是关于物体惯性运动和打破惯性运动的定律,但对于一个物体系来说,必然存在作用和反作用或运动传递的问题。
笛卡尔从运动变化的观点和莱布尼茨从活力的观点,分别研究过物体碰撞前后运动量的传递和守恒关系。
而牛顿却从力的观点研究了物体碰撞过程中相互作用的关系。
他早在665——1666年间就认识到二刚体相互碰撞的瞬间,彼此以相等的最大压力或作用力与反作用力相互作用,这标志着运动第三定律已经萌芽。
牛顿后来用图形研究作用力和反作用力是否相等并在同一直线上,终发现了运动第三定律。
牛顿从研究惯性运动时起至最后提出运动三定律,并把这三定律看作一个整体并作为动力学的主要基础对人类科学的发展产生了划时代的影响。