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牛顿三大定律

牛顿三大定律
牛顿三大定律

牛顿三大定律

牛顿三大定律是力学中重要的定律,它是研究经典力学的基础。

1.牛顿第一定律(也叫惯性定律)

内容:任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。

说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,而不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。

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(也叫加速度定律)

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。

第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。

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。

3.牛顿第三定律(也叫作用力和反作用力定律)

内容:两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。

说明:要改变一个物体的运动状态,必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。

另需要注意:

(1)作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

(2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。

(3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。

(4)与参照系无关。

牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的所谓超距作用,是指分离的物体间不需要任何介质,也不需要时间来传递它们之间的相互作用。也就是说相互作用以无穷大的速度传递。除了上述基本观点以外,在

牛顿的时代,人们了解的相互作用。如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力,都是沿着相互作用的物体的连线方向,而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内。在这种情况下,牛顿从实验中发现了第三定律。“每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗;或者说,两物体彼此之间的相互作用永远相等,并且各自指向其对方。”作用力和反作用力等大、反向、共线,彼此作用于对方,并且同时产生,性质相同,这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容。而且,在一定范围内,牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切相联系的。但是随着人们对物体间的相互作用的认识的发展,19世纪发现了电与磁之间的联系,建立了电场、磁场的概念;除了静止电荷之间有沿着连线方向相互作用的库仑力外,发现运动电荷还要受到磁场力即洛伦兹力的作用;运动电荷又将激发磁场,因此两个运动电荷之间存在相互作用。在对电磁现象研究的基础上,麦克斯韦(1831-1879)在1855~1873年间完成了对电磁现象及其规律的大综合、建立了系统的电磁理论,发现电磁作用是通过电磁场以有限的速度(光速c)来传递的,后来为电磁波的发现所证实。物理学的深入发展,暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的。如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着二电荷的连线方向,静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用,因而牛顿第三定律仍适用的话,那么,对于运动电荷之间的相互作用,牛顿第三定律就不适用了。如图所示,运动电荷B通过激发的磁场作用于运动电荷A的力为(并不沿AB的连线),而运动电荷A的磁场在此刻对B电荷却无作用力(图中未表示它们之间的库仑力)。由此可见,作用力在此刻不存在反作用力,作用与反作用定律在这里失效了。实验证明:对于以电磁场为媒介传递的近距作用,总存在着时间的推迟。对于存在推迟效应的相互作用,牛顿第三定律显然是不适用的。实际上,只有对于沿着二物连线方向的作用(称为有心力),并可以不计这种作用传递时间(即可看做直接的超距作用)的场合中,牛顿第三定律才有效。但是在牛顿力学体系中,与第三定律密切相关的动量守恒定律,却是一个普遍的自然规律。在有电磁相互作用参与的情况下,动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量;从实物粒子的机械动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒,从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律。

在现代物理学中,动量守恒定律、能量守恒定律与角动量守恒定律相比牛顿定律更为普遍适用,它们既应用于光,也应用于物质;既应用于经典物理学,也应用于非经典物理学。它们的陈述都非常简单:“动量、能量、角动量既不可能凭空创造也不可能凭空消失”。因为力是动量的时间衍生物,因此力这个概念显得有些多余,是从属于守恒定律的。力的概念也不能应用于基础理论,如量子力学、量子电动力学、广义相对论中。标准模型解释了三种基本力(强力、弱力和电磁力)是如何从规范场中起源并通过虚粒子转换的。其他的力例如重力与费米简并压力也可以冲动量守恒中引出。

万有引力定律

简介:

万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。牛顿的普适万有引力定律表示如下:任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们距离的平方成反比,与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。是物体(质点)间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。

是牛顿在前人(开普勒、胡克、雷恩、哈雷)研究的基础上,凭借他超凡的数学能力证明,在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。

在高中阶段主要是用了简化的思想,把行星运动轨道由椭圆简化为圆下证明。

具体证明可以参考《普通高中课程标准实验教科书》物理高一第六章万有引力定律p97-107或《普通高中课程标准实验教科书》物理高一必修2教材

p36-37。

万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。

定律内容:

自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小与两物体的质量的乘积成正比,与两物体间距离的平方成反比。

公式表示:

F=G*M1M2/(R*R)(G=6.67×10^-11N?m^2/kg^2)

F: 两个物体之间的引力

G: 万有引力常数

m1: 物体1的质量

m2: 物体2的质量

r: 两个物体之间的距离

依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r 的单位为米(m),常数G近似地等于

6.67×10-11次方N·m2㎏-2次方

(牛顿米的平方每千克的平方)。

可以看出排斥力F一直都将不存在,这意味着净加速度的力是绝对的。(这个符号规约是为了与库仑定律相容而订立的,在库仑定律中绝对的力表示两个电子之间的排斥力。)

适用范围:

两个可以视为质点的物体之间,或者是两个均匀球之间。

意义:

万有引力定律的发现,是17世纪自然科学最伟大的成果之一。它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来,对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。它第一次解释了(自然界中四种相互作用之一)一种基本相互作用的规律,在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明。推翻了古人类认为的神之引力。

重力加速度:

令a1为事先已知质点的重力加速度。由牛顿第二定律知,即。取代前面方程中的F

同理亦可得出a2.

依照国际单位制,重力加速度(同其他一般加速度)的单位被规定为米每平方秒(m/s^2 or m s^?2)。非国际单位制的单位有伽利略、单位g(见后)以及英尺每秒的平方。

请注意上述方程中的a1,质量m1的加速度,在实际上并不取决于m1的取值。因此可推论出对于任何物体,无论它们的质量为多少,它们都将按照同样的比率向地面坠落(忽略空气阻力)。

如果物体运动过程中r只有极微小的改变——譬如地面附近的自由落体运动——重力加速度将几乎保持不变(参看条目地心引力)。而对于一个庞大物体,由于r的变化导致的不同位点所受重力的变化,将会引起巨大而可观的潮汐力作用。

具有空间广度的物体:

如果被讨论的物体具有空间广度(远大于理论上的质点),它们之间的万有引力可以以物体的各个等效质点所受万有引力之和来计算。在极限上,当组成质点趋近于“无限小”时,将需要求出两物体间的力(矢量式见下文)在空间范围上的积分。

从这里可以得出:如果物体的质量分布呈现均匀球状时,其对外界物体施加的万有引力吸引作用将同所有的质量集中在该物体的几何中心原理时的情况相同。(这不适用于非球状对称物体)。

矢量式:

地球附近空间内的重力示意图:在此数量级上地球表面的弯曲可被忽略不

计,因此力线可以近似地相互平行并且指向地球的中心牛顿万有引力定律亦可通过矢量方程的形式进行表述而用以计算万有引力的方向和大小。在下列公式中,以粗体显示的量代表矢量。

其中:

F12: 物体1对物体2的引力

G: 万有引力常数

m1与m2: 分别为物体1和物体2的质量

r21 = | r2 ? r1 |: 物体2和物体1之间的距离

r21= r1+r2 物体2和物体1之间的距离

: 物体1到物体2的单位矢量

可以看出矢量式方程的形式与之前给出的标量式方程相类似,区别仅在于在矢量式中的F是一个矢量,以及在矢量式方程的右端被乘上了相应的单位向量。而且,我们可以看出:F12 = ? F21.

同样,重力加速度的矢量式方程与其标量式方程相类似:

万有引力与重力

1;重力是由于地球的吸引而产生的,但能否说万有引力就是重力呢?分析这个问题应从地球自转入手。由于地球自转,地球上的物体随之做圆周运动,所受的向心力F1=mrw^2=mRw^2cosa,F1是引力F提供的,它是F的一个分力,cosa是引力F与赤道面的夹角的余弦值,F的另一个分力F2就是物体所受的重力,即F2=mg。

由此可见,地球对物体的万有引力是物体受到重力的原因,但重力不完全等于万有引力,这是因为物体随地球自转,需要有一部分万有引力来提供向心力。

2;重力与万有引力间的大小关系

(1)重力与纬度的关系

在赤道上满足mg=F-F向(物体受万有引力和地面对物体的支持力Fn的作用,其合力充当向心力,Fn的大小等于物体的重力的大小)。

在地球两极处,由于F向=0,即mg=F,在其他位置,mg、F与F向间符合平行四边形定则。同一物体在赤道处重力最小,并随纬度的增加而增大。

(2)重力、重力加速度与高度的关系

在距地面高度为h的高处,若不考虑地球自转的影响时,则

mg'=F=GMm/(R+h)^2;而在地面处mg=GMm/R^2.

距地面高为h处,其重力加速度g'=GM/(R+h)^2,在地面处g=GM/R^2.

在距地面高度为h的轨道上运行的宇宙飞船中,质量为m的物体的重力即为该处受到的万有引力,即mg'=GmM/(R+h)^2,但无法用测力计测出其重力。万有引力与匀速圆周运动

一个天体环绕另一个中心天体做匀速圆周运动。其向心力由万有引力提供。即F引=GMm/r^2≈mg=ma向,而a向=v^2/r=w^2r=vw=(4π^2/T^2)r=4π^2f^2r,因此应用万有引力定律解决天体的有关问题,主要有以下几个度量关系:F引

=GMm/r^2(r为轨道半径)=mg=ma向

=mv^2/r=mw^2r=m(4π^2/T^2)r=m4π^2f^2r.

重力场:

球状星团M13 证明重力场的存在。重力场是用于描述在任意空间内某一点的物体每单位质量所受万有引力的矢量场。而在实际上等于该点物体所受的重力加速度。

以下是一个普适化的矢量式,可被应用于多于两个物体的情况(例如在地球与月球之间穿行的火箭)的计算。对于两个物体的情况(比如说物体1是火箭,物体2是地球)来说,我们可以用替代并用m替代m1来将重力场表示为:因此我们可以得到:

该公式不受产生重力场的物体的限制。重力场的单位为力除以质量的单位;在国际单位制上,被规定为N·kg?1(牛顿每千克)。

牛顿理论存在的问题:

尽管牛顿对重力的描述对于众多实践运用来说十分地精确,但它也具有几大理论问题且被证明是不完全正确的。

理论问题:

没有任何征兆表明重力的传送媒介可以被识别出,牛顿自己也对这种无法说明的超距作用感到不满意(参看后文条目“牛顿定律的局限性”)。

牛顿的理论需要定义重力可以瞬时传播。因此给出了古典自然时空观的假设,这样亦能使约翰内斯·开普勒所观测到的角动量守恒成立。但是,这与爱因斯坦的狭义相对论理论有直接的冲突,因为狭义相对论定义了速度的极限——真空中的光速——在此速度下信号可以被传送。

观测结果的不符:

牛顿的理论并不能完全地解释出水星在沿其轨道运动到近日点时出现的进动现象进动。牛顿学说的预言(由其它行星的重力拖曳产生)与实际观察到的进动相比每世纪会出现43弧秒的误差。

牛顿的理论预言的重力作用下光线的偏折只有实际观测结果的一半。广义相对论则与观察结果更为接近。

所有物体的重力质量与惯性质量相同的这一观测现象是牛顿的系统所不能解释的。广义相对论则将它作为一个基本条件。参看条目等效原理。

牛顿定律的局限性:

当牛顿非凡的工作使万有引力定律能够为数学公式所表示后,他仍然不满于公式中所隐含的“超距作用”观点。他从来没有在他的文字中“赋予产生这种能力的原因”。在其它情况下,他使用运动的现象来解释物体受到不同力的作用的原因,但是对于重力这种情况,他却无法用实验方法来确认运动产生了重力。此外,他甚至还拒绝对这个由地面产生的力的起因提出假设,而这一切都违背了科学证据的原则。

牛顿的经典力学知适用于低速、宏观、弱引力,而不适用于高速、微观与

强引力。

牛顿对重力的发现埋葬了“哲学家至今仍在愚蠢地试图探索自

然”(philosophers have hitherto attempted the search of nature in vain)这句所谓的真理,就同他深信着的“有各种因素”使得“各种迄今未知的原因”是所有“自然现象”的基础。这些基本的现象至今仍在研究中,而且,虽然存在着许多种的假设,最终答案仍然没有找出。虽然爱因斯坦的假设的确比牛顿的假设更能精确地解释确定案例中万有引力的作用效果,但是他也从来没有在他的理论中为这种能力赋予一个原因。在爱因斯坦的方程式中,“物质告诉空间怎么扭曲,空间告诉物质怎么移动”(matter tells space how to curve, and space tells matter how to move),但是这个完全异于牛顿世界的新的思想,也不能使爱因斯坦所赋予“产生这种能力的原因”比万有引力定律使牛顿所赋予的原因更能使空间产生扭曲。牛顿自己说:

我还没有能力去从现象中发现产生这些重力特性的原因,而且我无法臆测……我所解释的定律和丰富的天体运动的计算已经足够于说明重力的确存在并能产生效果。一个物体可以不通过任何介质穿过真空间的距离对另一个物体产生作用,在此之上它们的活动和力可以传送自对方,这对于我来说简直就是一个天大的谬论。因此,我相信,任何有足够的哲学思维能力的人都不会沉溺于此。

如果科学最终能够发现重力产生的原因的话,牛顿的希望也将最终被实现。

需要注意的是,牛顿在推出万有引力定律的同时,并没能得出引力常量G 的具体值。G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。卡文迪许的扭秤试验,不仅以实践证明了万有引力定律,同时也让此定律有了更广泛的使用价值。

卡文迪许测出的G=6.7*10^-11 N*m^2/kg^2,与现在的公认值

6.67×10^-11N*m^2/kg^2极为接近;直到1969年(180年之后)G的测量精度还保持在卡文迪许的水平上。

提出日期

1687年7月5日

提问者评价

非常感谢!

牛顿第一定律内容:一切物体在任何情况下,在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。

牛顿第二定律内容: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。

牛顿第三定律内容:作用在两个物体的一对作用力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在不同的两个物体上。

参考:百度百科https://www.sodocs.net/doc/ff15320654.html,/view/17464.htm

万有引力:物体之间的吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力。https://www.sodocs.net/doc/ff15320654.html,/view/1547.htm

综上,三大定律不包括万有引力定律,而且万有引力F=GmM/r2,并不是楼上说的牛二在天体运行中的具体运用,而是世间万物都存在的相互的作用。但是万有引力定律可以用牛三来备注,即:两物体之间所产生的相互的万有引力,方向相反、大小相等、作用在两者连线上、分别作用在另一个物体上

牛顿三大定律详细总结

一、牛顿第一定律(惯性定律): 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状态为止。 1.理解要点: 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:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 2.惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM =2/严格相等。 ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 【例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个人向上跳起,发现仍落回到车上原处,这是因为 ( ) A.人跳起后,厢内空气给他以向前的力,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 【分析与解答】因为惯性的原因,火车在匀速运动中火车上的人与火车具有相同的水平速度,当人向上跳起后,仍然具有与火车相同的水平速度,人在腾空过程中,由于只受重力,水平方向速度不变,直到落地,选项D正确。 【说明】乘坐气球悬在空中,随着地球的自转,免费周游列国的事情是永远不会发生的,惯性无所不在,只是有时你感觉不到它的存在。 【答案】D 二、牛顿第二定律(实验定律) 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 合成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式:F ma 合 = 理解要点: ①因果性:F 合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a与F 合都是矢量,,方向严格相同;

牛顿运动定律-经典习题汇总

牛顿运动定律经典练习题 一、选择题 1.下列关于力和运动关系的说法中,正确的是 ( ) A .没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现 B .物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的 C .物体所受合外力为0,则速度一定为0;物体所受合外力不为0,则其速度也一定不为0 D .物体所受的合外力最大时,速度却可以为0;物体所受的合外力为0时,速度却可以最大 2.升降机天花板上悬挂一个小球,当悬线中的拉力小于小球所受的重力时,则升降机的运动情况可能是 ( ) A .竖直向上做加速运动 B .竖直向下做加速运动 C .竖直向上做减速运动 D .竖直向下做减速运动 3.物体运动的速度方向、加速度方向与作用在物体上合力方向的关系是 ( ) A .速度方向、加速度方向、合力方向三者总是相同的 B .速度方向可与加速度方向成任何夹角,但加速度方向总是与合力方向相同 C .速度方向总是和合力方向相同,而加速度方向可能和合力相同,也可能不同 D .速度方向与加速度方向相同,而加速度方向和合力方向可以成任意夹角 4.一人将一木箱匀速推上一粗糙斜面,在此过程中,木箱所受的合力( ) A .等于人的推力 B .等于摩擦力 C .等于零 D .等于重力的下滑分量 5.物体做直线运动的v-t 图象如图所示,若第1 s 内所受合力为F 1,第2 s 内所受合力为F 2,第3 s 内所受合力为F 3, 则( ) A .F 1、F 2、F 3大小相等,F 1与F 2、F 3方向相反 B .F 1、F 2、F 3大小相等,方向相同 C .F 1、F 2是正的,F 3是负的 D .F 1是正的,F 1、F 3是零 6.质量分别为m 和M 的两物体叠放在水平面上如图所示,两物体之间及M 与 水平面间的动摩擦因数均为μ。现对M 施加一个水平力F ,则以下说法中不正确的是( ) A .若两物体一起向右匀速运动,则M 受到的摩擦力等于F B .若两物体一起向右匀速运动,则m 与M 间无摩擦,M 受到水平面的摩擦力大小为μmg C .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力的大小等于F -M a D .若两物体一起以加速度a 向右运动,M 受到的摩擦力大小等于μ(m+M )g+m a 7.用平行于斜面的推力,使静止的质量为m 的物体在倾角为θ的光滑斜面上,由底端向顶端做匀加速运动。当物体运动到斜面中点时,去掉推力,物体刚好能到达顶点,则推力的大小为 ( ) A .mg(1-sin θ) B .2mgsin θ C .2mgcos θ D .2mg(1+sin θ) 8.从不太高的地方落下的小石块,下落速度越来越大,这是因为 ( ) A .石块受到的重力越来越大 B .石块受到的空气阻力越来越小 C .石块的惯性越来越大 D .石块受到的合力的方向始终向下 9.一个物体,受n 个力的作用而做匀速直线运动,现将其中一个与速度方向相反的力逐渐减小到零,而其他的力保持不变,则物体的加速度和速度 ( ) A .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越快 B .加速度与原速度方向相同,速度增加得越来越慢 C .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越快 D .加速度与原速度方向相反,速度减小得越来越慢 10.下列关于超重和失重的说法中,正确的是 ( ) 第 5 题 第 6 题

牛顿运动定律详细总结

高三一轮复习教案——许敬川 (本章课时安排:理论复习部分共三单元用6-8个课时,走向高考和小片习题处理课用4个课时 注:教案中例题和习题以学案形式印发给学生) 第三章牛顿运动定律 第一单元牛顿运动定律 第1课时牛顿第一定律牛顿第三定律 要点一、牛顿第一定律 1、伽利略的实验和推论: ①伽利略斜面实验:小球沿斜面由 滚下,再滚上另一斜面,如不计摩擦将滚到处,放低后一斜面,仍达到同一高度。若放平后一斜面,球将滚下去。 ②伽利略通过“理想实验”和“科学推理”,得出的结论是:一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度 地运动下去。也即是:力不是 物体运动的原因,而恰恰是 物体运动状态的原因。 2、笛卡尔对伽利略观点的补充和完善:法国科学家笛卡尔指出:除非物体受到力的作用,物体将永远保持其 或运动状态,永远不会使自己沿 运动,而只保持在直线上运动。 3、对运动状态改变的理解: 当出现下列情形之一时,我们就说物体的运动状态改变了。①物体由静止变为 或由运动变为 ;②物体的速度大小或 发生变化。 牛顿物理学的基石――惯性定律 1、牛顿第一定律:一切物体总保持 或 ,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止,这就是牛顿第一定律,也叫惯性定律。 2、惯性:物体具有保持原来的 状态或 状态的性质,叫惯性。 强调:①牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物,不可能用实验直接验证。 ②一切物体都具有惯性,牛顿第一定律是惯性定律。 惯性与质量: 1、惯性表现为改变物体运动状态的难易程度,惯性大,物体运动状态不容易改变;惯性小,物体运动状态容易改变。 2、质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大,惯性大,运动太太不易

牛顿运动定律经典例题(含解析)

7.14作业一 牛顿第一定律、牛顿第三定律 看书 :《大一轮》 第一讲 基础热身 1.2012·厦门模拟用一根轻质弹簧竖直悬挂一小球,小球和弹簧的受力如图K12-1所示, 下列说法正确的是( ) B .F 2的反作用力是F 3 C .F 3的施力物体是地球 D .F 4的反作用力是F 1 2.2011·芜湖模拟关于惯性,下列说法中正确的是( ) A .在月球上物体的重力只有在地面上的16 ,但是惯性没有变化 B .卫星内的仪器由于完全失重,惯性消失了 C .铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大铁饼惯性,使其飞得更远 D .磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了 3.2011·金华模拟跳高运动员蹬地后上跳,在起跳过程中( ) A .运动员蹬地的作用力大小大于地面对他的支持力大小 B .运动员蹬地的作用力大小等于地面对他的支持力大小 C .运动员所受的支持力和重力相平衡 D .运动员所受的支持力小于重力 4.2011·海淀模拟物体同时受到F 1、F 2、F 3三个力的作用而保持平衡状态,则以下说法正确的是( ) A .F 1与F 2的合力一定与F 3大小相等,方向相反 B .F 1、F 2、F 3在某一方向的分量之和可能不为零 C .F 1、F 2、F 3中的任何一个力变大,则物体必然做加速运动 D .若突然撤去F 3,则物体一定沿着F 3的反方向做匀变速直线运动 技能强化 5.就一些实际生活中的现象,某同学试图从惯性角度加以解释,其中正确的是( ) A .采用了大功率的发动机后,某些赛车的速度甚至能超过某些老式螺旋桨飞机的速度,这表明可以通过科学进步使小质量的物体获得大惯性 B .射出枪膛的子弹在运动相当长一段距离后连一件棉衣也穿不透,这表明它的惯性小了 C .货运列车运行到不同的车站时,经常要摘下或加挂一些车厢,这会改变它的惯性 D .摩托车转弯时,车手一方面要控制速度适当,另一方面要将身体稍微向里倾斜,通过调控人和车的惯性达到急转弯的目的 6.2011·台州模拟计算机已经应用于各个领域.如图K12-2所示是利用计算机记录的某作用力和反作用力变化图线,根据图线可以得出的结论是( ) 图K12-2 A .作用力大时,反作用力小 B .作用力和反作用力的方向总是相反的 C .作用力和反作用力是作用在同一个物体上的 D .牛顿第三定律在物体处于非平衡状态时不再适用 7.我国《道路交通安全法》中规定:各种小型车辆前排乘坐的人(包括司机)必须系好安全带,这是因

高一物理第四章牛顿运动定律学习知识点情况总结

高 一 物 理 第 四 章 《 牛 顿 运 动 定 律 》 总 结 一、夯实基础知识 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。 理解要点: (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,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方法,即通过大量的实验现象,利用人的逻辑思维,从大量现象中寻找事物的规律; (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. 理解要点: (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,注意力的瞬时效果是加速度而不是速度;

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

第一讲 牛顿第一、第三定律(解析版)

第一讲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 重点难点突破 一、如何理解牛顿第一定律 1、建立惯性的概念,即一切物体都具有保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性.是物体固有的一种属性,与物体是否受力及物体的运动状态无关. 2、对力的概念更加明确.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,即力是物体产生加速度的原因. 3、牛顿第一定律不是实验定律,即不能由实验直接加以验证,它是在可靠的实验事实基础上采用科学的抽象思维而推理和总结出来的. 二、牛顿第一定律、惯性、牛顿第二定律的比较 1、力不是维持物体运动的原因,牛顿第一定律指出“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”.因此物体在不受力时仍可以匀速运动,并不需要力来维持,力是改变这种状态的原因,也就是力是产生加速度的原因. 2、惯性是一切物体保持原来运动状态的性质,而力是物体间的相互作用.因此惯性不是一种力,力是使物体运动状态发生改变的外部因素,惯性则是维持物体运动状态,阻碍物体运动状态发生改变的内部因素.

牛顿三大定律知识点与例题

牛顿三大定律知识点与 例题 文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

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

高中物理公式大全全集牛顿定律

三、牛顿定律 一、知识网络 二、画龙点睛 概念 1、牛顿第一定律 ⑴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. ⑵理解牛顿第一定律时应注意的问题 ①牛顿第一定律不像其他定律一样是实验直接总结出来的,它是牛顿以伽利略的理想实验为基础总结出来的. ②牛顿第一定律描述的是物体不受外力时的运动规律,牛顿第一定律是独立规律,绝不能简单地看成是牛顿第二定律的特例. ③牛顿第一定律的意义在于指出了一切物体都具有惯性,力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态产生加速度的原因. ⑶牛顿第一定律可以从以下几个方面来进一步理解: ①定律的前一句话揭示了物体所具有的一个重要属性,即“保持匀速直线运动状态或静止状态”,对于所说的物体,在空间上是指所有的任何一个物体;在时间上则是指每个物体总是具有这种属性.即在任何情况下都不存在没有这种属性的物体.这种“保持匀速直线运动状态或静止状态”的性质叫惯性.简而言之,牛顿第一定律指出了一切物体在任何情况

下都具有惯性。 ②定律的后一句话“直到有外力迫使它改变这种状态为止”实际上是对力下的定义:即力是改变物体运动状态的原因,而并不是维持物体运动的原因. ③牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律.其实,不受外力作用的物体在我们的周围环境中是不存在的.当物体所受到的几个力的合力为零时,其运动效果和不受外力的情况相同,这时物体的运动状态是匀速直线运动或静止状态. 应该注意到,不受任何外力和受平衡力作用,仅在运动效果上等同,但不能说二者完全等同,如一个不受力的弹簧和受到一对拉或压的平衡力作用的同一个弹簧,显然在弹簧是否发生形变方面是明显不同的.惯性:物体保持原来的匀速直线运动或静止状态的性质叫惯性. ⑷惯性是一切物体的固有属性,是性质,而不是力.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,质量是物体惯性大小的量度,即质量大的,惯性大;质量小的,惯性小. 2、牛顿第二定律 ⑴内容:物体的加速度与所受合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外 力的方向相同. ⑵公式:F合= ma ⑶理解牛顿第二定律时注意的问题 ①瞬时性:力与加速度的产生是同时的,即同时增大,同时减小,同时消失. F=ma是对运动过程中的每一个瞬间成立的,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,即有力作用就有加速度产生;外力停止作用,加速度随即消失,二者之间没有时间上的推迟或滞后,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;外力随时间改变,则加速度也随时间做同步的改变. ②矢量性:加速度的方向总与合外力方向一致. 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.而速度方向与合外力方向没有必然联系. ③独立性:F合应为物体受到的合外力,a为物体的合加速度;而作用于物体上的每一个力各自产生的加速度也都遵从牛顿第二定律,与其他力无关(力的独立作用性).而物体的合加速度则是每个力产生的加速度的矢量和。 ④在使用牛顿第二定律时还应注意:公式中的a是相对于惯性参照系的,即相对于地面静止或匀速直线运动的参照系.另外,牛顿第二定律只适用于宏观低速的物体,对微观高速物体的研究,牛顿第二定律不适用.(高速是指与光速可比拟的速度;微观是指原子、原子核组成的世界). 3、牛顿第三定律 ⑴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,但作用点不在同一个物体上. ⑵注意:物体与物体之间的作用力和反作用力总是同时产生、同时消失、同种性质、分别作用在相互作用的两个物体上,它们分别对这两个物体产生的作用效果不能抵消. ⑶作用力和反作用力与一对平衡力的区别:二对作用力与反作用力分别作用在两个不同的物体上,而平衡力是作用在同一物体上;作用力与反作用力一定是同一性质的力,平衡力则可以是也可以不是;作用力和反作用力同时产生、同时消失,而一对平衡力,当去掉其中一

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。 (4)牛顿第二定律F=ma 定义了力的基本单位——牛顿(使质量为1kg 的物体产生1m/s 2 的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s 2 . (5)应用牛顿第二定律解题的步骤: ①明确研究对象。 ②对研究对象进行受力分析。同时还应该分析研究对象的运动情况(包括速度、加速度),并把速度、加速

第三章牛顿三大运动定律知识点与例题

第一单元: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. 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 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. 【解析】牛顿第一定律说明,一切物体都具有惯性,惯性与物体的受力情况和运动情况无关,选项A、C是错误的,惯性大小由物体的质量决定,D正确.惯性不是一种力而是物体本身的一种属性,B错误. 【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()

高一物理:解析牛顿三大定律

(一)牛顿第一定律(即惯性定律) 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状态为止。 (1)理解要点: 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:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 (2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量 =2/严格相等。 m Fr GM ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 (二)牛顿第二定律 1. 定律内容 成正比,跟物体的质量m成反比。 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 合 = 2. 公式:F ma 合 理解要点: ①因果性:F合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a与F合都是矢量,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F合是该时刻作用在该物体上的合外力。 (三)力的平衡 1. 平衡状态 指的是静止或匀速直线运动状态。特点:a=0。 2. 平衡条件 F0。 共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即∑= 3. 平衡条件的推论 (1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等大反向; (2)物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平衡状态,这三个力必为共点

高一物理专题:解析牛顿三大定律

高一物理专题:解析牛顿三大定律 (一)牛顿第一定律(即惯性定律) 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状态为止。 (1)理解要点: 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:力是改变物体运动状态的原因,是使物体产生加速度的原因。 ③第一定律是牛顿以伽俐略的理想斜面实验为基础,总结前人的研究成果加以丰富的想象而提出来的;定律成立的条件是物体不受外力,不能用实验直接验证。 ④牛顿第一定律是牛顿第二定律的基础,不能认为它是牛顿第二定律合外力为零时的特例,第一定律定性地给出了力与运动的关系,第二定律定量地给出力与运动的关系。 (2)惯性:物体保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。 ①惯性是物体的固有属性,与物体的受力情况及运动状态无关。 ②质量是物体惯性大小的量度。 ③由牛顿第二定律定义的惯性质量m=F/a和由万有引力定律定义的引力质量m Fr GM =2/严格相等。 ④惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质、力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。 (二)牛顿第二定律 1. 定律内容 物体的加速度a跟物体所受的合外力F 合成正比,跟物体的质量m成反比。 2. 公式:F ma 合 = 理解要点: ①因果性:F 合是产生加速度a的原因,它们同时产生,同时变化,同时存在,同时消失; ②方向性:a与F 合都是矢量,方向严格相同; ③瞬时性和对应性:a为某时刻某物体的加速度,F 合是该时刻作用在该物体上的合外力。 (三)力的平衡 1. 平衡状态 指的是静止或匀速直线运动状态。特点:a=0。 2. 平衡条件 共点力作用下物体的平衡条件是所受合外力为零,即∑= F0。 3. 平衡条件的推论 (1)物体在多个共点力作用下处于平衡状态,则其中的一个力与余下的力的合力等大反向; (2)物体在同一平面内的三个不平行的力作用下,处于平衡状态,这三个力必为共点力; (3)物体在三个共点力作用下处于平衡状态时,图示这三个力的有向线段必构成闭合三角形。 (四)牛顿第三定律 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,公式可写为F F =-'。

牛顿运动定律概念公式

牛顿运动定律 A 、 牛顿第一定律 惯性 一、亚里士多德的运动观点是错误的 日常生活中直接观察所得到的直觉结论并不总是可靠的! 马克思曾称亚里士多德是古希腊哲学家中最博学的人物 二、伽利略的斜面理想实验 1、 实验结论:维持物体运动不需要力 2、理想实验又叫想像实验 以可靠事实为依据,突出主要因素、忽略次要因素,通过抽象思维深刻揭示自然规律。 三、牛顿第一定律 1、内容:一切物体总保持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、意义:(1)维持物体运动不需要力; (2)一切物体都有惯性; (3)力是改变物体运动状态的原因。 小结:不能用实验直接验证,是以实验事实为基础,通过推理、想象总结出来的。 四、惯性及其应用 1、物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,叫做惯性。 2、惯性是物体的固有属性,与物体运动与否无关。 3、质量是惯性大小的量度,惯性大小与物体的速度大小无关。 五、牛顿的主要贡献 1、建立了以牛顿三大运动定律为基础的经典力学体系 2、发现万有引力定律 3、发现光的色散 4、创立微积分 5、发明反射望远镜 6、最有影响的著作《自然哲学的数学原理》 B. 牛顿第二定律 一、内容: 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。 国际单位制规定:1N 的力可以使质量为1kg 的物体产生1m/s 2的加速度。 ma F ∝合kma F =合m F a 合 ∝ ma F =合

二、公式: 正交分解时:牛顿第二定律的分量形式 三、意义: (1)揭示了力与运动的关系; (2)矢量性:物体的加速度与合外力的方向相同; (3)瞬时性:力与加速度瞬时对应; (4)独立性:一物体同时受到几个力作用,每个力产生的效果,跟每个力单独作用产生的效果一样;加速度和力一样可以合成和分解。 四、控制变量法: 实验探究:加速度a 与F 、m 间的关系 方法:控制变量 1、保持质量不变,加速度与力的关系; 2、保持力不变,加速度与质量的关系。 化曲线为直线的方法: ? 将a-m 图像改画为a-1/m 图像 附: 1、 两个表达式的区别: 定义式: 从运动学角度描述加速度,反映了加速度的物理意义,采用了物理学中的比值法,可以 用它量度加速度的大小; 决定式: 从动力学角度描述加速度,反映了加速度与哪些因素有关,大小决定于F/m ,方向决定于F 的方向。 ? 加速度的方向与速度变化的方向一致。 t v v a t 0 -=m F a =

高一物理牛顿运动定律知识点总结

牛顿运动定律 一、夯实基础知识 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。 理解要点: (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,力是使物体产生加速度的原因。 (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唯一量度。 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. 理解要点: (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 (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,注意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。 (4)牛顿第二定律F=ma定义了力的基本单位——牛顿(使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的作用力为1N,即1N=1kg.m/s2.) (5)应用牛顿第二定律解题的步骤: ①明确研究对象②受力分析③运动分析④当研究对象在研究过程的不同阶段受力情况有变化时,那就必须分阶段进行受力 分析,分阶段列方程求解。 (6)运用牛顿运动定律解决的动力学问题解题思路图解如下: 可见,不论求解那一类问题,求解加速度是解题的 桥梁和纽带,是顺利求解的关键。 3、牛顿第三定律: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。 理解要点: (1)作用力和反作用力相互依赖性,它们是相互依存,互以对方作 为自已存在的前提; (2)作用力和反作用力的同时性,它们是同时产生、同时消失,同时变化,不是先有作用力后有反作用力; (3)作用力和反作用力是同一性质的力; (4)作用力和反作用力是不可叠加的,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,不可求它们的合力,两个力的作用效果不能相互抵消,这应注意同二力平衡加以区别。 (5)区分一对作用力反作用力和一对平衡力:一对作用力反作用力和一对平衡力的共同点有:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上。不同点有:作用力反作用力作用在两个不同物体上,而平衡力作用在同一个物体上;作用力反作用力一定是同种性质的力,而平衡力可能是不同性质的力;作用力反作用力一定是同时产生同时消失的,而平衡力中的一个消失后,另一个可能仍然存在。 4. 超重和失重: (1)超重:物体具有竖直向上的加速度称物体处于超重。处于超重状态的物体对支持面的压力F(或对悬挂物的拉力)大于物体的重力,即F=mg+ma.; (2)失重:物体具有竖直向下的加速度称物体处于失重。处于失重状态的物体对支持面的压力F N(或对悬挂物的拉力)小于物体 的重力mg,即F N=mg-ma,当a=g时,F N=0,即物体处于完全失重。 6、牛顿定律的适用范围: (1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系; (2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题; (3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。 二、解析典型问题 问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。 例1、如图1所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? . 图1

牛顿三大定律知识点总结及相应的练习题

牛顿三大定律知识点总结及相应的练习题 一.牛顿第一定律 1.历史上对力和运动关系的认识过程: ①亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。 ②伽利略的想实验:否定了亚里士多德的观点,他指出:如果没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。 ③笛卡儿的结论:如果没有加速或减速的原因,运动物体将保持原来的速度一直运动下去。 ④牛顿的总结:牛顿第一定律 2.伽利略的“理想斜面实验”程序内容: ① (事实) 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② (推论) 如果没有摩擦,小球将上升到释放的高度。 ③ (推论) 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。 ④ (推论) 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平,小球沿水平面做持续的匀速直线运动。 ⑤ (推断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。 此实验揭示了力与运动的关系: ①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,物体的运动并不需要力.... ②同时说出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变的属性)只有受力时运动状态才.... 这种运动状态保持不变的属性就称作惯性。.... 即:一切物体具都有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,这就是惯性。.. 3. 惯性定律 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

理解:(1)明确了惯性的概念 (2)确定了力的含义 (3)定性揭示了力和运动的关系 4.惯性与质量 (1):物体的这种保持原来的匀速直线运动状态或者静止状态的性质叫做惯性。(惯性与是否受力无关,与速度大小无关) (2)形式:a.当物体不受外力或者所受外力为零时,惯性表现为保持原来的运动状态不b.当物体受到外力作用时,惯性表现为改变运动状态的难易程度,物体的惯 性越大,它的运动状态越难变。 (3)惯性与质量:质量是物体惯性大小的量度,而一个物体惯性的大小,则意味着改变 物体运动状态的难以程度。 (4)对质量的理解:a.从物质角度理解:质量为物体所含物质的多少。 b.从惯性角度理解:质量是决定物体惯性大小的唯一因素。 5.惯性和惯性定律的理解 (1)惯性定律:牛顿第一定律揭示了一切物体都具有保持原来运动状态不变的性质。即 一切物体都具有惯性。同时,牛顿第一定律还定性的指出了力的动力学意义: 力是改变物体运动状态的原因,即改变速度的原因。 (2)惯性:a.惯性是物体的固有属性:一切物体都具有惯性。 b.惯性与运动状态无关 c.惯性与物体是否受力无关,与物体速度大小无关,仅由物体的质量决定。 6.惯性的应用解释生活中的一些现象 【课堂练习】 1、关于伽利略理想实验,以下说法正确的是( BC ) A.伽利略理想实验是假想的,是没有科学依据的

牛顿运动定律经典计算题汇总

牛顿运动定律经典例题分析 一、.物体受力分析的基本程序:(1)确定研究对象;(2)采用隔离法分析其他物体对研究对象的作用力;(3)按照先重力,然后环绕物体一周找出跟研究对象接触的物体,并逐个分析这些物体对研究对象的弹力和摩擦力(4)画物体受力图,没有特别要求,则画示意图即可。 二、牛顿定律的适用范围:(1)只适用于研究惯性系中运动与力的关系,不能用于非惯性系;(2)只适用于解决宏观物体的低速运动问题,不能用来处理高速运动问题;(3)只适用于宏观物体,一般不适用微观粒子。 解析典型问题 问题1:必须弄清牛顿第二定律的矢量性。 牛顿第二定律F=ma 是矢量式,加速度的方向与物体所受合外力的方向相同。在解题时,可以利用正交分解法进行求解。 例1、如图1所示,电梯与水平面夹角为300,当电梯加速向上运动时,人对梯面压力是其重力的6/5,则人与梯面间的摩擦力是其重力的多少倍? 分析与解:对人受力分析,他受到重力mg 、支持力F N 和摩擦力F f 作用,如图1所示.取水平向右为x 轴正向,竖直向上为y 轴正向,此时只需分解加速度,据牛顿第二定律可得: F f =macos300, F N -mg=masin300 因为 56=m g F N ,解得5 3 = mg F f . 问题2:必须弄清牛顿第二定律的瞬时性。 牛顿第二定律是表示力的瞬时作用规律,描述的是力的瞬时作用效果—产生加速度。物体在某一时刻加速度的大小和方向,是由该物体在这一时刻所受到的合外力的大小和方向来决定的。当物体所受到的合外力发生变化时,它的加速度随即也要发生变化,F=ma 对运动过程的每一瞬间成立,加速度与力是同一时刻的对应量,即同时产生、同时变化、同时消失。 例2、如图2(a )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θ,L 2水平拉直,物体处于平衡状态。现将L 2线剪断,求剪断瞬时物体的加速度。 (l )下面是某同学对该题的一种解法: 分析与解:设L 1线上拉力为T 1,L 2线上拉力为T 2,重力为mg ,物体在三力作用下保持平衡,有 图 2(a) 图1

牛顿三大定律

牛顿三大运动定律 牛顿运动定律(Newton's laws of motion)是由艾萨克-牛顿爵士(Sir Isaac Newton)总结于17世纪并发表于《自然哲学的数学原理》的牛顿第一运动定律(Newton's first law of motion)即惯性定律(law of inertia)、牛顿第二运动定律(Newton's second law of motion)和牛顿第三运动定律(Newton's third law of motion)三大经典力学基本运动定律的总称。 牛顿三大定律 第一定律: 所有物质向支点方向做有速运动,直到平衡 第二定律: 作用力与反作用力是平衡的方向相反的。作用力小于物质力时,作用力与相等的物质力平衡,支点压力是作用力和反作用力之和压力向物质承受能力弱的方向做有速运动直到平衡。作用力的方向相同与物质力方向,作用力加速度到与物质力平衡。 第三定律: 作用力大于物质力时物质以作用力最快的速度做运动叫惯性。物质运动的方向与大于物质力的作用力相同,速度以振动方式传递消失,作用力以压力方式存在,压力释放产生作用力作用力速度作用力方向,向支点方向做有速运动直到平衡。 牛顿第一定律: 内容: 表述一: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。 原来静止的物体具有保持静止的性质,原来运动的物体具有保持运动的性质,因此我们称物体具有保持运动状态不变的性质称为惯性。一切物体都具有惯性,惯性是物体的物理属性。所以此定律又称为“惯性定律”。 表述二:当质点距离其他质点足够远时,这个质点就作匀速直线运动或保持静止状态。即:质量是惯性大小的量度。惯性大小只与质量有关,与速度和接触

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