牛顿三个运动定律的区别与联系
牛顿第一、三定律
第九讲牛顿三大定律一、两种观点①亚里士多德:力是维持物体运动的原因。
(错误)②伽利略:物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因。
(正确)二、伽利略理想斜面实验每次从斜面1静止释放小球,小球都会在斜面2上上升到同样的高度,即使降低斜面2的倾角,小球总是能够上升到同样的高度。
可以想象,当倾角为零时,小球再也达不到原来的高度,而沿水平导轨一直运动下去。
(该实验在现实中很难完成,因为不可避免的存在摩擦力)推论:一切运动着的物体在没有受到阻力作用的时候,它的速度保持不变,并且一直运动下去。
即物体的运动不需要力来维持。
三、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,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2、意义:①揭示了物体不受力时的运动状态,即静止或匀速直线运动状态;②明确了力与运动的关系,即物体的运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因;③指出了物体具有保持原来运动状态的性质——惯性;④“不受力”与“所受合外力为零”是两种等效..的状态,但又不能说完全一样。
四、惯性:物体都具有保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
注意:①一切物体都具有惯性.........;(因为自然界并不存在没有质量的物体)②惯性是物体的固有属性..........,跟物体是否受力以及物体的运动状态无关;③质量是物体惯性大小的唯一量度..............:质量越大,惯性越大;④惯性不是力,不能说物体受到了惯性力的作用....................;⑤惯性只有大小,没有方向,但惯性不是标量......。
(惯性是一种性质,不是物理量)→→→三、牛顿第三定律1、内容:两个物体的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。
2、相互作用力和平衡力的区别与联系:作用力与反作用力二力平衡相同点大小相等、方向相反、作用在同一条直线(等大、反向、共线)不同点性质一定是同一性质的力可以不是同一性质的力对象两个物体(异物)一个物体(同物)叠加不可以叠加,不可以相互抵消可以叠加、可以相互抵消产生具有同时性不具有同时性作用力与反作用力平衡力∙NFG∙NFF∙∙。
牛顿的三大运动定律包括
牛顿的三大运动定律包括:一切物体在不受外力的情况下,总保持静止或匀速直线运动状态(惯性定律);物体运动的加速度与物体所受合外力成正比,与物体质量成反比,加速度方向与合外力方向相同(加速度定律);两个物体间的作用力与反作用力在同一条直线上,大小相等,方向相反(作用力与反作用力定律)。
运动三定律虽以英国著名物理学家、天文学家、数学家牛顿(I.Newton ,1643-1727)的名字命名,但它是历史上许多科学家长期探索的结晶。
1684年,牛顿集成并发展了前人的研究成果,科学、系统地定义了惯性定律、加速度定律、作用力与反作用力定律,合称运动三定律。
快速导航∙ 关系表外文名 Newton's laws of motion 提出者 艾萨克·牛顿 中文名 牛顿运动定律提出时间 17世纪后期 应用学科 物理学目录∙1概况 ∙2内容 ∙ 第一定律 ∙ 第二定律 ∙ 第三定律 ∙3适用范围 ∙4创立意义 ∙5守恒定律 ∙ 6牛顿简介1 概况物理泰斗艾萨克·牛顿。
在应用牛顿定律之前,必需先将物体理想化为质点。
所谓“质点”是指物理学中理想化的模型,在考虑物体的运动时,将物体的形状、大小、质地、软硬等性质全部忽略,只用一个几何点和一个质量来代表此物体。
质点模型适用的范围是当与分析所涉及的距离相比较,物体的尺寸显得很微小,或我们只考虑物体受的外力,物体本身的内部结构、形变、旋转、温度等对于分析并不重要。
举例而言,在分析行星环绕恒星的轨道运动时,行星与恒星都可以被理想化为质点。
原初版本的牛顿运动定律只适用于描述质点的动力学,不具有足够功能来描述刚体与可变形体的运动。
1750年,欧拉在牛顿定律的基础上,推导出能够应用于刚体的欧拉运动定律。
后来,这定律又被应用于假定为连续介质的可变形体。
假若用一群离散质点的组合来代表物体,其中每一个质点都遵守牛顿定律,则可以从牛顿定律推导出欧拉运动定律。
不论如何,欧拉运动定律可以直接视为专门描述宏观物体运动的公理,与物体内部结构无关。
牛顿第三运动定律
2. 将弹簧测力计的一端固定在一个物体上,另一端连接到另一个物体上。
实验步骤和结果分析
3. 对其中一个物体施 加一个推力或拉力, 观察弹簧测力计的读 数变化。
5. 分析实验数据,判 断相互作用力是否满 足等值反作用力的关 系。
4. 记录弹簧测力计在 不同推力或拉力下的 读数。
牛顿第三定律与第二定律相互补 充,共同构建了经典力学的基础。
第二定律描述了力对物体运动状 态改变的作用,而第三定律揭示了这Fra bibliotek作用中力的相互性。
第三定律为第二定律提供了完整 和准确的力学模型,使我们能更
深入理解力的作用机制。
三大定律的内在联系和相互支持
牛顿三大定律相互依存,共同构建了 一个完整和一致的力学体系。
牛顿第三运动定律
目 录
• 牛顿第三运动定律的概述 • 牛顿第三运动定律的物理意义 • 牛顿第三运动定律的实验验证 • 牛顿第三运动定律的推广和局限 • 牛顿第三运动定律与牛顿第一、第二定律的关
系
01
牛顿第三运动定律的概 述
定律的内容
内容
对于每一个作用,总有一个等量 且反方向的反作用。
解释
当一个物体对另一个物体施加一 个力时,这个力会引发一个大小 相等、方向相反的反作用力。
在非惯性参考系中,牛顿第三定律仍然成立,但需要将惯性 力也考虑在内。例如,当一个物体在加速行驶的汽车上滑动 时,除了受到支持力和摩擦力外,还会受到与摩擦力方向相 反的惯性力作用。
对微观世界的适用性
在微观世界中,由于量子效应和不确定性原理的影响,牛 顿第三定律的适用性受到限制。在量子力学中,力的作用 是通过交换粒子来实现的,而不是直接作用在物体上。
牛顿运动定律
er
m1
Fr m2
重力 P mg 矢量式 P mg
g 重力加速度
比 萨 斜 塔
重力加速度和质量无关
F
G
Mm
R2
P mg
g
G
M R2
9.80m/s2
讨论:
万有引力公式只适用于两 质点。
一般物体万有引力很小, 但在天体运动中却起支配 作用。
二、弹性力 (elastic force) 物体发生弹性变形后,内部产生欲恢复形变的力。 常见的有:弹簧的弹力、绳索间的张力、压力、支
a
F 1 a1
aF22aF3 3
Fi ai
4.此式为矢量关系,通常要用分量式:
Fx ma x
Fy ma y
F ma
Fn man
三、牛顿第三定律 (Newton’s Third Law)
作用力与反作用力总是大小相等、
方向相反,作 用在同一条直线上。 F12 F21
★已做和待做的工作:
• 弱、电统一:1967年温伯格等提出理论 1983年实验证实理论预言
• 大统一(弱、电、强 统一): 已提出一些理论,因目前加速器能量不够
而无法实验证实。
• 超大统一:四种力的统一
电弱相互作用
强相互作用
“超大统一”(尚待实现)
万有引力作用
2.4 牛顿定律的应用举例
应用牛顿定律解题的基本方法
动量为 mv 的质点,在合外力的作用下,其动量
随时间的变化率等于作用于物体的合外力。
表达式:
F合外
dp dt
或: F合外 ma
当
牛顿运动定律与加速度的计算
牛顿运动定律与加速度的计算首先,我们需要理解牛顿运动定律。
牛顿的第一运动定律,也称为惯性定律,表明如果对一个物体不施加任何外力,那么它会保持在静止状态,或者以恒定速度在线性运动。
第二定律强调了力与加速度的直接关系,表明力等于质量乘以加速度(F=ma)。
第三定律,也被称为作用力和反作用力原理,表明每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
接下来,我们着重看一下第二定律。
在这个定律中,力,质量和加速度是三个密切相连的变量。
这一定律所表述的内容实际上可以用来计算加速度,也就是变动速度的快慢。
依照公式F=ma,加速度a=F/m,即力F除以质量m。
现实生活中,我们可以将牛顿第二定律用来计算加速度。
例如,如果你正在推一个物体,你施加的力越大,且对象的质量不变,那么对象的加速度就越大。
相反,如果你施加同样大小的力在质量更大的物体上,那么加速度就会相应减小。
例如,我们考虑一个物体质量是5千克,我们对它施加的力是10牛顿。
根据牛顿定律,我们可以计算出这个物体的加速度。
按照公式a=F/m,加速度a就等于10牛顿除以5千克,结果是2米/秒^2。
这就意味着,物体的速度每隔一秒就会增加2米/秒。
当然,同一个力在不同的质量下,加速度示是会有所不同。
假如我们有两个物体,一个质量为5千克,另一个为10千克。
在同样是施加10牛顿的力下,5千克的物体的加速度为2米/秒^2,而10千克的物体的加速度就降低为1米/秒^2。
通过这些例子,我们可以看出牛顿运动定律的实际运用,尤其是第二定律如何帮助我们理解和计算加速度。
理解牛顿的运动定律以及如何应用这些定律进行计算,将帮助我们更好地理解世界,以及身边发生的各种物理现象。
牛顿运动定律,尤其是第二定律,为我们提供了理解力和运动之间关系的一个极其重要的框架。
最后,需要强调的是,虽然牛顿的运动定律在大多数情况下已经足够准确,但在极高速(接近光速)或微观领域(例如原子和亚原子颒域)的问题上,我们需要使用更复杂的理论——相对论和量子力学来处理。
动力学的规律解析牛顿第二定律和第三定律
动力学的规律解析牛顿第二定律和第三定律动力学的规律解析:牛顿第二定律和第三定律从古至今,牛顿力学一直是研究物体运动规律的基础。
其中,牛顿三大定律是力学研究中最基本的定律,其中第二定律和第三定律尤为重要。
本文将对牛顿第二定律和第三定律进行深入解析,带您探究动力学中的规律。
一、牛顿第二定律的概念及描述牛顿第二定律是描述物体运动与施加力之间关系的定律。
它可以用以下公式来表示:F = m.a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。
该定律表明,物体的加速度与作用在物体上的合力成正比,与物体的质量成反比。
牛顿第二定律的实际意义在于,当一个物体受到某种力时,它将按照与施加力成正比的加速度进行运动。
同时,在一定质量的物体下,合力越大,加速度也越大。
二、牛顿第二定律的应用与例子牛顿第二定律不仅在理论上有重要意义,也广泛应用于实际生活和科学研究中。
以下是一些例子来说明牛顿第二定律的应用:1. 汽车加速过程中,驱动力的增加将导致汽车的加速度增加。
相反,如果驱动力不变,汽车质量增加,其加速度将减小。
2. 赛车比赛中,赛车上的推力越大,赛车的加速度越高。
3. 投掷物体的运动也遵循牛顿第二定律。
比如,投掷一个质量较大的物体和一个质量较小的物体,当两者施加同样的力时,质量较小的物体的加速度将更大。
三、牛顿第三定律的概念及描述牛顿第三定律是关于作用与反作用的定律,也被称为作用力定律。
它可以用如下的表述:如果物体A对物体B施加一个力,那么物体B对物体A也将施加一个大小相等、方向相反的力。
这个定律的实质是指出,相互作用的两个物体之间存在着彼此作用的力,且这两个力的大小相等,方向相反。
四、牛顿第三定律的应用与例子牛顿第三定律的应用非常广泛,以下是一些例子来说明:1. 踢足球时,当球员踢球脚用力踢向球,他自己也会感到向后的一个力。
这是因为球员的脚向球施加一个力,球对脚也会施加一个力,这两个力一样大而方向相反。
力与牛顿三大定律的联系
第三定律 对于每一个作用,总有一个相等的反作用与之相反;或者说,两个物体对
各自对方的相互作用总是相等的,而且指向相反的方向。
力与牛顿第一定律
• 惯性(inertia)是一个物体内的力,以避免其状态易于被一个外力所改变。(《论流体的重 力和平衡》,1668)
•
“物质固有的力,是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力,在这种力的作用
定量地解出在给定形式的力的作用下质点运动状态的变化 光有动力学方程而不知道力的表示就无法求解,因此要建立力的定律
力与牛顿第三定律
• 是把一个物体受到的力与其他物体受到的力联系起来的桥梁(补充牛一牛二)。
• 在受力分析过程中,由一个物体的受力情况过渡到另一个物体的受力情况,在对物
体的受力分析上建立起“量”的联系。
力与牛顿第一定律
定性地定义了“力”
把物体受力与不受力从性质上区分开来 凡不是匀速直线运动的物体必然有“力”作用在它上面
强调力对于物体来说是外来的,因而包含了物质和运动分离的思想(机械论运动观)
定性地指出力与运动的关系 定义了惯性参考系
指明所谓“静止”和“运动”是相对于什么物体而言,这样才可以判断一个物体是否处于“静 止”/“运动”状态。——牛二的前提
力与牛顿第二定律
“运动” = 物体(质点)质量和速度的乘积 “变化” = 对时间的变化率
牛顿当时认为,m是与v无关的常量
力与牛顿第二定律
给出了“力”的定量度量
力是用物体的加速度来度量的,力和加速度之间只差一个比例系数,这就是质量
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。
基本的动力学方程
下物体保持其原来静止的状态或者在以直线上等速运动的状态,这种力总是同具有这种力的 物质的量成正比的,它和物质的惯性没有什么差异,只是说法上的不同而已……外加力是一 种为了改变一个物体的静止或等速直线运动状态而加于其上的作用力。”(《自然哲学的数 学原理》,1687)
牛顿运动定律与万有引力
牛顿运动定律与万有引力牛顿运动定律和万有引力是牛顿力学的两个基本定律,它们对于我们理解物体运动和宇宙的运行方式非常重要。
本文将分别介绍牛顿运动定律和万有引力,并探讨它们之间的联系和应用。
一、牛顿运动定律1. 第一定律:惯性定律牛顿的第一定律也被称为惯性定律,它指出一个物体将保持匀速直线运动或静止状态,除非受到外力的作用。
这意味着物体的运动状态不会自发地改变,需要外力才能改变其状态。
2. 第二定律:动力学定律牛顿的第二定律描述了力和物体运动之间的关系。
它表明物体所受的力等于质量乘以加速度,即F = ma。
这个公式说明了物体的加速度与作用在其上的力成正比,质量越大,所需的力也越大才能产生相同的加速度。
3. 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,它指出对于两个物体之间的相互作用力,力的大小相等、方向相反。
例如,当我们走路时,我们用力踩在地面上,地面同样也会用相等的力作用在我们身上,使我们前进。
二、万有引力万有引力是牛顿最著名的发现之一,它解释了天体之间的相互作用和行星轨道的形成。
根据万有引力定律,两个物体之间的引力与它们的质量成正比,并与它们的距离的平方成反比。
牛顿的万有引力定律可以表示为F = G * (m1 * m2) / r^2,其中F是两个物体之间的引力,m1和m2是它们的质量,r是它们之间的距离,G是一个称为万有引力常数的常量。
万有引力的应用非常广泛,它不仅可以解释行星围绕太阳的运动,还可以用来计算地球表面上物体的重力以及其他天体之间的相互作用力。
三、牛顿运动定律与万有引力的联系牛顿运动定律和万有引力之间存在着密切的联系。
首先,牛顿的第二定律可以用来描述对于地球上的物体来说,牛顿引力定律产生的引力就是物体所受的重力。
重力是指地球对物体的吸引力,它使物体向地面下落。
其次,牛顿的第三定律也可以应用于万有引力。
根据第三定律,当地球对物体施加向心力时,物体同时也对地球施加一个大小相等、方向相反的力,这就是地球所受的引力。
三、牛顿运动定律
牛顿运动定律练习一、牛一定律1.火车在长直水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有一人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为:( )A.人跳起后,厢内空气给它以向前的力,带着他随同火车一起向前运动B.人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动C.人跳起后,车在继续向前运动,所以人落下后必定偏后一些,只是由于时间很短,偏后距离太小,不明显而已D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车具有相同的速度2.下面几个说法中正确的是( )A.静止或作匀速直线运动的物体,一定不受外力的作用B.当物体的速度等于零时,物体一定处于平衡状态C.当物体的运动状态发生变化时,物体一定受到外力作用D.物体的运动方向一定是物体所受合外力的方向3.关于惯性的下列说法中正确的是( )A.物体能够保持原有运动状态的性质叫惯性B.物体不受外力作用时才有惯性C.物体静止时有惯性,一开始运动,不再保持原有的运动状态,也就失去了惯性D.物体静止时没有惯性,只有始终保持运动状态才有惯性4.关于惯性的大小,下列说法中哪个是正确的?( )A.高速运动的物体不容易让它停下来,所以物体运动速度越大,惯性越大B.用相同的水平力分别推放在地面上的两个材料不同的物体,则难以推动的物体惯性大C.两个物体只要质量相同,那么惯性就一定相同D.在月球上举重比在地球上容易,所以同一个物体在月球上比在地球上惯性小5.下面的实例属于惯性表现的是( )A.滑冰运动员停止用力后,仍能在冰上滑行一段距离B.人在水平路面上骑自行车,为维持匀速直线运动,必须用力蹬自行车的脚踏板C.奔跑的人脚被障碍物绊住就会摔倒D.从枪口射出的子弹在空中运动6.关于物体的惯性定律的关系,下列说法中正确的是( )A.惯性就是惯性定律B.惯性和惯性定律不同,惯性是物体本身的固有属性,是无条件的,而惯性定律是在一定条件下物体运动所遵循的规律C.物体运动遵循牛顿第一定律,是因为物体有惯性D.惯性定律不但指明了物体有惯性,还指明了力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动状态的原因7.如图所示,劈形物体M的各表面光滑,上表面水平,放在固定的斜面上.在M的水平上表面放一光滑小球m,后释放M,则小球在碰到斜面前的运动轨迹是( )A.沿斜面向下的直线B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线二、牛二定律8.关于物体运动状态的改变,下列说法中正确的是( )A.物体运动的速率不变,其运动状态就不变B.物体运动的加速度不变,其运动状态就不变C.物体运动状态的改变包括两种情况:一是由静止到运动,二是由运动到静止D.物体的运动速度不变,我们就说它的运动状态不变9.关于运动和力,正确的说法是( )A.物体速度为零时,合外力一定为零B.物体作曲线运动,合外力一定是变力C.物体作直线运动,合外力一定是恒力D.物体作匀速运动,合外力一定为零10.在光滑水平面上的木块受到一个方向不变,大小从某一数值逐渐变小的外力作用时,木块将作( )A.匀减速运动B.匀加速运动C.速度逐渐减小的变加速运动D.速度逐渐增大的变加速运动11. 如图所示,质量为m 的物块受力F ,在静止的斜面M 上作加速度为a 加速运动,下列说法正确的是( )A 、 斜面可能受到地面向左的摩擦力B 、斜面可能受到地面向右的摩擦力C 、地面的支持力大于(m+M )gD 、地面的支持力小于(m+M )g12. 如图所示,一小球自空中自由落下,与正下方的直立轻质弹簧接触,直至速度为零的过程中,关于小球运动状态的下列几种描述中,正确的是( )A .接触后,小球作减速运动,加速度的绝对值越来越大,速度越来越小,最后等于零B .接触后,小球先做加速运动,后做减速运动,其速度先增加后减小直到为零C .接触后,速度为零的地方就是弹簧被压缩最大之处,加速度为零的地方也是弹簧被压缩最大之处D .接触后,小球速度最大的地方就是加速度等于零的地方13. 在水平地面上放有一三角形滑块,滑块斜面上有另一小滑块正沿斜面加速下滑,若三角形滑块始终保持静止,如图所示.则地面对三角形滑块 ( ) A .有摩擦力作用,方向向右 B .有摩擦力作用,方向向左 C .没有摩擦力作用 D .条件不足,无法判断14. 设雨滴从很高处竖直下落,所受空气阻力f 和其速度v 成正比.则雨滴的运动情况是 ( ) A .先加速后减速,最后静止 B .先加速后匀速C .先加速后减速直至匀速D .加速度逐渐减小到零15. 放在光滑水平面上的物体,在水平拉力F 的作用下以加速度a 运动,现将拉力F 改为2F (仍然水平方向),物体运动的加速度大小变为a ′.则 ( ) A .a ′=a B .a <a ′<2a C .a ′=2a D .a ′>2a16. 一物体在几个力的共同作用下处于静止状态.现使其中向东的一个力F 的值逐渐减小到零,又马上使其恢复到原值(方向不变),则 ( ) A .物体始终向西运动 B .物体先向西运动后向东运动 C .物体的加速度先增大后减小D .物体的速度先增大后减小17. 质量为M 的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F 的水平恒力拉木块,其加速度为a ,当拉力方向不变,大小变为2F 时,木块的加速度为a ',则: A.a '=a B.a '=2a C.a '>2a D.a '<2a18. 一轻弹簧上端固定,下端挂一重物,平衡时弹簧伸长了4cm .再将重物向下拉1cm ,然后放手,则在刚释放的瞬间重物的加速度是(g 取10m/s 2)A.2.5 m/s 2 B .7.5 m/s 2 C.10 m/s 2 D.12.5 m/s 219. 一物体沿倾角为θ1(θ1<900)的斜面下滑时,加速度恰好为0.若把该斜面的倾角增为θ2(θ1<θ2<900),其他条件不变,则同一物体沿改变后的斜面下滑时的加速度为: A.a=g (cos θ2-sin θ2·tan θl ) B. a=g (cos θ2-sin θ2·cot θl ) C. a=g (sin θ2-cos θ2·tan θl ) D. a=g (sin θ2-cos θ2·cot θl )20. 如图所示,一物体放在一倾角为θ的斜面上,向下轻轻一推,它刚好能匀速下滑.若给此物体一个沿斜面向上的初速度v 0,则它能上滑的最大路程是 。
牛顿第一,二,三定律的关系
牛顿第一,二,三定律的关系牛顿三大定律指的是牛顿第一运动定律、牛顿第二定律、牛顿第三运动定律。
其中第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运动规律,在各领域上应用广泛。
牛顿第一运动定律简介:牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律,又称惯性定律、惰性定律。
常见的表述为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
1687年,英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》中提出了三个定律,即著名的牛顿三大定律,这三大定律构成了牛顿力学的基石。
其中,牛顿第一运动定律就是其中的第一条。
牛顿第一定律是一条重要的力学定律,它给出的惯性系,是牛顿质点力学体系中不可缺少的基本概念。
牛顿第一运动定律适用范围:牛顿第一定律只适用于惯性参考系。
惯性参考系中,在质点不受外力作用时,能够判断出质点静止或作匀速直线运动。
牛顿第一定律在有加速度的非惯性参考系中是不适用,因为不受外力的物体,在非惯性参考系中也可能具有加速度,这与牛顿第一定律相悖。
非惯性系中,要用非惯性系中的力学方程解力学问题。
牛顿第一运动定律影响:1、牛顿第一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研究和物理量的测量有了实际意义,从而使它成为整个力学甚至物理学的出发点。
牛顿第二、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、牛顿第一定律是其他原理的前提和基础。
第一定律中包含的基本概念,奠定了经典力学的概念基础,从而使它处于理论系统中第一个原理的前提地位,这表现在:(1)首次批驳了延续两千多年的亚里士多德等人错误的力的概念,为确立正确的力的概念奠定了基础。
著名的牛顿力学三定律、万有引力及牛顿的微积分成果都载于《自然哲学的数学原理》
著名的牛顿力学三定律,万有引力及牛顿的微积分成果都载于《自然哲学的数学原理》牛顿三大定律指的是牛顿第一运动定律、牛顿第二定律、牛顿第三运动定律。
其中第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用范围是经典力学范围,适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系,阐述了经典力学中基本的运动规律,在各领域上应用广泛。
牛顿第一运动定律简介:牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律,又称惯性定律、惰性定律。
常见的表述为:任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
1687年,英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》中提出了三个定律,即著名的牛顿三大定律,这三大定律构成了牛顿力学的基石。
其中,牛顿第一运动定律就是其中的第一条。
牛顿第一定律是一条重要的力学定律,它给出的惯性系,是牛顿质点力学体系中不可缺少的基本概念。
牛顿第一运动定律适用范围:牛顿第一定律只适用于惯性参考系。
惯性参考系中,在质点不受外力作用时,能够判断出质点静止或作匀速直线运动。
牛顿第一定律在有加速度的非惯性参考系中是不适用,因为不受外力的物体,在非惯性参考系中也可能具有加速度,这与牛顿第一定律相悖。
非惯性系中,要用非惯性系中的力学方程解力学问题。
牛顿第一运动定律影响:1、牛顿第一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研究和物理量的测量有了实际意义,从而使它成为整个力学甚至物理学的出发点。
牛顿第二、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、牛顿第一定律是其他原理的前提和基础。
第一定律中包含的基本概念,奠定了经典力学的概念基础,从而使它处于理论系统中第一个原理的前提地位,这表现在:(1)首次批驳了延续两千多年的亚里士多德等人错误的力的概念,为确立正确的力的概念奠定了基础。
力与运动的关系
力与运动的关系力与运动之间存在着密切的联系和相互作用。
力是物体产生运动或改变运动状态的原因,而运动是物体在力的作用下的表现。
本文将从不同角度探讨力与运动之间的关系。
一、牛顿第一定律与力的概念牛顿第一定律也称为惯性定律,它描述了物体在没有外力作用下的运动状态。
简单来说,物体如果处于静止状态,将保持静止;如果处于运动状态,将保持匀速直线运动,直至受到外力的干扰。
这表明在力的作用下,物体才能产生运动或改变运动状态。
因此,力是使物体从静止状态到运动状态的推动力量。
二、牛顿第二定律与力的大小牛顿第二定律描述了力对物体产生加速度的影响。
它可以表达为F=ma,其中F表示力的大小,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。
根据牛顿第二定律可知,力和物体的质量成正比,而力和物体加速度成正比。
因此,施加在物体上的力越大,物体的加速度就越大,从而运动状态发生改变。
三、牛顿第三定律与力的相互作用牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的相互作用力具有相等的大小和相反的方向。
这意味着力总是成对存在的,如果一个物体对另一个物体施加了力,那么另一个物体也会以相等大小的力对第一个物体进行反作用。
因此,力的作用是相互的,不能单独存在。
物体之间力的相互作用导致了运动的发生和变化。
四、重力和离心力与运动重力是物体在地球或其他天体上受到的引力。
根据万有引力定律,物体之间的引力与它们的质量成正比。
地球对物体的引力使得物体具有重力,而重力的作用下物体发生运动。
当物体在地球的表面上自由下落时,重力将物体加速向下。
同样,当物体在旋转体上做圆周运动时,也会受到离心力的作用,离心力是物体沿着圆周路径所受的向外的力,它与物体质量、角速度和半径的平方成正比。
重力和离心力使得物体具有向心加速度,从而产生运动。
五、摩擦力与运动摩擦力是两个接触表面之间的力,它阻碍了物体的运动。
当物体相对运动时,摩擦力的大小与物体之间的表面粗糙程度有关。
摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。
牛顿三个运动定律的区别与联系
牛顿第二定律
牛顿第三定律
ห้องสมุดไป่ตู้区别
内容
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状态为止
物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度方向跟合外力的方向相同
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
公式
F合=ma
F=-F′
意义
明确了力的概念,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
由实际现象归纳总结得出,可用实验验证
联系
牛顿三个运动定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出的
牛顿三大定律百度百科下载
牛顿三大定律百度百科下载介绍牛顿三大定律是经典力学的基础,由英国科学家牛顿在17世纪提出。
这些定律描述了物体的运动规律,对于解释物体运动以及许多自然现象具有重要意义。
在科学领域中,牛顿三大定律被广泛运用于力学、天体力学等领域。
第一定律:惯性定律第一定律表明,如果一个物体处于静止状态或匀速运动状态,它将保持这种状态直到受到外力干扰。
也就是说,物体会保持其运动状态直到有外力作用。
这个定律也称为惯性定律。
第二定律:运动定律第二定律描述了物体受到作用力时的运动状态变化。
它的数学表达为F=ma,即力等于物体的质量乘以加速度。
这个定律说明了力和物体的运动状态之间的关系,为我们理解物体的运动提供了基础。
第三定律:作用与反作用定律第三定律阐明了力的作用方式。
根据这一定律,任何对物体施加的力都会有一个等大反向的力作用在施加力的物体上,这两个力的作用方向相反且大小相等。
这个定律对于理解物体之间的相互作用至关重要。
牛顿三大定律的应用牛顿三大定律在各个物理领域都有广泛的应用。
在工程学中,这些定律被用于设计机械系统和结构。
在天体力学中,牛顿三大定律帮助我们理解行星运行轨道及其他宇宙现象。
此外,这些定律也可以应用于运动员训练、交通规划等实际问题中。
结论牛顿三大定律是物理学的重要基础,对于理解自然现象和设计各种系统具有重要意义。
通过掌握这些定律,我们能更好地理解物质世界的运动规律,促进科学技术的发展。
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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。
牛顿三大定律知识点与例题
牛顿运动定律牛顿第一定律、牛顿第三定律知识要点一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律的内容:一切物体总保持原来的匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止.2.理解牛顿第一定律,应明确以下几点:1牛顿第一定律是一条独立的定律,反映了物体不受外力时的运动规律,它揭示了:运动是物体的固有属性,力是改变物体运动状态的原因.①牛顿第一定律反映了一切物体都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态不变的性质,这种性质称为惯性,所以牛顿第一定律又叫惯性定律.②它定性揭示了运动与力的关系:力是改变物体运动状态的原因,是产生加速度的原因.2牛顿第一定律表述的只是一种理想情况,因为实际不受力的物体是不存在的,因而无法用实验直接验证,理想实验就是把可靠的事实和理论思维结合起来,深刻地揭示自然规律.理想实验方法:也叫假想实验或理想实验.它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维来展开的实验,是人们在思想上塑造的理想过程.也叫头脑中的实验.但是,理想实验并不是脱离实际的主观臆想,首先,理想实验以实践为基础,在真实的实验的基础上,抓住主要矛盾,忽略次要矛盾,对实际过程做出更深一层的抽象分析;其次,理想实验的推理过程,是以一定的逻辑法则作为依据.3.惯性1惯性是任何物体都具有的固有属性.质量是物体惯性大小的唯一量度,它和物体的受力情况及运动状态无关.2改变物体运动状态的难易程度是指:在同样的外力下,产生的加速度的大小;或者,产生同样的加速度所需的外力的大小.3惯性不是力,惯性是指物体总具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,力是物体间的相互作用,两者是两个不同的概念.二、牛顿第三定律1.牛顿第三定律的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,作用在一条直线上.2.理解牛顿第三定律应明确以下几点:1作用力与反作用力总是同时出现,同时消失,同时变化;2作用力和反作用力是一对同性质力;3注意一对作用力和反作用力与一对平衡力的区别对一对作用力、反作用力和平衡力的理解典题解析例1.关于物体的惯性,下列说法正确的是:A 只有处于静止状态或匀速直线运动状态的物体才有惯性.B 惯性是保持物体运动状态的力,起到阻碍物体运动状态改变的作用.C 一切物体都有惯性,速度越大惯性就越大.D 一切物体都有惯性,质量越大惯性就越大.例2.有人做过这样一个实验:如图所示,把鸡蛋A 向另一个完全一样的鸡蛋B 撞去用同一部分,结果是每次都是鸡蛋B被撞破,则下列说法不正确的是 A A对B的作用力大小等于B对A的作用力的大小. B A对B的作用力的大于B对A的作用力的大小.C A 蛋碰撞瞬间,其内蛋黄和蛋白由于惯性,会对A 蛋壳产生向前的作用力.D A 蛋碰撞部位除受到B 对它的作用力外,还受到A 蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力,所以受到合力较小.例3如图所示,一个劈形物abc 各面均光滑,放在固定的斜面上,ab 边成水平并放上一光滑小球,把物体abc 从静止开始释放,则小球在碰到斜面以前的运动轨迹是A 沿斜面的直线B 竖直的直线C 弧形曲线D 抛物线拓展如图所示,AB 为一光滑水平横杆,杆上套一轻环,环上系一长为L 质量不计的细绳,绳的另一端拴一质量为m 的小球,现将绳拉直,且与AB 平行,由静止释放小球,则当细绳与AB 成θ角时,小球速度的水平分量和竖直分量的大小各是多少 轻环移动的距离d 是多少深化思维怎样正确理解牛顿第一定律和牛顿第二定律的关系例4由牛顿第二定律的表达式F=ma ,当F=0时,即物体所受合外力为0或不受外力时,物体的加速度为0,物体就做匀速直线运动或保持静止,因此,能不能说牛顿第一定律是牛顿第二定律的一个特例同步练习1.伽利略理想实验将可靠的事实与理论思维结合起来,能更深刻地反映自然规律,伽利略的斜面实验程序如下:1减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度. 2两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面.ABA3如果没有摩擦,小球将上升到释放时的高度.4继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球沿水平面做持续的匀速直线运动.请按程序先后次序排列,并指出它属于可靠的事实还是通过思维过程的推论,下列选项正确的是数字表示上述程序号码A. 事实2→事实1→推论3→推论4B. 事实2→推论1→推论3→推论4C. 事实2→推论3→推论1→推论4D. 事实2→推论1→推论4→推论32. 火车在水平轨道上匀速行驶,门窗紧闭的车厢内有人向上跳起,发现仍落回到车上原来的位置,这是因为A.人跳起后,厢内空气给他一个向前的力,带着他随同火车一起向前运动.B.人跳起的瞬间,车厢底板给他一个向前的力,推动他随同火车一起向前运动.C.人跳起后,车继续向前运动,所以人下落后必定偏后一些,只是由于时间太短,距离太小,不明显而已.D.人跳起后直到落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度. 3.关于惯性下列说法正确的是:A.静止的火车启动时速度变化缓慢,是因为火车静止时惯性大B.乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故.C.物体超重时惯性大,失重时惯性小.D.在宇宙飞船中的物体不存在惯性.4. 如图所示,在一辆表面光滑足够长的小车上,有质量分别为m 1、m 2的两个小球m 1﹥m 2随车一起匀速运动,当车突然停止时,若不考虑其他阻力,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,因为不知道小车的运动方向.5. 如图所示,重物系于线DC 下端,重物下端再系一根同样的线BA下列说法正确的是:A.在线的A 端慢慢增加拉力,结果CD 线拉断.B.在线的A 端慢慢增加拉力,结果AB 线拉断.C.在线的A 端突然猛力一拉,结果将AB 线拉断. D .在线的A 端突然猛力一拉,结果将CD 线拉断.6. 海南高考16世纪纪末,伽利略用实验和推理,推翻了已在欧洲流行了近两千年的亚里士多德关于力和运动的理论,开启了物理学发展的新纪元.在以下说法中,与亚里士多德观点相反的是A .四匹马拉拉车比两匹马拉的车跑得快:这说明,物体受的力越大,速度就越大B .一个运动的物体,如果不再受力了,它总会逐渐停下来,这说明,静止状态才是物体长时间不受力时的“自然状态”C .两物体从同一高度自由下落,较重的物体下落较快D .一个物体维持匀速直线运动,不需要受力7.关于作用力和反作用力,下列说法正确的是 A.物体相互作用时,先有作用力,后有反作用力.B.作用力和反作用力大小相等、方向相反、作用在同一直线上,因此这二力平衡.C.作用力与反作用力可以是不同性质的力,例如作用力是重力,其反作用力可能是弹力D.作用力和反作用力总是同时分别作用在两个相互作用的物体上.8.某同学坐在运动的车厢内,观察水杯中水面的变化情况,如下图所示,说明车厢 A.向前运动,速度很大. B.向前运动,速度很小. C.加速向前运动 D.减速向后运动.9. 如图所示,在车厢内的B 是用绳子拴在底部上的氢气球,A 是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车厢一起向右作匀速直线运动,若忽然刹车使车厢作匀减速运动,则下列哪个图正确表示刹车期间车内的情况A BC D10.在地球赤道上的A 处静止放置一个小物体,现在设想地球对小物体的万有引力突然消失,则在数小时内,小物体相对于A 点处的地面来说,将 A.水平向东飞去.B.原地不动,物体对地面的压力消失. C.向上并渐偏向西方飞去. D.向上并渐偏向东方飞去. E.一直垂直向上飞去.11.有一种仪器中电路如右图,其中M 是质量较大的一个钨块,将仪器固定在一辆汽车上,汽车启动时, 灯亮,原理是 ,刹车时 灯亮,原理是 .牛顿第二定律车前进方向知识要点一.牛顿第二定律的内容及表达式物体的加速度a跟物体所受合外力F成正比,跟物体的质量m成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同.其数学表达式为: F=ma二.理解牛顿第二定律,应明确以下几点:1.牛顿第二定律反映了加速度a跟合外力F、质量m的定量关系.注意体会研究中的控制变量法,可理解为:①对同一物体m一定,加速度a与合外力F成正比.②对同样的合外力F一定,不同的物体,加速度a与质量成反比.2.牛顿第二定律的数学表达式F=ma是矢量式,加速度a永远与合外力F同方向,体会单位制的规定.3.牛顿第二定律是力的瞬时规律,即状态规律,它说明力的瞬时作用效果是使物体产生加速度,加速度与力同时产生、同时变化、同时消失.瞬时性问题分析三.牛顿运动定律的适用范围——宏观低速的物体在惯性参照系中.1.宏观是指用光学手段能观测到物体,有别于分子、原子等微观粒子.2.低速是指物体的速度远远小于真空中的光速.3.惯性系是指牛顿定律严格成立的参照系,通常情况下,地面和相当于地面静止或匀速运动的物体是理想的惯性系.四.超重和失重1.超重:物体有向上的加速度或向上的加速度分量,称物体处于超重状态.处于超重的物体,其视重大于其实重.2. 失重:物体有向下的加速度或向下的加速度分量,称物体处于失重状态.处于失重的物体,其视重小于实重.3. 对超、失重的理解应注意的问题:1不论物体处于超重还是失重状态,物体本身的重力并没有改变,而是因重力而产生的效果发生了改变,如对水平支持面的压力或对竖直绳子的拉力不等于物体本身的重力,即视重变化.2发生超重或失重现象与物体的速度无关,只决定于加速度的方向.3在完全失重的状态下,平常一切由重力产生的物理观感现象都会完全消失,如单摆停摆,天平实效,浸在液体中的物体不再受浮力、液体柱不再产生压强等.典题解析例1关于力和运动,下列说法正确的是A.如果物体运动,它一定受到力的作用.B.力是使物体做变速运动的原因.C.力是使物体产生加速度的原因.D.力只能改变速度的大小.点评 力是产生加速度的原因,合外力不为零时,物体必产生加速度,物体做变速运动;另一方面,如果物体做变速运动,则物体必存在加速度,这是力作用的结果.例2如图所示,一个小球从竖直固定在地面上的轻弹簧的正上方某处自由下落,从小球与弹簧接触开始直到弹簧被压缩到最短的过程中,小球的速度和加速度的变化情况是A.加速度和速度均越来越小,它们的方向均向下.B.加速度先变小后又增大,方向先向下后向上;速度越来越小,方向一直向下.C.加速度先变小后又增大,方向先向下后向上;速度先变大后又变小,方向一直向下.D.加速度越来越小,方向一直向下;速度先变大后又变小,方向一直向下. 深化本题要注意动态分析,其中最高点、最低点和平衡位置是三个特殊的位置;例3 跳伞运动员从盘旋在空中高度为400m 的直升机上跳下.理论研究表明:当降落伞全部打开时,伞所受到的空气阻力大小跟伞下落的速度大小的平方成正比,即f=kv 2,已知比例系数k =20N.s 2/m 2,跳伞运动员的总质量为72kg.讨论跳伞运动员在风速为零时下落过程中的运动情况.例4如下图所示,一质量为m 的物体系于长度分别为L 1、L 2 的两根细线上,L 1 的一端悬挂在天花板上,与竖直方向夹角为a ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态,现将L 2线剪断,求剪断瞬间物体的加速度. 1下面是某同学对该题的一种解法:解:设L 2线上拉力为T 1,L 2上拉力为T 2,重力为mg ,物体在三力作用下平衡. T 1cos a=mg,T 1sin a=T 2T 2=mg tan a剪断线的瞬间,T 2突然消失,物体在T 2反方向获得加速度,即mg tan a=ma ,所以加速度a=g tan a,方向与T 2相反.你认为这个结果正确吗 请对该解法做出评价并说明理由.2若将上题中的细线L 1改变为长度相同、质量不计的轻弹簧,其他条件不变,求解的步骤与1完全相同,即a=g tan a ,你认为这个结果正确吗 请说明理由.点评 1.牛顿运动定律是力的瞬时作用规律,加速度和力同时产生, 同时变化,同时消失,分析物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是分析瞬时前后的受力及其变化.2.明确两种基本模型的特点:1轻绳不需要形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力可以突变.2轻弹簧或橡皮绳需要较长的形变恢复时间,在瞬时问题中,其弹力来不及变化不能突变大小和方向均不变.同步练习1. 在牛顿第二定律中F=kma 中,有关比例系数k 的说法正确的是 A. 在任何情况下都等于1B. k 的数值是由质量、加速度和力的大小决定的C. k 的数值是由质量、加速度和力的单位决定的D.在国际单位制中,k 等于1.2. 如右图所示,一木块在水平恒力F 的作用下沿光滑水平面向右匀加速运动,前方墙上固定一劲度系数足够大的弹簧,当木块接触弹簧后,将 A.立即做减速运动. B.立即做匀速运动.C.在一段时间内速度继续增大.D.当物块速度为零时,其加速度最大.3.轻质弹簧下端挂一重物,手执弹簧上端使物体向上匀加速运动.当手突然停止时,重物的运动情况是:A.立即向上做减速运动B.先向上加速后减速C.上升过程中加速度越来越大D.上升过程中加速度越来越小4. 如右图是做直线运动的物体受力F 与位移s 的关系图,则从图中可知,①这物体至位移s 2 时的速度最小②这物体至位移s 1时的加速度最大③这物体至位移s 1后便开始返回运动.④这物体至位移s 2时的速度最大. A. 只有① B.只有③ C. ①③ D.②④5.如图所示,DO 是水平面,初速为v 0的物体从D 点出发沿DBA 滑动到顶点A 时速度刚好为零.如果斜面改为AC ,让该物体从D 点出发沿DCA 滑动到A 点且速度刚好为零,则物体具有的初速度已知物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零A .大于v 0B .等于v 0C .小于v 0D .取决于斜面的倾角6. 下列说法正确的是A.体操运动员双手握住单杠作大回环通过最低点时处于超重状态.B.蹦床运动员在空中上升和下落过程都处于失重状态.C.举重运动员在举起杠铃后不动的那段时间内处于超重状态.D.游泳运动员仰卧在水面静止不动时处于失重状态.7. 黄冈模拟轻质弹簧的上端固定在电梯的天花板上,下端悬挂一个铁球,电梯中有质量为50㎏ 的乘客,如图示,在电梯运行时,乘客发现轻弹簧的伸长量是电梯静止时的伸长量的一半,这一现象表明:g =10m/s 2A.电梯此时可能正以1m/s 2的加速度加速上升,也可能以1m/s 2的加速度减速下降.B. 电梯此时不可能是以1m/s 2的加速度减速上升,只能是以5m/s 2的加速度加速下降;C.电梯此时正以5m/s 2的加速度加速上升,也可以是以5m/s 2的加速度减速下降.D.不论电梯此时是上升还是下降,也不论电梯是加速还是减速,乘客对电梯地板的压力大小一定是250N.8. 如图所示,木块A 与B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静置于地面,它们的质量比是1:2:3.设所有的接触面光滑,当沿着水平方向迅速抽出木块C 的瞬间,A 和B 的加速度分别是a 1 = ,a 2= 9. 民用航空客机的机舱,除了有正常的舱门和舷梯连接,一般还有紧急出FFSS 1 S 2 CAB口,发生意外的飞机在着地后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面,机舱内的人可沿该斜面滑行到地面上来,若机舱离气囊底端的竖直高度为3.2m,斜面长4.0m,一个质量为60kg 的乘客在气囊上受到的阻力为240N.求人滑到气囊底端的速度大小为 g =10m/s 210. “蹦极跳”是一种能获得强烈失重、超重感的娱乐项目.人处在离沟底水面上方二十多层楼的高处,用橡皮绳拴住身体,让人自由下落,落到一定位置时橡皮绳拉紧,设人体立即做匀减速运动,接近水面时刚好减为零,然后反弹.已知“勇敢者”头戴50N 的安全帽,开始下落的高度为76m,设计的系统使人落到离水面28m 时,弹性绳才绷紧,则当他落到离水面50m 左右位置时,戴安全帽的头顶感觉如何 当它落到离水面15m 左右时,头向下脚向上,则其颈部要用多大的力才能拉住安全帽 g=10m/s 211. 用如图所示的装置可以测量汽车在水平路面上作匀加速直线运动的加速度.该装置是在矩形车厢前、后壁上各安装一个由压敏电阻组成的压力传感器.用两根完全一样的轻弹簧夹着一个质量为2.0㎏的滑块,两弹簧的另一端分别压在传感器a 、b 上,其压力大小可直接从传感器的显示屏上读出.现将装置沿运动方向固定在汽车上,b 在前,a 在后,当汽车静止时,传感器a 、b 的示数均为10N.g =10m/s 21若传感器a 的示数为14N,b 为6 N,求此时汽车的加速度大小和方向. 2当汽车怎样运动时,传感器a 的示数为零.12. 一个闭合的正方形金属线框abcd,从一个有严格边界的磁场的正上方自由落下,如图示,已知磁场的磁感应强度为B ,线框的边长为l ,质量为m ,线框的总电阻为R ,线框的最低边距磁场边界的高度为H ,试讨论线框进入磁场后的可能的运动情况,并画出v —t 示意图.求解动力学问题的常用方法知识要点一. 动力学的两类基本问题 1. 已知受力求运动应用牛顿第二定律求加速度,如果再知道运动的初始条件,应用运动学公式就可以求解物体的具体运动情况. 2. 已知运动求力传感器av传感器ba cd由运动情况求出加速度,由牛顿第二定律求出物体所受到合外力,结合受力的初始条件,推断物体的受力情况.二. 应用牛顿运动定律解题的一般步骤1.取对象——根据题意确定研究对象,可以是单个物体也可以是系统.2.画图——分析对象的受力情况,画出受力分析图;分析运动情况,画出运动草图.3.定方向——建立直角坐标系,将不在坐标轴上的矢量正交分解.4.列方程——根据牛顿定律和运动学公式列方程. 三. 处理临界问题和极值问题的常用方法临界状态常指某种物理现象由量变到质变过渡到另一种物理现象的连接状态,常伴有极值问题出现.典型例题一、已知受力情况判断运动情况例1如图所示,AC 、BC 为位于竖直平面内的两根光滑细杆,A 、B 、C 三点恰好位于同一圆周上,C 为该圆周的最低点,a 、b 为套在细杆上的两个小环,当两环同时从A 、B 两点自静止开始下滑,则A. 环a 将先到B. 环b 先到C. 两者同时到D. 无法判断例2 将金属块m 用压缩的弹簧卡在一个矩形箱中,如图示,在箱子的上顶部和下地板装有压力传感器,箱子可以沿竖直轨道运动,当箱子以a =2m/s 2的加速度竖直向上作匀减速运动时,上顶部的压力传感器显示的压力为6.0N,下地板的压力传感器显示的压力为10N,g =10m/s 2.1若上顶部压力传感器的示数是下地板压力传感器的示数的一半,判断箱子的运动情况.2要使上顶部压力传感器的示数为零,箱子沿竖直方向运动情况可能是怎样的拓展一弹簧秤的秤盘质量m 1=1.5kg,盘内放一质量为m 2=10.5kg 的物体P ,弹簧质量不计,其劲度系数为k =800N/m,系统处于静止状态,如图所示.现给P 施加一个竖直向上的力F ,使P 从静止开始向上做匀加速直线运动,已知在最初0.2s 内F 是变化的,在0.2s 后是恒定的,求F 的最大值和最小值各是多少 g=10m/s 2例3.一物体放在光滑水平面上,初速度为零.先对物体施加一向东的水平恒力F,历时1s ;随即把此力方向改为向西,大小不变,历时1s ;接着又把此力改为向东,大小不变,历时1s .如此反复,只改变力的B/s方向,不改变力的大小,共历时1min,在此1min 内物体的运动情况是:A .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末静止于初始位置以东B .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末静止于初始位置C .物体时而向东运动,时而向西运动,在1min 末继续向东运动D .物体一直向东运动,从不向西运动,在1min 末静止于初始位置以东二、由受力情况判断运动情况1.由一种状态转换为另一种状态时往往要考虑临界状态 例4 如右图所示,斜面是光滑的,一个质量为0.2kg 的小球用细绳吊在倾角是530的斜面顶端,斜面静止时,球紧靠在斜面上,绳与斜面平行,当斜面以8 m/s 2的加速度向右做匀加速运动时,求绳子的拉力及斜面对小球的弹力.2.两个或两个以上物体相互连接参与运动的系统称为连接体.以平衡态或非平衡态下连接体问题拟题屡次呈现于高考卷面中,是考生备考临考的难点之一.例4用质量为m 、长度为L 的绳沿着光滑水平面拉动质量为M 的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F , 如图甲所示,求:1物体与绳的加速度;2绳中各处张力的大小假定绳的质量分布均匀,下垂度可忽略不计.三、对系统应用牛顿运动定律的两种方法:1.牛顿第二定律不仅适用于单个物体,同样也适用于系统.若系统内有几个物体,m 1、m 2、m 3…,加速度分别为a 1、a 2、a 3…,这个系统的合外力为F 合,不考虑系统间的内力则这个系统的牛顿第二定律的表达式为F 合= m 1a 1 +m 2a 2 +m 3a 3 +…,其正交分解表达式为∑Fx = m 1a 1x +m 2a 2x +m 3a 3x +… ∑Fy = m 1a 1y +m 2a 2y +m 3a 3y +…若一个系统内各个物体的加速度大小不相同,而又不需要求系统内物体间的相互作用力,对系统整体列式,可减少未知的内力,使问题简化.例5 如图所示,质量为M 的框架放在水平地面上,一轻质弹簧固定在框架上,下端拴一个质量为m 的小球,当小球上下振动时,框架始终没有跳起来.在框架对地面的压力为零的瞬间,小球加速度大小为:A .g B.M +mg/mC. 0 D .M -mg/m例6 如右图所示,质量为M =10kg 的木楔ABC 置于粗糙的水平地面上,动摩擦因数μ=0.02,在倾角为300的斜面上,有一质量为m =1.0㎏的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行距离为s =1.4m 时,其速度v =1.4m/s.在这过程中木a甲M楔没有动,求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.g =10m/s 22. 自然坐标法:在处理连接体问题中,除了常用整体法和隔离法外,还经常用到自然坐标法,即:沿着绳子的自然弯曲方向建立一个坐标轴,应用牛顿第二定律列式.例7 一轻绳两端各系重物A 和B ,质量分别为M 、m 且M >m ,挂在一光滑的定滑轮两侧,刚开始用手托住重物使整个装置处于静止状态,当松开手后,重物B 加速下降,重物A 加速上升,若B 距地面高为H ,求1经过多长时间重物B 落到地面 2运动过程中,绳子的拉力为大同步练习1.07卷Ⅰ如图所示,在倾角为30°的足够长的斜面上有一质量为m 的物体,它受到沿斜面方向的力F 的作用.力F 可按图a 、b 、c 、d 所示的四种方式随时间变化图中纵坐标是F 与mg 的比值,为沿斜面向上为正已知此物体在t =0时速度为零,若用4321υυυυ、、、分别表示上述四种受力情况下物体在3秒末的速率,则这四个速率中最大的是 A .1υB .2υC .3υD .4υ2. 如右图所示,一质量为M 的楔形块放在水平桌面上,它的顶角为900,两底角为a 、β,两个质量均为m 的小木块放在两个斜面上.已知所有的接触面都是光滑的.现在两个小木块沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于 A. Mg+ mg B. Mg + 2mg C. Mg + mg sin a + sin βD. Mg + mg cos a + cos β3. 某消防队员从一平台上跳下,下落2m 后双脚着地,接着他用双腿弯曲的方法缓冲,使自身重心又下降了0.5m,在着地的过程中地面对他双脚的平均作用力估计为 A. 自身重力的2倍 B. 自身重力的5倍 C. 自身重力的8倍 D. 自身重力的10倍4. 原来做匀速运动的升降机内,有一个伸长的弹簧拉住质量为m 的物体A ,相对升降机静止在地板上,如图所示,现发现A 突然被弹簧拉向右方,由此判断,此时升降MaβAAB HA B a Aa BMg xo mg ·。
牛顿运动定律知识点总结
牛 顿 运 动 定 律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,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止。
(1)运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持;(2)它定性地揭示了运动与力的关系,即力是改变物体运动状态的原因,(运动状态指物体的速度)又根据加速度定义:t v a ∆∆=,有速度变化就一定有加速度,所以可以说:力是使物体产生加速度的原因。
(不能说“力是产生速度的原因”、“力是维持速度的原因”,也不能说“力是改变加速度的原因”。
);(3)定律说明了任何物体都有一个极其重要的属性——惯性;一切物体都有保持原有运动状态的性质,这就是惯性。
惯性反映了物体运动状态改变的难易程度(惯性大的物体运动状态不容易改变)。
质量是物体惯性大小的量度。
(4)牛顿第一定律描述的是物体在不受任何外力时的状态。
而不受外力的物体是不存在的,牛顿第一定律不能用实验直接验证,因此它不是一个实验定律(5)牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,物体不受外力和物体所受合外力为零是有区别的,所以不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F =0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、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。
公式F=ma.(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研究其效果,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)牛顿第二定律揭示的是力的瞬时效果,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,力的瞬时效果是加速度而不是速度;(3)牛顿第二定律是矢量关系,加速度的方向总是和合外力的方向相同的,可以用分量式表示,F x =ma x ,F y =ma y , 若F 为物体受的合外力,那么a 表示物体的实际加速度;若F 为物体受的某一个方向上的所有力的合力,那么a 表示物体在该方向上的分加速度;若F 为物体受的若干力中的某一个力,那么a 仅表示该力产生的加速度,不是物体的实际加速度。
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。
牛顿第一定律、第二定律和第三定律的关系-word
牛顿第一定律、第二定律和第三定律的关系一、牛顿第一定律:牛顿第一定律奠定了整个牛顿力学的基础,它定义了两个概念——惯性和力,指出了惯性和力怎样影响着物体的运动:惯性是一切物体都具有的一种本性——抵抗速度改变的性质;力是改变物体速度的原因——即产生加速度的原因;物体不受力时,由于惯性,物体的自然运动是速度不变的运动——匀速直线运动(或者保持静止);物体受力时,物体的速度就要变化,不过,此时惯性仍然有表现——它抵抗速度的改变,使得物体的速度只能渐变,不能突变。
注意:不受力,不包括所受合力为零的情况,具体解释见牛顿第二定律。
二、牛顿第二定律牛顿第一定律定义了惯性和力的概念,定性指出了惯性和力对物体速度的影响;牛顿第二定律在此基础上进一步定量的定义了惯性的大小和力的大小,定量的指出了惯性大小和力的大小对物体运动(具体化为加速度)的影响。
惯性大小——惯性质量的定义,是牛顿第二定律给出的,这是大多数中学老师所不知道的;大学教材中惯性质量的操作定义是这样的——两个孤立物体相互作用,经过一段时间,两个物体的速度该变量分别为Δv1和Δv2,则两个物体的惯性质量大小之比就是m1/m2=Δv2/Δv1,即m1/m2=(Δv2/Δt)/(Δv1/Δt),即m1/m2=a1/a2。
具体请参见大学教材“动量守恒”一章。
力的大小,是在惯性质量大小定义的基础上,由F=ma来定义的,即力是由加速度来定义的。
从力的定义可以看出来,牛顿第二定律首先是一个定义式;但是牛顿第二定律之所以称之为定律,是因为实验发现,不仅仅对标准物体,a∝F,而且对任何物体,也有a∝F——此处的F的大小是用标准物体来定义的。
牛顿第二定律a=F/m。
这个表达式是和牛顿第一定律协调的,当F=0时,a=0,即物体由于惯性做匀速直线运动,当F≠0时,由于任何物体的质量都不为零,因此物体加速度并不是无穷大,有运动学知识可知,物体的速度就只能随着时间逐渐变化,而不能突变。
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牛顿第二定律
牛顿第三定律
区别
内容
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状态为止
物体的加速度跟所受外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度方向跟合外力的方向相同
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
公式
F合=ma
F=-F′
意义
明确了力的概念,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ห้องสมุดไป่ตู้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
由实际现象归纳总结得出,可用实验验证
联系
牛顿三个运动定律是一个整体,是动力学的基础,牛顿第二定律是以牛顿第一定律为基础,由实验总结得出的