牛顿运动定律及运用
牛顿运动定律及其应用领域
牛顿运动定律及其应用领域运动是我们日常生活中非常常见的现象,而牛顿运动定律则是描述运动规律的基本法则。
牛顿运动定律由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪末提出,至今仍是研究力学的基础。
本文将介绍牛顿运动定律的三个原理以及其在不同领域的应用。
第一定律,也被称为惯性定律。
牛顿的第一定律说明物体的运动状态,或者说动量,不会自发地改变,除非有外力作用于它。
换言之,如果物体处于静止状态,则会保持静止;如果物体在运动状态,则会保持直线运动,并保持恒定的速度和方向。
这一定律揭示了物体的惯性特性,即物体在没有外力作用的情况下依然保持原有状态。
在生活中,牛顿第一定律的应用非常广泛。
举例来说,当你乘坐公共汽车时,如果司机忽然踩下刹车,你会感到向前倾斜的力,这是因为你的身体惯性使你保持了原有的状态。
同样地,当汽车驶过弯道时,你会感到向外侧的力,这也是你的身体惯性在起作用。
第二定律被称为动量定律或运动定律。
牛顿第二定律表明,当有外力作用于物体时,它的加速度正比于作用力,反比于物体的质量。
换言之,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
这一定律可以用以下数学公式表示:F = m × a,其中F代表作用力,m代表物体质量,a代表加速度。
牛顿第二定律在许多实际应用中发挥着重要作用。
例如,工程师和设计师在制造机械、车辆和航空器时必须考虑物体的质量和加速度,以确保物体的稳定性和安全性。
此外,运动员和体育教练也会利用牛顿第二定律来优化体育训练方案,以提高运动员的爆发力和速度。
第三定律被称为作用与反作用定律。
牛顿第三定律指出,任何作用力都会有一个相等大小、方向相反的反作用力。
简而言之,力的作用对作用力物体和反作用力物体都会产生相同大小、方向相反的效果。
这种相互影响的力对被称为力对。
牛顿第三定律的应用在日常生活中普遍存在。
例如,当我们敲打门铃时,门铃会发出声音,这是因为我们手指对门铃施加了一个向下的作用力,而门铃对我们手指施加了一个向上的反作用力。
牛顿三大定律的概念及应用
牛顿三大定律的概念及应用_牛顿三大定律的概念及应用牛顿三大定律是在力学当中重要的定律,在这里,我们一起来回顾学习一下牛顿三大定律的概念解读及其应用。
一、概念及解读1、牛顿第一定律(惯性定律):任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时,总是保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。
解读:力改变物体的运动状态,惯性维持物体的运动状态,直至受到可以改变物体运动状态的外力为止。
2、牛顿第二定律(加速度定律):物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
解读:(1)适用范围:一般只适用于质点的运动。
(2)表达式为:F=kma(k=1)=ma,这是一个矢量方程,注意规定正方向,一般取加速度的方向为正方向。
(3)牛顿第二定律解题常用的两种方法:①合成法;②正交分解法:已知受力情况时,正交分解力;已知运动情况时,正交分解加速度。
3、牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反。
解读:注意相互作用力与平衡力的区别:(1)一对相互作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上、且分别在两个物体上,一定是同性质力。
而一对平衡力是作用在同一个物体上的两个大小相同、方向相反,作用在同一直线上的力,两个力不一定是同性质力。
(2)一对平衡力中的两个力不一定同时存在,可以单独存在,但一对相互作用力同时存在,同时消失。
二、应用例1.(牛顿第一定律)根据牛顿运动定律,以下选项中正确的是( )。
A.人只有在静止的车厢内,竖直向上高高跳起后,才会落在车厢的原来位臵B.人在沿直线匀速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方C.人在沿直线加速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方D.人在沿直线减速前进的车厢内,竖直向上高高跳起后,将落在起跳点的后方答案:C。
解析:AB、除了在静止车厢外,在匀速直线前进的车厢内,跳起后,由于水平方向的惯性,人在水平方向依然保持原来的速度,故也将落在车厢的原来位置。
牛顿的三大运动定律解析与应用
牛顿的三大运动定律解析与应用在物理学领域中,牛顿的三大运动定律是基础且重要的理论,它们对于解释物体运动的规律以及实际应用有着广泛的影响和意义。
本文将对牛顿三大运动定律进行解析,并探讨其在实际生活中的应用。
第一定律:惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明一个物体如果没有受到外力的作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态。
这意味着物体具有惯性,只有外力的作用才能改变其状态。
例如,当我们在车辆急刹车时,坐在车内没有扶持物的人会向前倾斜,这是因为人的身体会继续保持运动状态,反应出牛顿第一定律的特性。
第二定律:动量定律牛顿第二定律是描述物体运动与所受力量之间关系的定律,它表明力等于质量乘以加速度,即F=ma。
这条定律揭示了物体的运动状态如何受到力的作用而改变,并定量地描述了力的效果。
例如,当一个人用力推动一辆停着的自行车,施加在自行车上的力越大,自行车的加速度也越大。
第三定律:作用反作用定律牛顿第三定律也被称为作用反作用定律,它表明任何一个物体施加在另一个物体上的力,都会产生一个大小相等、方向相反的力作用到施力物体上。
简单来说,作用力和反作用力相等且反向。
例如,当我们站在地面上,我们的身体对地面施加一个向下的力,而地面同样也对我们的身体施加一个大小相等、方向相反的向上的力,使我们保持平衡。
三大定律的应用牛顿三大运动定律在实际生活中有着广泛的应用。
以下是几个重要的应用示例:1. 汽车行驶汽车的驱动是基于牛顿第三定律的应用。
当汽车的轮胎与地面产生摩擦力时,地面同样施加相当于摩擦力的反作用力到轮胎上,使汽车能够前进。
2. 跳水运动在跳水运动中,运动员通过牛顿第二定律的应用来控制自己的运动。
通过改变身体的姿势和动作,运动员可以控制自己的质量和加速度,从而实现翻滚和旋转等特定动作。
3. 建筑物工程在建筑物的设计和施工中,需要合理运用牛顿定律来平衡和支撑结构的力。
例如,在高楼建筑中,需要根据物体的重力和受力情况来计算和确定建筑材料的强度和支撑结构。
牛顿运动定律的综合应用
机器人的移动和操作也遵循牛顿第一定律,通过编程控制机器人的运动轨迹和 姿态,实现各种复杂动作。
02
CATALOGUE
牛顿第二定律的应用
牛顿第二定律的基本理解
01
02
03
牛顿第二定律
物体加速度的大小跟它所 受的合力成正比,跟它的 质量成反比,加速度的方 向跟合力的方向相同。
公式
F=ma,其中F代表物体所 受的合力,m代表物体的 质量,a代表物体的加速 度。
轨道力学
火箭发射和卫星入轨需要精确的力学计算,包括牛顿第二定律的应用 ,以确定火箭所需的推力和轨迹。
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牛顿运动定律的综 合应用
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目录
• 牛顿第一定律的应用 • 牛顿第二定律的应用 • 牛顿第三定律的应用 • 牛顿运动定律的综合应用案例
01
CATALOGUE
牛顿第一定律的应用
惯性系与非惯性系
惯性系
一个不受外力作用的参考系,物 体在该参考系中保持静止或匀速 直线运动状态。
非惯性系
一个受到外力作用的参考系,物 体在该参考系中不会保持静止或 匀速直线运动状态。
划船
划桨时水对桨产生反作用力,使船前进。
3
走路
脚蹬地面时,地面给人一个反作用力,使人前进 。
牛顿第三定律在科技中的应用
喷气式飞机
通过燃烧燃料喷气产生反作用力,推 动飞机前进。
火箭推进器
电磁炮
通过电磁力加速弹丸,使其获得高速 ,射出后产生反作用力推动炮身运动 。
火箭向下喷射燃气产生反作用力,推 动火箭升空。
03
转向稳定性
汽车在转弯时,向心力(根据牛顿第二定律)的作用使车辆维持在转弯
牛顿运动定律及其应用
牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律是经典物理学的重要组成部分。
该定律是形成整个物理学的基础,它解释了物体运动的力学规律。
牛顿运动定律不仅有纯理论方面的应用,还有实际物理问题的具体解决方案。
一、牛顿运动定律的概念牛顿运动定律简称牛顿定律,是经典力学中的三个基本定律之一,主要阐述了物体在受力作用下的运动规律。
一般认为牛顿运动定律包含以下三个方面的内容:1. 物体运动状态的惯性,即没有外部力作用时,物体将保持静止或匀速直线运动的状态;2. 物体的加速度大小与作用力成正比,方向与作用力方向相同;3. 物体作用力与反作用力大小相等,方向相反。
二、牛顿运动定律的应用1. 牛顿第一定律的应用牛顿第一定律是运动学与动力学的基础,具有重要的应用价值。
在许多科学技术领域,长时间的恒定作用力是很难实现的。
而且,为了保证精度及可靠性,必须满足设备的高精度、长时间性能稳定等需求。
常常采用惯性运动的概念,即由物体的惯性保持其原来的状态,以达到稳定的效果。
比如说,汽车减速时要离开刹车,将离合器松开,让发动机阻力和车轮的弹性力平衡,这就是利用牛顿第一定律所实现的。
2. 牛顿第二定律的应用牛顿第二定律说明了力与加速度的关系。
任何物体都可以视为质点,即对质量集中在一个点而导致的物体。
它通常被描述为一个物体所受力的大小与速度的变化率成正比。
因此,牛顿第二定律可以被看作是加速度计算的基本公式。
举个例子,当我们想要去提高跳绳的速度时,必须增加绳索的旋转速度,以增加绳上的拉力,使脚踩弹跳更顺畅。
根据牛顿第二定律,物体受力与加速度成正比。
因此,在提高跳绳速度的过程中,我们可以通过应用拉力来增加加速度,从而提高跳绳的速度。
3. 牛顿第三定律的应用牛顿第三定律描述了两个物体之间相互作用的情况。
它表示每个物体受到的作用力与另一个物体施加在其上的相同大小的反作用力相等,方向相反。
举个例子,当人们在游泳时,水对游泳池边的力与离水面很近的空气对人体的相等的反向力是一对牛顿第三定律的作用力和反作用力。
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结
牛顿运动定律及应用例题和知识点总结牛顿运动定律是经典力学的基础,对于理解物体的运动和受力情况具有至关重要的意义。
接下来,让我们一起深入探讨牛顿运动定律的相关知识点,并通过具体的例题来加深对其的理解和应用。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,其内容为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
惯性是物体保持原有运动状态的性质,质量是衡量物体惯性大小的唯一量度。
质量越大,惯性越大,物体的运动状态就越难改变。
例如,在一辆行驶的公交车上,当车突然刹车时,站着的乘客会向前倾。
这是因为乘客原本具有向前的运动惯性,而车的刹车力使车的运动状态改变,但乘客的身体由于惯性仍要保持向前运动的趋势。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律的表达式为:F = ma,其中 F 表示物体所受的合力,m 表示物体的质量,a 表示物体的加速度。
这一定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合力成正比,与物体的质量成反比。
当合力为零时,加速度为零,物体将保持匀速直线运动或静止状态。
例题:一个质量为 2kg 的物体,受到水平方向上大小为 6N 的合力作用,求物体的加速度。
解:根据牛顿第二定律 F = ma,可得 a = F/m = 6/2 = 3m/s²,所以物体的加速度为 3m/s²。
在实际应用中,需要注意合力的计算和方向的确定。
例如,一个物体在斜面上运动,需要将重力分解为沿斜面和垂直斜面的两个分力,然后计算沿斜面方向的合力。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律指出: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。
作用力和反作用力同时产生、同时消失,且性质相同。
比如,当你用力推墙时,墙也会对你施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
例题:一个人在冰面上行走,他向后蹬冰面,冰面对他的反作用力使人向前运动。
如果人对冰面的作用力为 100N,那么冰面对人的反作用力也是 100N。
牛顿三定律及其应用
牛顿三定律及其应用牛顿三定律是经典力学体系中最基本的定律之一,由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出。
这三个定律揭示了物体运动的规律,对于我们理解和解释自然界中的各种现象有着重要的作用。
本文将介绍牛顿三定律的基本内容以及其在现实生活中的应用。
一、牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明一个物体如果没有受到外力的作用,将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说,物体会沿着原来的运动状态继续运动,称为惯性。
只有外力的作用才能改变物体的状态。
例如,当我们骑自行车行驶时,如果突然停车,我们会因为惯性而向前倾斜。
同样地,当汽车突然加速或刹车时,我们身体会有不同程度的向前或向后倾斜。
牛顿第一定律的应用不仅存在于日常生活中,也在工程和科学研究中得到广泛应用。
例如,航天器在外层空间中的自由飞行就是基于牛顿第一定律的应用,太空船的轨道或者航向可以根据物体的惯性来计算和决定。
此外,遵循惯性定律,我们设计和制造各种工具和装置,如惯性导航系统、惯性测量设备等,使它们能够准确地感知和反馈自身位置和方向。
二、牛顿第二定律:力的作用定律牛顿第二定律是力学中的核心定律,它描述了力对物体运动产生的影响。
根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用在物体上的力成正比,反比于物体的质量。
这可以用数学公式表示为 F=ma,其中 F表示作用在物体上的力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
牛顿第二定律的应用非常广泛。
例如,当我们使用力量推动或拉动物体时,可以根据牛顿第二定律来计算所需的力量大小。
在交通工具的设计中,我们可以根据物体的质量和期望的加速度来确定所需的引擎功率。
此外,牛顿第二定律在运动学、力学、航天工程等领域都有广泛的应用,帮助我们预测和解决各种物体运动和相互作用的问题。
三、牛顿第三定律:作用反作用定律牛顿第三定律也称为作用反作用定律,它表明所有的力都是成对出现的,且大小相等、方向相反。
换句话说,对于每一个作用力都有一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
牛顿运动定律的应用与技巧
牛顿运动定律的应用知识点:牛顿运动定律的应用一、牛顿第二定律的作用牛顿第二定律确定了运动和力的关系:加速度的大小与物体所受合力的大小成正比,与物体的质量成反比;加速度的方向与物体受到的合力的方向相同.二、两类基本问题1.从受力确定运动情况如果已知物体的受力情况,可以由牛顿第二定律求出物体的加速度,再通过运动学的规律确定物体的运动情况.2.从运动情况确定受力如果已知物体的运动情况,根据运动学规律求出物体的加速度,结合受力分析,再根据牛顿第二定律求出力.技巧点拨一、从受力确定运动情况1.从受力确定运动情况的基本思路分析物体的受力情况,求出物体所受的合外力,由牛顿第二定律求出物体的加速度;再由运动学公式及物体运动的初始条件确定物体的运动情况.流程图如下: 已知物体受力情况―――→由F =ma 求得a ――――――――――→由⎩⎪⎨⎪⎧ v =v 0+at x =v 0t +12at2v 2-v 02=2ax 求得x 、v 0、v 、t2.从受力确定运动情况的解题步骤(1)确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力分析图.(2)根据力的合成与分解,求合力的大小和方向.(3)根据牛顿第二定律列方程,求加速度.(4)结合物体运动的初始条件,选择运动学公式,求运动学量——任意时刻的位移和速度,以及运动时间等.二、从运动情况确定受力1.从运动情况确定受力的基本思路分析物体的运动情况,由运动学公式求出物体的加速度,再由牛顿第二定律求出物体所受的合外力;再分析物体的受力,求出物体受到的作用力.流程图如下: 已知物体运动情况―――――→由运动学公式求得a ――――→由F =ma确定物体受力2.从运动情况确定受力的解题步骤(1)确定研究对象,对物体进行受力分析和运动分析,并画出物体的受力示意图.(2)选择合适的运动学公式,求出物体的加速度.(3)根据牛顿第二定律列方程,求出物体所受的合力.(4)选择合适的力的合成与分解的方法,由合力和已知力求出待求的力.三、多过程问题分析1.当题目给出的物理过程较复杂,由多个过程组成时,要明确整个过程由几个子过程组成,将过程合理分段,找到相邻过程的联系点并逐一分析每个过程.联系点:前一过程的末速度是后一过程的初速度,另外还有位移关系、时间关系等.2.注意:由于不同过程中力发生了变化,所以加速度也会发生变化,所以对每一过程都要分别进行受力分析,分别求加速度. 例题精练1.(长安区校级模拟)如图所示,质量相同的木块A 、B 用轻质弹簧连接,在平行于斜面的力F 作用下,A 、B 均静止在足够长的光滑斜面上。
牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律的应用牛顿运动定律是经典力学的基石,被广泛应用于各个领域。
它们为我们解释了物体运动的规律,并且在实际生活和科学研究中有着重要的应用。
在本文中,我们将探讨几个关于牛顿运动定律应用的例子,展示这些定律的实际应用和意义。
一、运动中的惯性第一个应用例子是关于运动中的惯性。
牛顿第一定律告诉我们,一个物体如果没有外力作用,将保持其原有的状态,即静止物体保持静止,运动物体保持匀速直线运动。
这就是物体的惯性。
拿我们日常生活中最常见的例子来说,当我们在汽车上突然刹车时,身体会继续保持前进的动力,直到与座椅或安全带接触,才会停下来。
这说明了牛顿第一定律的应用。
如果没有外力的作用,我们会按照惯性继续移动。
二、加速度与力的关系牛顿第二定律是描述物体加速度与施加在物体上的力之间关系的定律。
它告诉我们,物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
运用这一定律,我们可以解释为什么需要施加更大的力来加速一个较重的物体,而用相同大小的力加速一个较轻的物体时,后者的加速度更大。
在我们日常生活中,这个定律的应用非常广泛。
比如,开车时,我们需要踩下油门,施加一定的力来加速汽车。
同时,如果我们要减速或停车,需要踩下刹车踏板,通过施加反向的力来减少汽车的速度。
三、作用力与反作用力牛顿第三定律指出,对于每一个作用力都会有一个同大小、反方向的作用力作用在不同的物体上。
这就是我们常说的“作用力与反作用力”。
这个定律可以解释许多我们生活中的现象。
例如,当我们走路时,脚对地面施加力,地面也会对脚产生同样大小、反方向的力。
这种反作用力推动我们向前移动。
在工程领域中,牛顿第三定律的应用也非常重要。
例如,当一架飞机在空气中飞行时,空气对飞机产生的阻力同时也是飞机推进的力。
这个定律有助于我们设计高效的飞机引擎和减少能源消耗。
四、万有引力定律最后一个应用例子是万有引力定律。
这个定律描述了两个物体之间相互作用的引力大小与它们质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
牛顿三大运动定律
牛顿三大运动定律牛顿是一位伟大的物理学家,他的三大运动定律为我们理解和解释物体运动的规律提供了基础。
这三大定律被广泛应用于物理学和工程学领域,对于理解运动、设计机械设备以及进行工程计算都有着重要的影响。
下面将分别介绍牛顿三大运动定律及其应用。
第一定律:惯性定律。
根据牛顿的惯性定律,一个物体在没有外力作用下,会保持静止或者以恒定速度直线运动。
换句话说,物体会保持不变的运动状态,直到受到外力的作用,这个状态被称为惯性。
举个例子,当一辆汽车急刹车时,乘客会感到向前的惯性力,这是因为车身突然减速,但乘客自身还保持了之前的速度,所以会感到向前的冲击力。
应用上,这个定律在工程计算中非常重要,比如在设计均衡天平时,我们需要考虑到物体保持平衡的惯性力,来保证天平的准确性。
第二定律:力的作用定律。
第二定律是牛顿三大定律中最为广为人知的,它把力和物体的运动联系在一起。
根据这个定律,物体受到的加速度与作用在该物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
简单来说,当施加在物体上的力增加时,物体的加速度也会增加;相反,当物体的质量增大时,所受到的加速度会减小。
数学上,可以用 F=ma 来表示,其中 F 是受力的大小,m 是物体的质量,a 是物体的加速度。
这个定律在工程设计中有着广泛的应用,比如在汽车制造中,根据第二定律可以计算出所需的发动机功率来驱动汽车,从而保证汽车可以达到所需的加速度。
第三定律:作用与反作用定律。
牛顿的第三定律指出,对于每一个作用力都会存在一个相等且反方向的反作用力。
这些力会作用在不同的物体上,这种作用和反作用力的组合被称为“作用-反作用力对”。
举个例子,当我们在桌上敲击一下,我们手掌会感到疼痛,这是因为我们的手掌受到了桌面的反作用力。
应用上,这个定律在工程领域中十分重要。
例如,在火箭发射时,火箭底部的发动机会喷出燃料和火焰,而这个过程中产生的推力会带动火箭向上运动。
当火箭发射时,地面也会受到火箭推力的反作用力,但由于地面质量大,因此我们通常无法察觉到这个反作用力。
牛顿运动定律及其应用
牛顿运动定律及其应用牛顿运动定律是经典力学的基础,描述了物体的运动状态与所受力的关系,对于我们理解自然界中的运动现象和解决实际问题至关重要。
本文将介绍牛顿运动定律的三个基本法则,并探讨其在真实世界中的应用。
一、第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是力学中最基本的原理之一。
它表明一个物体如果没有受到外力作用,将保持静止或匀速直线运动。
简而言之,物体的运动状态保持不变,直到有外力施加在其上。
第一定律的应用非常广泛。
例如,当我们乘坐地铁或电梯时,突然停止时会感到向前倾斜的惯性力。
这是因为我们身体原本具有向前匀速运动的惯性,而突然停止后,身体的速度改变,产生了向前倾斜的力。
二、第二定律:力的等于质量乘以加速度牛顿第二定律是描述物体受力情况的关键定律。
该定律表明物体所受的合外力等于物体的质量乘以加速度。
公式表示为:F = ma,其中F是合外力,m是物体的质量,a是物体的加速度。
第二定律的应用非常广泛。
例如,汽车行驶时,我们需要踩油门增加引擎输入的力,以产生加速度,从而使汽车前进。
根据第二定律的公式,当施加的力增大时,汽车的加速度也随之增加。
三、第三定律:作用力与反作用力牛顿第三定律表明:任何一个作用力都会有一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
简单来说,当一个物体施加力于另一个物体时,这两个物体之间的力是相互作用的,并且大小相等、方向相反。
第三定律的应用广泛且重要。
例如,在滑冰运动中,当滑冰者用力推墙壁时,墙壁会反作用一个力将滑冰者推离墙壁。
这是因为他们之间存在作用力与反作用力的关系。
牛顿运动定律在许多领域有着广泛的应用,包括力学、工程学以及天体物理等。
例如,在交通工程中,通过牛顿运动定律我们可以研究车辆在道路上的行驶状态,优化交通信号灯的配时,提高交通效率。
在航空航天领域,我们可以利用牛顿运动定律计算火箭的推力、轨道和速度,确保宇宙飞船的运行轨迹。
总结起来,牛顿运动定律是力学领域中不可或缺的基础理论。
牛顿运动定律及其应用
maM
N
其中 m aM 就是惯性力. 而 mg 和 N 是真实力.
物体相对于斜面有沿斜面方向的加速度 a '
分析物体受力
当m 滑下时,M 加速度方向如图
解:以斜面为参考系(非惯性系)
mg
沿斜面方向:
mgsin+maMcos=ma'
垂直于斜面方向:
N-mgcos+maMsin=0
(1) 弹簧的弹力
(3) 张力 T,内部的弹力
(2) 静摩擦力
(1) 滑动摩擦力
四、摩擦力 (the force of friction)
垂直于接触面指向对方
四种基本相互作用:
1. 引力相互作用
2. 电磁相互作用
3. 强相互作用
4. 弱相互作用
相对强弱: 强相互作用的强度 = 1,电磁相互作用 ≈ 10-2,弱相互作用≈ 10 -5,引力相互作用≈ 10-38。
1.2 牛顿运动定律及其应用
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1.2.1 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律(惯性定律)
任何物体如果没有力作用在它上面,都将保持静止的或作匀速直线运动的状态。 定义了惯性参考系 定义了物体的惯性和力 惯性系---在该参照系中观察,一个不受力作用的物 体将保持静止或匀速直线运动状态不变. 惯性---物体本身要保持运动状态不变的性质. 力---迫使一个物体运动状态改变的一种作用. (Newtons laws of motion)
解:建坐标
以整个绳子为研究对象,分析受力, 设任意时刻,绳给地面的压力为 N
O
y
l
y
例2: 有阻力的抛体问题 .
己知: 质量为m的炮弹,以初速度v0与水平方向成仰角射出. 若空气阻力与速度成正比, 即
牛顿的三大运动定律
牛顿的三大运动定律牛顿是17世纪英国的一位伟大的物理学家和数学家,他的三大运动定律对于现代物理学的发展起到了重要的推动作用。
这三大运动定律揭示了物体运动的基本规律,对于我们理解和解释自然界中的各种运动现象非常重要。
下面将详细介绍牛顿的三大运动定律及其应用。
第一定律:惯性定律牛顿的第一定律也被称为惯性定律。
它表明,如果一个物体没有受到外力的作用,那么它将保持静止状态或者以恒定速度沿着直线运动。
这个定律可以简单地用公式来表示为:ΣF = 0,其中ΣF表示受力合力,如果ΣF等于零,那么物体的速度将保持不变。
惯性定律可以解释很多现象,比如一个静止的物体为什么不会自发地运动起来,或者一个物体为什么在没有外力作用时保持匀速直线运动。
同时,这个定律还可以帮助我们理解一些特殊现象,比如车上的人在车突然停下来时向前倾斜的原因,或者火车急刹车时物体向后滑动的原因。
第二定律:动量定律牛顿的第二定律也被称为动量定律。
它表明,物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成反比。
用公式表示为:F = ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
动量定律告诉我们,一个物体的运动状态将会随着作用力的改变而改变,当作用力增大时,物体的加速度也会增大,而当质量增大时,物体的加速度则会减小。
这个定律在我们日常生活中有很多应用,比如计算物体所受的力、估算物体的质量以及分析物体的运动状态等。
第三定律:作用与反作用定律牛顿的第三定律也被称为作用与反作用定律。
它表明,任何一个物体施加在另一个物体上的力,都会受到另一个物体对其施加的大小相等、方向相反的力。
即:对于任何作用力F,都会有一个与之大小相等、方向相反的反作用力-F。
作用与反作用定律可以用来解释很多现象,比如划船时船身后退的原因、发射火箭时火箭向上飞的原因等。
此外,作用与反作用定律还可以帮助我们理解交通事故的原因,从而更好地避免事故的发生。
牛顿的三大运动定律是物理学的基础,它们揭示了运动的本质规律。
牛顿运动定律的应用实例
牛顿运动定律的应用实例引言:牛顿运动定律是物理学中最经典的定律之一,它描述了物体在力的作用下的运动状态。
本文将探讨牛顿运动定律在实际生活中的几个应用实例,从而帮助我们更好地理解这一定律的重要性和普适性。
第一部分:惯性和牛顿第一运动定律惯性是指物体保持静止或匀速直线运动的性质。
根据牛顿第一运动定律,物体只有在受到外力作用时才会改变其运动状态。
这个定律的一个实际应用实例是汽车的急刹车。
当司机突然踩下刹车时,车辆会减速并停下来。
这是因为刹车时施加在车轮上的摩擦力,产生了一个与运动方向相反的作用力。
根据牛顿第一定律,车辆的速度发生变化,因为有一个外力作用于它。
如果没有这个摩擦力,车辆将保持之前的速度继续前进,司机将无法停下车辆。
第二部分:牛顿第二运动定律牛顿第二运动定律表明一个物体所受的力与其加速度之间的关系。
其计算公式为F = ma,即力等于物体的质量乘以加速度。
这个定律可以应用于多个实例,其中一个是运动员投掷铅球。
在铅球比赛中,运动员用手臂施加一个向前推的力。
根据牛顿第二定律,运动员施加的力越大,铅球的加速度就越大。
同时,铅球的质量也会影响其加速度。
较重的铅球需要更大的力才能获得相同的加速度。
第三部分:牛顿第三运动定律牛顿第三运动定律说明了力的作用具有相互作用的性质,即每个作用力都有相等大小但方向相反的反作用力。
这个定律可以解释很多现象,其中一个例子是火箭发射。
在火箭发射过程中,燃料燃烧产生的气体通过喷射口向后排出。
根据牛顿第三定律,喷射出的气体会给火箭提供向前的推力,而火箭本身会给排出气体一个向后的反作用力。
这正是火箭能够加速并离开地球表面的原因。
结论:牛顿运动定律是物理学中的基石,对于理解和描述物体在力的作用下的运动行为起着重要作用。
本文介绍了牛顿运动定律在实际生活中的几个应用实例,包括汽车的急刹车、运动员投掷铅球以及火箭发射。
通过这些实例,我们可以更清楚地理解和应用牛顿运动定律,从而更好地认识物理世界中的运动规律。
牛顿运动定律在实际中的应用
牛顿第三定律在田 径运动中的应用: 运动员在跳跃或投 掷项目中,通过施
加相反方向的力 (例如在跳高时的 起跳和摆腿力量) 来增加垂直方向上 的加速度,从而跳 得更高或投得更远。
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牛顿运动定律在 田径运动中的综 合应用:在长距 离跑项目中,运 动员通过保持恒 定的速度和加速 度,以最少的能 量消耗完成比赛。
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牛顿第一定律:物 体在无外力作用下, 将保持静止或匀速 直线运动状态。
牛顿第二定律:物 体加速度的大小与 作用力成正比,与 物体的质量成反比。
牛顿第三定律:作 用力和反作用力大 小相等,方向相反, 作用在同一条直线 上。
动作捕捉技术:利用牛顿运动定律进行演员的动作捕捉,实现逼真的动画效果。
特效制作:利用牛顿运动定律模拟自然现象,如爆炸、烟雾等,增强电影的视觉 效果。
角色动画:通过牛顿运动定律对角色进行骨骼绑定和动画制作,使角色动作更加 自然流畅。
场景设计:利用牛顿运动定律进行场景的物理模拟,如重力、碰撞等,增强场景 的真实感。
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牛顿第一定律:游泳者在水中前进时,由于受到水的阻力,需要施加一个力来克服阻力, 使身体持续向前移动。
牛顿第二定律:游泳者在加速游动时,需要施加更大的力来克服阻力,使身体加速前进。
牛顿第三定律:游泳者在游动时,需要保持身体的平衡,以保持稳定的前进速度和方向。
牛顿万有引力定律:在水中保持浮力平衡,通过调整身体的姿态和呼吸来控制身体的位置 和深度。
牛顿运动定律在机械制造中的应用,如机器的设计、制造和优化。 机器的运转和控制系统,如自动化生产线和机器人,都基于牛顿运动定律。 机械制造中使用的各种工具和设备,如机床、刀具和夹具,都受到牛顿运动定律的支配。 机械制造中的质量控制和误差分析,也涉及到牛顿运动定律的应用。
牛顿运动定律及应用
牛顿运动定律及应用牛顿运动定律是描述物体运动的重要定律,由于其普适性和准确性,被广泛应用于各个领域。
本文将分别介绍牛顿三大运动定律及其应用。
第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,它表明如果物体处于静止状态,将会继续保持静止;如果物体处于运动状态,将会一直保持匀速直线运动,除非受到外力的作用。
这意味着物体的状态不会自发地改变,需要外力才能改变其状态。
根据惯性定律,我们可以解释很多现象。
例如,当我们乘坐地铁突然停下时,我们会出现向前倾的情况,这是因为我们的身体具有惯性,继续保持了前进的状态。
同样地,当我们乘坐车辆转弯时,身体会向外侧倾斜,这是因为车辆的转弯力改变了我们的运动轨迹。
第二定律:运动定律牛顿第二定律是描述物体运动状态的定律。
它可以用数学公式表达为:F = ma,其中F表示物体所受合外力的大小,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
该定律指出,物体的加速度与外力的大小和物体的质量成正比,与物体的质量有反比关系。
这一定律在实际生活中有着广泛的应用。
例如,我们常常使用这一定律来计算车辆的加速度。
汽车行驶时所受到的驱动力与车辆的质量成正比,与车辆的加速度成正比。
根据这一定律,我们可以调整驱动力的大小,以控制车辆的加速度,使其达到理想的速度。
第三定律:作用反作用定律牛顿第三定律,也被称为作用反作用定律,它指出对于任何一个物体而言,它所受到的力的作用和另一个物体所受到的力的作用大小相等,方向相反。
换句话说,相互作用的两个物体之间的力是相互的。
这一定律在日常生活中有很多应用。
例如,当我们划船时,我们用桨划水时向后推,水对桨的阻力向前推,使船向前运动。
同样地,当我们走路时,我们用脚对地面施加力,地面同样会对我们施加反作用力,推动我们前进。
这一定律也解释了火箭的推进原理,火箭喷出的燃料气体向后推,火箭本身则会向前运动。
综上所述,牛顿运动定律是物理学中重要的基本定律,它们描述了物体运动的规律。
通过牛顿三大运动定律的应用,我们可以更好地理解并解释许多自然现象和日常生活中的运动情况。
1. 牛顿运动定律在生活中有哪些应用?
1. 牛顿运动定律在生活中有哪些应用?关键信息项:1、牛顿运动定律的具体内容2、生活中的常见场景3、具体应用案例4、应用带来的影响和效果1、牛顿运动定律的具体内容11 牛顿第一定律,又称惯性定律,任何物体都要保持匀速直线运动或静止的状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
12 牛顿第二定律,物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且加速度的方向跟作用力的方向相同。
13 牛顿第三定律,相互作用的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,且作用在同一条直线上。
2、生活中的常见场景21 交通运输领域,如汽车、火车、飞机等的运行。
22 体育运动项目,如跑步、跳远、跳高、投掷等。
23 日常物品的使用,如家具的移动、电器的操作等。
3、具体应用案例31 在汽车制动方面,当司机踩下刹车踏板时,刹车系统产生的摩擦力使汽车减速。
根据牛顿第二定律,加速度与作用力成正比,与质量成反比。
通过合理设计刹车系统,增大摩擦力,从而在较短的距离内使汽车停下来,保障行车安全。
32 在体育运动中的跳远项目中,运动员通过助跑获得一定的速度,然后起跳。
起跳时,脚蹬地产生的反作用力推动身体向前上方运动。
根据牛顿第三定律,地面对运动员的作用力等于运动员对地面的作用力。
同时,运动员在空中的运动轨迹遵循牛顿第一定律,保持惯性运动,直到受到重力和空气阻力的影响改变运动状态。
33 当我们推动一个较重的家具时,需要施加较大的力。
根据牛顿第二定律,家具的质量越大,要使其产生相同的加速度,所需的力就越大。
而当我们停止推动时,家具会由于惯性继续向前滑动一段距离。
4、应用带来的影响和效果41 在交通运输领域,牛顿运动定律的应用使得交通工具的设计更加科学合理,提高了运输效率和安全性。
42 体育运动中,运动员利用牛顿运动定律可以更好地掌握技巧,提高比赛成绩。
43 在日常生活中,对牛顿运动定律的理解有助于我们更有效地操作和使用各种物品,避免不必要的损伤和危险。
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。
牛顿运动定律与应用
牛顿运动定律与应用牛顿运动定律是经典力学的基石,描述了物体在受力下的运动规律。
它由英国科学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,至今仍然被广泛应用于物理学和工程学的领域。
本文将详细介绍三条牛顿运动定律及其在现实生活中的应用。
一、第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
换句话说,物体的运动状态会保持不变,直到受到外力的干扰。
这是因为物体具有惯性,即物体会继续保持其运动状态,无论是静止还是以恒定速度直线运动。
惯性定律在实际生活中的应用非常广泛。
举个简单的例子,在车辆行驶过程中,当司机急刹车时,乘客会因为惯性而向前倾斜。
这是因为车辆突然减速,但乘客的身体仍然具有惯性,继续向前运动,直到与座位接触。
另外一个例子是,我们在火车上投掷一个物体,它会在空中保持匀速直线运动,直到受到重力等外力的作用。
二、第二定律:动量定律牛顿第二定律,也被称为动量定律,描述了物体的加速度与物体所受合外力成正比的关系。
即物体所受的合外力等于物体的质量乘以加速度。
这一定律可以用以下公式表示:F = ma。
第二定律成为许多实际应用的基础。
例如,汽车的加速和制动是基于第二定律的原理,引擎产生的动力通过施加力来推动汽车加速或减速。
同样地,投掷物体的运动轨迹也可以通过第二定律来解释。
投掷力所产生的加速度使物体偏离直线运动,形成抛物线轨迹。
三、第三定律:作用反作用定律牛顿第三定律,也被称为作用反作用定律,指出任何一个作用力都会引起另一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
这意味着作用力与反作用力总是成对出现,并且同时作用于不同的物体上。
第三定律在现实世界中有许多重要的应用。
一个常见的例子是火箭发射。
当火箭喷出废气时,废气向下方喷出获得向上的推力,推动火箭升空。
这是因为喷气产生的向下的反作用力推动了火箭向上。
同样地,坐船时,人们可以看到划桨时水的反向推动力。
结论牛顿运动定律是物理学中最基本和重要的定律之一。
牛顿运动定律的实际应用
牛顿运动定律的实际应用牛顿运动定律是经典力学的基础,它对我们生活中的许多现象和技术应用都具有重要的指导意义。
本文将从不同角度探讨牛顿运动定律的实际应用。
一、牛顿第一定律在交通运输中的应用牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指明了物体在没有受到外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
这一定律在交通运输中有着广泛的应用。
举个例子,当一辆汽车在高速行驶时,如果突然刹车,乘车人员会因惯性律定的作用而前倾,因为车上的人物并未得到与车身一致的减速。
这就解释了为什么在紧急刹车时,乘客会感到身体向前倾的现象。
二、牛顿第二定律在机械工程中的应用牛顿第二定律是指物体受力的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体质量成反比。
这一定律在机械工程中的应用非常广泛。
例如,当我们使用各种机械设备时,都离不开受力的分析以及合力的计算。
通过运用牛顿第二定律,我们可以确定机械设备所需要的驱动力大小,从而保证工程机械正常运转。
三、牛顿第三定律在航天工程中的应用牛顿第三定律是指任何一个物体受到的力都有一个等大而方向相反的作用力。
这一定律在航天工程中的应用尤为显著。
在火箭发射过程中,牛顿第三定律解释了为什么火箭能够推进。
火箭喷射出的废气作为一种反作用力,向后推动火箭本身,从而使火箭向前加速。
四、牛顿运动定律在体育运动中的应用牛顿运动定律在体育运动中也有着广泛的应用。
比如,在田径运动中,运动员发力跳远时,根据牛顿第三定律,他们在离地之前会用力蹬地,产生向上的反作用力,从而达到更高的起跳高度。
此外,在游泳比赛中,泳手腿部的蹬水动作也是应用了牛顿运动定律。
蹬水时,泳手的脚通过向后蹬水产生反作用力,推动泳手向前快速游进。
总结:通过以上几个方面的实际应用,我们可以看到牛顿运动定律在交通运输、机械工程、航天工程和体育运动等领域具有重要的作用。
不仅深化了我们对经典力学的理解,更为科学技术的发展提供了指导和支持。
结尾,牛顿运动定律的实际应用不仅局限于上述领域,还延伸到更广泛的领域,如建筑工程、电子通讯等。
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牛顿运动定律及运用1★★牛顿第一定律一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。
(a)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持(b)定律说明了任何物体都有惯性(c)不受力的物体是不存在的牛顿第一定律不能用实验直接验证。
但是建立在大量实验现象的基础之上,通过思维的逻辑推理而发现的。
它告诉了人们研究物理问题的另一种新方法通过观察大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律.(*)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能简单地认为它是牛顿第二定律不受外力时的特例,牛顿第一定律定性地给出了力与运动的关系,牛顿第二定律定量地给出力与运动的关系.2.惯性物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质(1)惯性是物体的固有属性即一切物体都有惯性与物体的受力情况及运动状态无关因此说,人们只能“利用”惯性,而不能“克服”惯性。
(2)质量是物体惯性大小的量度.★★★3.牛顿第二定律物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比加速度的方向跟合外力的方向相同,表达式∑=maF(1)牛顿第二定律定量揭示了力与运动的关系,即知道了力,可根据牛顿第二定律,分析出物体的运动规律反过来,知道了运动,可根据牛顿第二定律研究其受力情况为设计运动,控制运动提供了理论基础。
(2)对牛顿第二定律的数学表达式∑=maF∑F是力,ma是力的作用效果,特别要注意不能把ma看作是力. (3)牛顿第二定律揭示的是力的瞬间效果即作用在物体上的力与它的效果是瞬时对应关系力变加速度就变力撤除加速度就为零注:力的瞬间效果是加速度而不是速度.(4)牛顿第二定律∑=maF∑F是矢量,ma也是矢量,且ma与∑F的方向总是一致的∑F可以进行合成与分解ma 也可以进行合成与分解,同样遵循矢量的预算法则。
(5)对牛顿第二定律的说明。
I .公式mF a ∝ 或者ma F ∝ 写成等式就是k m a F =(采用国际单位制时,1=k )在应用公式F =ma 进行计算时,F 、m 、a 的单位必须统一为国际单位制中相应的单位。
II .牛顿第二定律的性质。
(i ). 同一性物体只能有一种运动状态,而决定物体运动状态的只能是物体所受的合力,而不能是其中一个力或几个力,我们把物体运动的加速度和该物体所受合力的这种对应关系叫牛顿第二定律的同一性。
(ii) . 瞬时性物体运动的加速度随合力的变化而变化,存在着瞬时对应的关。
F =ma 对运动过程中的每一瞬间成立,某一时刻的加速度大小总跟那一时刻的合外力大小成正比,即有力的作用就有加速度产生。
外力停止作用,加速度随即消失,在持续不断的恒定外力作用下,物体具有持续不断的恒定加速度。
外力随着时间而改变,加速度就随着时间而改变。
(iii) . 矢量性从前面问题中,我们也得知加速度的方向与物体所受合外力的方向始终相同,合外力的方向即为加速度的方向。
作用力F 和加速度a 都是矢量,所以牛顿第二定律的表达式F =ma 是一个矢量表达式,它反映了加速度的方向始终跟合外力的方向相同,而速度的方向与合外力的方向无必然联系。
(iv) . 独立性——力的独立作用原理① 物体受到几个力的作用时,每个力各自独立地使物体产生一个加速度,就像其他力不存在一样,这个性质叫做力的独立作用原理。
② 对力的独立作用原理的认识a .作用在物体上的一个力,总是独立地使物体产生一个加速度,与物体是否受到其他力的作用无关。
b .作用在物体上的一个力产生的加速度,与物体所受到的其他力是同时作用还是先后作用无关。
c .物体在某一方向受到一个力,就会在这个方向上产生加速度。
这一加速度不仅与其他方向的受力情况无关,还和物体的初始运动状态无关。
d .如果物体受到两个互成角度的力1F 和2F 的作用,那么1F 只使物体产生沿1F 方向的加速度m F a 11=,2F 只使物体产生沿2F 方向的加速度mF a 22=。
在以后的学习过程中,我们一般是先求出物体所受到的合外力,然后再求出物体实际运动的合加速度。
③ 牛顿第一定律说明维持物体的速度不需要力,改变物体的速度才需要力。
牛顿第一定律定义了力,而牛顿第二定律是在力的定义的基础上建立的,牛顿第一定律是研究力学的出发点,是不能用牛顿第二定律代替的,也不是牛顿第二定律的特例。
(6) . 利用牛顿第二定律解题的一般方法和步骤(1)明确研究对象(2)进行受力分析和运动状态分析,画出示意图(3)求出合力∑F(4)由∑=ma F 列式求解。
(7)力和运动的关系①物体受合外力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态,即⇒=∑0F ∑=0a 或常数)(,0C v v == ②物体所受合外力不为零时,产生加速度,物体做变速运动即00≠⇒≠∑∑a F 或0≠∆v③若合外力恒定,则加速度大小、方向都保持不变,物体做匀变速运动,匀变速运动的轨迹可以是直线,也可以是曲线。
即∑∑=⇒=))((常数常数m Ca C F 或)(常数k v =∆ ④物体所受恒力与速度方向处于同一直线时,物体做匀变速直线运动。
⑤根据力与速度同向或反向,可以进一步判定物体是做匀加速直线运动或匀减速直线运动;⑥若物体所受恒力与速度方向成角度,物体做匀变速曲线运动。
⑦物体受到一个大小不变,方向始终与速度方向垂直的外力作用时,物体做匀速圆周运动。
此时,外力仅改变速度的方向,不改变速度的大小。
即合力永不做功。
⑧物体受到一个与位移方向相反的周期性外力作用时,物体做机械振动。
表1给出了几种典型的运动形式的力学和运动学特征。
综其所述:判断一个物体做什么运动,一看受什么样的力,二看初速度与合外力方向的关系。
力与运动的关系是基础,在此基础上,还要从功和能、冲量和动量的角度,进一步讨论运动规律。
牛顿第二定律是动力学的基础,也是经典力学的基础,所有动力学的公式都可以由牛顿第二定律通过微积分推导。
4.★牛顿第三定律与单位制两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一直线上。
(1)牛顿第三运动定律指出了两物体之间的作用是相互的,因而力总是成对出现的,它们总是同时产生,同时消失。
作用力和反作用力总是同种性质的力。
*这里的“总是”是强调对于任何物体,在任何条件下,这两个相等的关系都成立。
①不管物体大小形状如何。
例如大物体与大物体之间,或大物体与小物体之间,还是任何形状的物体之间,其相互作用力总是大小相等。
②不管物体的运动状态如何。
例如静止的物体之间,运动的物体之间或静止的物体与运动的物体之间的相互作用力总是大小相等的。
③作用力与反作用力的产生和消失是同时的。
因为两者中若有一个产生或消失,则另一个必须同时产生或消失,否则其间的相等关系就不成立了。
认为作用力与反作用力的产生有先后的说法是不对的。
(2)作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上,各产生其效果,相对独立,不可叠加。
(3)牛顿第三定律揭示了力的作用的相互性,即两个物体间只要有力的作用,就必然成对出现作用力和反作用力。
同学们在学习中应注意体会甲对乙、乙对甲的这种对应的相互作用关系。
求解某力的大小与方向时,可以通过转换研究对象分析该力的反作用力来求解。
(4)二力平衡定义如果作用在同一个物体上的两个力的大小相等、方向相反并作用在同一条直线上且其合力为零,则此二力即为一对平衡力。
(5)平衡力与作用力和反作用力的区别。
①一个力与它的反作用力一定是同种性质的力,例如作用力若是弹力,则反作用力也一定是弹力;若作用力是摩擦力,则反作用力也一定是摩擦力等。
而一个力与它的平衡力可以是相同性质的力,也可以是不同性质的力。
②一个力与它的反作用力分别作用在发生相互作用的两个物体上,即受力物体不同;而一个力与它的平衡力必须同时作用在同一个物体上,即受力物体相同。
③一个力必有其反作用力,作用力与反作用力是同时产生、同时存在、同时消失的;而一对平衡力可以是其中一个力消失,另一个力仍存在。
④作用力与反作用力所产生的效果不能相互抵消而一对平衡力作用在同一物体上产生的效果恰好是相互抵消的。
作用力、反作用力与一对平衡力的比较表。
内容作用力和反作用力二力平衡受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系相互依赖,不可单独存在,同时产生,同时变化,同时消失无依赖关系,撤除一个,另一个可依然存在,只是不再平衡叠加性两力作用效果不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零力的性质一定是同性质的力可以是同性质的力,也可以不是同性质的力大小方向大小相等、方向相反、作用在一条直线上大小相等、方向相反、作用在一条直线上注:总结牛三定律i.牛顿三个运动定律的区别与联系牛顿第一定律牛顿第二定律牛顿第三定律区别公式F ma=合F F'=-意义加深了对力的认识,指出了力是物体运动状态发生改变的原因,即力是产生加速度的原因揭示了加速度是力作用的结果,揭示了力、质量、加速度的定量关系揭示了物体间力的作用的相互性,明确了相互作用力的关系研究方法根据理想实验归纳总结得出,不能直接用实验验证用控制变量法研究F、m、a之间的关系,可用实验验证由实验现象归纳总结得出,可用实验验证联系牛顿三个定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出ii.牛顿第三定律建立的物理意义牛顿第一、第二定律是对单个物体(质点)而言的,只解决了一个物体运动规律的问题。
但自然界中物体是相互联系、相互影响、相互作用的,一个物体在受其他物体力的作用的同时也会对其他物体有力的作用,不讨论物体间的相互作用就不能较全面地认识物体的运动规律,也就无法解决现实中的许多问题。
因此,只有牛顿第一、第二定律还不够,必须加上牛顿第三定律才能构成比较全面地反映机械运动的一套定律。
(6)单位制(I)基本单位所选定的基本物理量的单位。
①物理学中,共有七个物理量的单位被选定为基本单位。
②在力学中,选定长度、质量和时间这三个物理量的单位为基本单位。
长度的单位有厘米(cm)、米(m)、千米(km)ect.质量的单位有克(g)、千克(kg)ect.时间的单位有秒(s)、分(min)、小时(h)ect.( 2)导出单位根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系,推导出的物理量单位。
从根本上说,所有的物理量都是由基本物理量构成的,在力学范围内,所有的力学量都是由长度、质量和时间这三个基本物理量组成的,因此基本物理量的单位选定也就决定了其他导出物理量的单位。
(3)单位制基本单位和导出单位的总和叫做单位制。
由于基本单位的选择不同,历史上力学中出现了厘米、克、秒制和米、千克、秒制两种不同的单位制,工程技术领域还有英尺、秒、磅制等单位制。
(7)国际单位制(1)国际单位制1960年第11届国际计量大会制订了一种国际通用的、包括一切计量领域的单位制,叫做国际单位制,其法文简称为SI。