第三章D牛顿运动定律的应用
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牛顿运动定律的应用
牛顿运动定律是结合牛顿三大定律探讨物体运动的一种运动学定律,
它认为物体受到外力时,物体的加速度与施力大小以及方向成正比,并且
施力的方向是对物体运动的影响。
牛顿运动定律的应用非常广泛,在工程
的应用中几乎涵盖了所有的机制。
在宇宙和航天领域,如卫星和行星运动,重力加速器,太空飞行器,人造卫星,也都是依靠牛顿运动定律来分析运
动物体的情况。
机械制造和机械设计领域,所有的机械中直接或间接利用
到牛顿运动定律,比如工程机械,现代机械,计算机机械,汽车机械,工
业机械等等,都是依靠牛顿运动定律来分析速度、加速度、位移和位移变
化的。
在日常生活中,牛顿运动定律也十分重要,比如:抛射、跳跃、下
坡跑步等,这些都会对我们的运动具有一定的影响,也就是牛顿运动定律
在我们日常生活中的应用。
牛顿运动定律在日常生活中的应用牛顿运动定律是物理学中最基本的定律之一,它描述了物体在受力作用下的运动规律。
尽管我们可能不经意地使用这些定律,但它们在我们的日常生活中无处不在。
首先,让我们来看看第一定律,也被称为惯性定律。
它表明一个物体将保持静止或匀速直线运动,除非有外力作用。
这个定律在我们的日常生活中有很多应用。
例如,当我们乘坐公交车时,如果司机突然踩下刹车,我们的身体会向前倾斜,这是因为我们的身体惯性使得我们保持了原来的运动状态。
同样,在车辆突然启动时,我们会向后倾斜,这是因为我们的身体惯性使得我们保持了静止状态。
第二定律是最著名的牛顿定律之一,它描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
根据这个定律,当一个物体受到一个力时,它的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。
这个定律在我们的日常生活中有很多应用。
例如,当我们骑自行车时,我们需要用脚蹬地来给自行车提供动力。
如果我们用更大的力蹬地,自行车的加速度将会增加。
同样,如果我们的自行车负载很重,我们需要用更大的力蹬地才能使自行车加速。
第三定律是最有趣的牛顿定律之一,也被称为作用与反作用定律。
它表明对于每一个作用力,都存在一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
这个定律在我们的日常生活中也有很多应用。
例如,当我们划船时,我们用桨向后推水,水会对桨产生一个向前的反作用力,推动船向前移动。
同样,当我们走路时,我们的脚对地面施加力,地面也对我们的脚施加一个大小相等、方向相反的力,使我们能够向前移动。
除了这些常见的应用外,牛顿运动定律在许多其他方面也有广泛的应用。
例如,它在工程学中被用来设计建筑物和桥梁,以确保它们能够承受各种力的作用。
它还在航天工程中被用来计算火箭的轨道和速度,以确保它们能够成功地进入太空。
此外,它还在运动员训练和体育竞技中发挥着重要作用,帮助教练和运动员们理解和优化运动技巧。
总之,牛顿运动定律在我们的日常生活中无处不在。
从我们乘坐交通工具到我们参与体育运动,从我们的日常活动到我们的工程设计,这些定律都发挥着重要作用。
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。
牛顿运动定律的应用牛顿运动定律的应用(精选6篇)牛顿运动定律的应用篇1教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇2教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇3教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇4教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇5教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.牛顿运动定律的应用篇6教学目标1、知识目标:(1)能结合物体的运动情况进行受力分析.(2)掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法,学会用牛顿运动定律和运动学公式解决力学问题.2、能力目标:培养学生审题能力、分析能力、利用数学解决问题能力、表述能力.3、情感目标:培养严谨的科学态度,养成良好的思维习惯.教学建议教材分析本节主要通过对典型例题的分析,帮助学生掌握处理动力学两类问题的思路和方法.这两类问题是:已知物体的受力情况,求解物体的运动情况;已知物体的运动情况,求解物体的受力.教法建议1、总结受力分析的方法,让学生能够正确、快速的对研究对象进行受力分析.2、强调解决动力学问题的一般步骤是:确定研究对象;分析物体的受力情况和运动情况;列方程求解;对结果的合理性讨论.要让学生逐步习惯于对问题先作定性和半定量分析,弄清问题的物理情景后再动笔算,并养成画情景图的好习惯.3、根据学生的实际情况,对这部分内容分层次要求,即解决两类基本问题——→解决斜面问题——→较简单的连接体问题,建议该节内容用2-3节课完成.教学设计示例教学重点:物体的受力分析;应用牛顿运动定律解决两类问题的方法和思路.教学难点:物体的受力分析;如何正确运用力和运动关系处理问题.示例:一、受力分析方法小结通过基本练习,小结受力分析方法.(让学生说,老师必要时补充)1、练习:请对下例四幅图中的A、B物体进行受力分析.答案:2、受力分析方法小结(1)明确研究对象,把它从周围物体中隔离出来;(2)按重力、弹力、摩擦力、外力顺序进行受力分析;(3)注意:分析各力的依据和方法:产生条件;物体所受合外力与加速度方向相同;分析静摩擦力可用假设光滑法.不多力、不丢力的方法:绕物一周分析受力;每分析一力均有施力物体;合力、分力不要重复分析,只保留实际受到的力.二、动力学的两类基本问题1、已知物体的受力情况,确定物体的运动情况.2、已知物体的运动情况,确定物体的受力情况.3、应用牛顿运动定律解题的一般步骤:选取研究对象;(注意变换研究对象)画图分析研究对象的受力和运动情况;(画图很重要,要养成习惯)进行必要的力的合成和分解;(在使用正交分解时,通常选加速度方向为一坐标轴方向,当然也有例外)根据牛顿运动定律和运动学公式列方程求解;(要选定正方向)对解的合理性进行讨论.四、处理连接体问题的基本方法1、若连接体中各个物体产生的加速度相同,则可采用整体法求解该整体产生的加速度.2、若连接体中各个物体产生的加速度不同,则一般不可采用整体法.(若学生情况允许,可再提高观点讲)3、若遇到求解连接体内部物体间的相互作用力的问题,则必须采用隔离法.以上各问题均通过典型例题落实.探究活动题目:根据自己的学习情况,编一份有关牛顿运动定律应用的练习题.题量:4-6道.要求:给出题目详细解答,并注明选题意图及该题易错之处.评价:可操作性、针对性,可调动学生积极性.。
牛顿第三定律的应用牛顿第三定律是经典力学中的基本原理之一,它阐述了物体之间相互作用的特性。
在本文中,我们将讨论牛顿第三定律的应用,并探索它在不同领域中的重要性。
1. 摩擦力与动力学摩擦力是牛顿第三定律的一个重要应用之一。
根据牛顿第三定律,当一个物体对另一个物体施加力时,它们之间的相互作用力是相等且相反的。
这意味着,当我们在水平桌面上推动一个物体时,它同时会对我们施加相等大小但方向相反的力。
这个反向的力就是摩擦力,它限制了物体相对运动的速度和方向。
2. 物体的运动与二力平衡牛顿第三定律也适用于物体的运动和平衡。
例如,当一个人站在地面上时,他施加一个向下的力,地面同时对他施加一个大小相等但方向相反的力。
这个力来自地面的支撑作用,使人能够保持静止或平衡状态。
这种平衡是基于牛顿第三定律的原理,支撑力和重力之间的相互作用力相等且相反。
3. 火箭推进原理火箭推进原理是牛顿第三定律的一个著名应用。
当火箭喷出高速燃烧的燃料和氧化剂时,它们会以巨大的速度向火箭后方喷射。
根据牛顿第三定律,喷出的燃料和氧化剂会对火箭施加一个反作用力,从而推动火箭向前。
这个反作用力成为推力,并根据牛顿第二定律的原理决定火箭的加速度。
4. 车辆运动中的反作用力当一辆车在道路上行驶时,牛顿第三定律适用于描述车辆与路面之间的相互作用力。
车轮对地面施加一个向后的推力,而地面对车轮施加一个向前的反作用力。
这个反作用力推动了车辆的运动,并且根据牛顿第二定律决定了车辆的加速度。
5. 弹道学与发射器的作用弹道学研究物体在空气中的运动轨迹,而牛顿第三定律可以用来解释弹道学中的一些现象。
例如,当一个发射器发射一个物体时,它对发射器施加一个反向的推力。
根据牛顿第三定律,发射器也会对物体施加一个大小相等但方向相反的力,将物体加速到空中并控制其运动轨迹。
总结起来,牛顿第三定律的应用十分广泛,几乎贯穿了整个物理学领域。
从力学到动力学,从运动到平衡,从火箭到车辆运动,牛顿第三定律都能提供有用的解释和应用。
牛顿第三定律的应用牛顿第三定律,也称“作用-反作用定律”,是经典力学中的重要法则之一。
它表明,每个作用力都存在一个大小相等、方向相反的反作用力,作用力和反作用力之间是一对力。
这一定律在各个领域都有广泛的应用,下面将介绍一些典型的应用场景。
1. 机械领域中的应用牛顿第三定律在机械领域中有着广泛的应用。
例如,当我们开启汽车时,车辆向后推进的力是由发动机产生的,而汽车本身向前运动的力则是牛顿第三定律中的反作用力。
同样的道理,当我们踩踏自行车脚蹬时,我们的脚蹬向下施加力,而自行车则向前移动。
此外,在物理中常见的简单机械装置如杠杆和滑轮系统中,也能看到牛顿第三定律的应用。
根据该定律,当我们施加一个力在杠杆上时,杠杆也会对我们施加一个大小相等、方向相反的反作用力,使得杠杆平衡。
2. 航空航天领域中的应用牛顿第三定律在航空航天领域中有着重要的应用。
例如,火箭的推进原理正是基于牛顿第三定律。
当火箭喷出高速燃气时,喷射出去的气体会产生一个向下的反作用力,而火箭本身则会产生一个朝上的推力,使得火箭能够向上飞行。
此外,飞机在空中飞行时也能看到牛顿第三定律的应用。
当飞机的引擎喷出气流时,气流向后推动,而飞机则会产生向前的推力,使得飞机能够维持飞行状态。
3. 生活中的应用牛顿第三定律也可以在日常生活中找到一些应用。
例如,当我们走路时,我们将身体向后移动的力作用在地面上,而地面则会对我们产生一个反向的支撑力,使得我们能够行走。
同样的原理,当我们划船时,桨向后推动水,水则会对桨产生一个向前的反力。
此外,在运动比赛中,运动员的身体会对地面施加一个向后的推力,而地面则对运动员产生一个向前的反作用力,使得运动员能够加速前进。
总结:牛顿第三定律的应用十分广泛,从机械领域到航空航天,从日常生活到运动比赛,我们都能够看到作用力和反作用力之间的相互作用。
牛顿第三定律的理解和应用不仅有助于我们理解物体运动的原理,也有助于我们解决实际问题,促进科学技术的发展。
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。
牛顿运动定律及其应用众所周知,牛顿是一位伟大的科学家,他提出了三个著名的运动定律,即牛顿运动定律。
这些定律不仅在科学界具有重要意义,而且在日常生活中也有广泛的应用。
第一个运动定律,也被称为惯性定律,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。
这个定律在我们日常生活中有很多例子。
比如,当火车急刹车时,乘客会因为惯性而向前倾斜。
同样地,当你突然松开手中的物体,它会因为惯性而继续沿原来的方向运动,直到受到其他力的作用。
第二个运动定律,也被称为运动定律,描述了物体的加速度与作用力之间的关系。
它的数学表达式为 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。
这个定律告诉我们,当一个物体受到力的作用时,它的加速度与所受的力成正比,质量越大,所需的力越大,加速度越小。
运动定律在工程学中有着广泛的应用。
以汽车设计为例,工程师们需要计算出车辆所受到的各个力,以确定所需的引擎功率和牵引力。
根据运动定律,如果汽车质量较大,所需的力也就相应增加,因此需要更强大的引擎才能使汽车加速。
此外,运动定律还能解释为何重装的卡车在起步时需要更长的时间来加速。
第三个运动定律,也被称为作用与反作用定律,它指出每一个作用力都会伴随着一个大小相等、方向相反的反作用力。
这个定律在我们的日常生活中千真万确。
例如,当你站在地面上,你会感受到地面对你施加的支持力,同时你对地面施加的力被地面反作用,使你保持平衡。
作用与反作用定律在许多机械装置的设计中扮演着重要角色。
以火箭发射为例,当火箭燃烧燃料释放出的气体向下喷射时,根据作用与反作用定律,火箭就会受到向上的反作用力,从而推动火箭向上运动。
这也是为什么火箭升空时的火焰向下喷射的原因。
牛顿运动定律的应用远不止于此。
在体育训练中,教练们通过深入了解运动定律,设计出更加科学合理的训练方法。
比如,在田径运动中,运动员需要通过腿部的推力来加速,而不是仅仅通过手臂的摆动。
牛顿第三定律的应用场景在物理学中,牛顿第三定律是力学中的基本定律之一。
它表明任何一个物体施加在另一个物体上的力,都会引起另一个物体对它本身产生与之大小相等、方向相反的力。
这个定律在许多实际应用中都有着重要的作用。
本文将介绍牛顿第三定律在几个常见场景中的应用。
1. 称重秤人们经常使用大小不一的称重秤来测量物体的重量。
称重秤的工作原理就是利用了牛顿第三定律。
当物体放在称盘上时,地球对物体施加了向下的引力。
根据牛顿第三定律,物体也对地球施加了一等量、反向相反的力。
这个力通过秤杆传递到秤盘的另一端,使得秤杆产生一个力矩,使秤盘上的指示器指向物体的重量。
2. 反冲推进器反冲推进器是宇航员在太空中进行推进的重要设备之一。
它利用了牛顿第三定律的原理。
当火箭喷出高速气体作为推进剂时,根据牛顿第三定律,气体向后喷出的同时,会给火箭施加一个向前的推力,使火箭获得加速度。
这种推进方式在航天飞机、火箭等宇航器的发射和航行中被广泛应用。
3. 自行车自行车的运动同样可以解释为牛顿第三定律的应用。
当骑车人踩踏脚踏板时,向后踢出了一股力。
根据牛顿第三定律,自行车同样会对骑车人施加一股以相同大小、相反方向的力,使得自行车和骑车人产生向前的推动力。
这个力在自行车轮与地面的摩擦力的作用下,推动自行车前进。
4. 棋类游戏牛顿第三定律在棋类游戏中也有一定的应用。
例如国际象棋中,每一个棋子在移动时都会对棋盘施加一个力,根据牛顿第三定律,棋盘也会对棋子施加一个力,使得棋子在棋盘上移动。
这种相互作用力的应用使得每一个棋子的移动都需要经过精确的计算和判断。
5. 撞球撞球运动是利用牛顿第三定律进行推理和计算的一个经典实例。
当一颗白球撞击一颗彩球时,根据牛顿第三定律,白球和彩球会施加同等大小、反向相反的力。
这个相互作用力会影响彩球的运动,使其沿着另一个方向移动。
通过牛顿第三定律的应用,我们可以预测和计算撞球运动的结果。
总结起来,牛顿第三定律的应用场景广泛。
牛顿第三定律的应用在物理学中,牛顿第三定律是指任何一个物体对另一个物体施加力时,被施加力的物体同样会对施加力的物体产生一个大小相等、方向相反的力。
这个定律在我们的日常生活中得到了广泛的应用。
本文将通过几个例子,介绍牛顿第三定律的应用。
1. 动作与反作用力的平衡牛顿第三定律指出,当一个物体受到外力作用时,它会对施加力的物体产生一个反作用力。
这两个力的大小相等、方向相反,且作用于不同的物体上。
由于作用力和反作用力相互抵消,物体之间会保持平衡。
举一个例子来说明:当我们站在地面上时,我们的重力对地面施加一个力,而地面同样会对我们施加一个大小相等、方向相反的力,使我们保持在地面上。
这种平衡状况使我们能够保持稳定的姿势。
2. 车辆行驶中的牛顿第三定律牛顿第三定律也在车辆行驶中得到了应用。
当车辆行驶时,车轮与地面之间的摩擦力产生了一个向后的推动力,使车辆前进。
根据牛顿第三定律,地面同样会对车轮施加一个大小相等、方向相反的力,称为正常力。
这个正常力与摩擦力相互抵消,使车辆保持平衡。
同时,车辆的发动机产生的推动力与空气阻力相互抵消,使车辆能够以恒定的速度行驶。
3. 种子散播过程中的反作用力牛顿第三定律的应用还可以在自然界中观察到,例如种子散播的过程。
当植物的果实成熟后,它们会释放出种子。
这些种子受到重力的作用,向下坠落。
然而,它们还会对周围的空气产生一个向上的推动力,这是由于它们向下坠落时与空气发生碰撞而产生的。
这个推动力与重力相互抵消,使种子能够更远地散播出去,增加了植物繁殖的机会。
4. 射击运动中的反作用力射击运动也是牛顿第三定律应用的一个例子。
当我们射击一颗子弹时,火药爆炸产生的气体会向后喷出。
根据牛顿第三定律,这个向后的喷射力会对子弹产生一个向前的推动力。
这个推动力使子弹能够射出枪管,并继续向前飞行。
同时,枪身也会受到一个向后的反作用力,使射手感觉到后坐力。
结论牛顿第三定律在日常生活和科学研究中都有广泛的应用。
探究牛顿第三定律的应用牛顿第三定律是牛顿力学中的重要概念之一,该定律也被称为作用-反作用定律。
它告诉我们,任何一个物体受到的作用力都会引起一个等大但方向相反的反作用力,这两个力的合力为零。
探究牛顿第三定律的应用可以看到,这个定律在日常生活、工程设计和自然科学研究中都具有广泛而深刻的应用。
一、日常生活中的牛顿第三定律应用1. 桌球/乒乓球游戏桌球、乒乓球这样的游戏是应用牛顿第三定律的好例子。
当你用球拍击打球时,球拍会施加一个力与球碰撞,球也会给球拍施加一个大小相等、方向相反的反作用力。
这个例子表现了牛顿第三定律:作用力与反作用力相等相反。
2. 行走当人行走时,我们向地面施加作用力,地面同样也会向我们施加一个方向相反的反作用力。
这个反作用力使我们保持平衡,并向前推进。
如果没有这个反作用力,人无法行走,也无法站立。
3. 自行车骑行当我们骑自行车时,我们向后踩踏板施加力,而自行车向前推进。
这个力是一个作用力,也是牛顿第三定律中反作用力的一部分。
自行车在向前推进的同时,也会向后施加一个大小相等、方向相反的反作用力,这个反作用力推着你向前移动。
二、工程设计中的牛顿第三定律应用1. 火箭在火箭发射时,火箭底部的喷气推进器会施加一个力,推动火箭向上疾驰。
然而,根据牛顿第三定律,火箭同样也会施加一个方向相反的力,称为反冲力。
反冲力是与火箭底部的喷气推进器施加的力大小相等、方向相反的力。
这些反作用力将推动火箭向天空飞去。
2. 客梯电梯运作中也应用了牛顿第三定律中的思想。
客梯向上运作时,电动机会施加一个向上的力,而货梯的重量将向下施加一个力。
根据牛顿第三定律,这两个力的合力为零,因此电梯会保持在原来的位置。
三、自然科学中的牛顿第三定律应用1. 吸附现象在自然科学中,牛顿第三定律的应用在吸附现象研究中起着很大的作用。
在化学和物理学中,吸附现象是一种物质分子被迫固定在另一物质表面的行为。
吸附作用力源于两个表面之间的相互作用力。
大学物理中的牛顿运动定律与应用牛顿运动定律是大学物理课程中的重要内容,它描述了物体在受到外力作用下运动的规律。
本文将介绍牛顿运动定律的基本概念,以及在实际应用中的具体案例。
一、牛顿运动定律的基本概念牛顿运动定律由英国物理学家艾萨克·牛顿于17世纪提出,其中包括三个基本定律:1. 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,物体的运动状态不会自发改变,除非受到外力的干扰。
2. 牛顿第二定律:第二定律描述了物体所受合外力与物体质量乘积的关系。
即物体所受合外力等于物体质量乘以加速度,可以用数学公式表示为F = ma,其中F是合外力,m是物体质量,a是物体的加速度。
3. 牛顿第三定律:第三定律表明,任何一个物体所受的外力都会有一个与之大小相等、方向相反的反作用力。
也就是说,物体之间的作用力和反作用力总是相互抵消的。
二、牛顿运动定律的应用案例现在我们来看一些具体的应用案例,以帮助我们更好地理解牛顿运动定律在实际生活中的应用。
1. 斜面上的物体滑动考虑一个放置在斜面上的物体,当施加水平力时,物体会沿着斜面方向滑动。
根据牛顿第二定律,我们可以计算出物体在斜面上的加速度。
同时,根据牛顿第三定律,施加在物体上的水平力与斜面对物体的支持力之间存在着平衡关系。
2. 弹簧振子的运动弹簧振子是物理实验中常见的一个例子。
当把质量悬挂在弹簧上时,弹簧会收缩或伸长,产生一个恢复力。
根据牛顿第二定律,质量所受的合外力等于质量乘以加速度。
通过解析弹簧的弹性恢复力和阻尼力,我们可以计算出弹簧振子的周期和频率。
3. 行星的运动行星的运动是一个复杂而有趣的研究领域。
根据牛顿的万有引力定律和牛顿第二定律,我们可以推导出行星轨道的运动方程。
通过这些定律,科学家们能够预测行星的位置和轨道运动,实现行星探测和航天任务的设计。
三、结论牛顿运动定律是描述物体运动规律的基本定律。
通过运用牛顿运动定律,我们可以解释和预测各种物体运动的现象,并在实际应用中得到广泛的运用。
牛顿第三定律的应用牛顿第三定律是牛顿力学中的基本定律之一,它表明作用在物体上的力会产生一个等大但方向相反的反作用力。
这个定律在实践中有着广泛的应用,无论是在日常生活中还是在科学研究中都可以找到它的身影。
以下是牛顿第三定律的一些典型应用范例。
1. 坐船划水在划船的过程中,人们会用力将桨刺入水中并用力划动以推动船只。
根据牛顿第三定律,当桨刺入水中产生一定的推力时,水的反作用力将会抵消掉人的划船力。
这就是为什么划船时会感受到桨的反推力,也是我们能够向前划船的原理。
2. 射击射击是牛顿第三定律的典型应用之一。
当我们开枪射击时,子弹会以较大的速度离开枪口,而产生的反作用力会使枪身后退。
这是因为子弹离开枪口时产生的推力和推回枪身的反作用力相等且反向,根据牛顿第三定律,这两个力的大小和方向是相等且相反的。
射击运动可以通过牛顿第三定律的应用来解释。
3. 拳击比赛拳击比赛中运动员的拳头撞击对方的身体可以看作是牛顿第三定律的应用。
当运动员的拳头撞击对手时,对手的身体受到了运动员拳头的推力,而反作用力则会使运动员感受到相等且反向的力的作用。
这是拳击比赛中击打的基本原理。
4. 跳水跳水是奥运会中的一项比赛运动。
当运动员从跳台上跳下时,他们会利用牛顿第三定律来完成各种花样的动作。
当运动员施加力推进自己离开跳台时,与此同时,他们身体也会受到相反方向的反作用力。
运动员通过灵活的身体控制来完成各种高难度的跳水动作。
5. 飞机起飞飞机起飞是靠牛顿第三定律的应用来实现的。
飞机的发动机喷出了高速的气流,这个气流产生的推力使得飞机腾空起飞。
牛顿第三定律告诉我们,喷出的气流也会产生一个等大但方向相反的反作用力。
由于推力和反作用力的大小和方向相等且相反,飞机便可以克服重力,在大气中获得升力。
综上所述,牛顿第三定律在我们的日常生活和科学研究中有着广泛而重要的应用。
从划船到射击,从拳击到跳水,从飞机起飞到众多其他实际场景,牛顿第三定律都是解释运动原理和实现力的平衡的关键因素。
牛顿第三定律的实际应用牛顿第三定律是经典力学中一个重要的定律,它阐述了物体间相互作用的基本原理。
在物理世界中,牛顿第三定律的应用广泛且普遍。
本文将介绍牛顿第三定律的实际应用,并通过几个典型案例加以说明。
1. 案例一:摩擦力与加速度根据牛顿第三定律,当两个物体相互作用时,它们所施加的力具有相等大小和相反方向。
在考虑摩擦力的情况下,我们可以观察到牛顿第三定律的实际应用。
例如,当一个人站在平滑的地面上尝试推动一个重物时,他会感受到一个与推力相等的反向力,也就是摩擦力。
根据牛顿第三定律,地面对人的推力产生一个相等大小却相反方向的力,即摩擦力。
这个摩擦力的方向与人的推力相反,阻碍了物体的运动,从而造成了物体的加速度减小。
因此,摩擦力是牛顿第三定律在实际生活中的应用之一。
2. 案例二:反作用力与交通工具另一个典型的实际应用是交通工具的设计与运动。
在交通工具的行驶中,牛顿第三定律的实际应用是不可或缺的。
以汽车为例,当车辆后轮受到驱动力推动向前运动时,根据牛顿第三定律,汽车后轮对地面施加一个向后的力,地面也将以相等大小相反方向的力对车辆产生作用。
这个反作用力将推动车辆向前移动。
同样地,车辆前轮与地面的相互作用也满足牛顿第三定律,确保了整个汽车的平稳行驶。
3. 案例三:水中的游泳牛顿第三定律的实际应用不仅限于陆地上的运动,也适用于液体中的运动,如游泳。
当一个人在水中游泳时,他对水施加向后的推力,根据牛顿第三定律,水对人也会产生一个向前的反作用力。
这个反作用力推动了人在水中前进。
这就是为什么在游泳时,我们需要不断地划水以产生推力,并最终前进的原因。
4. 案例四:火箭发射牛顿第三定律的一个重要应用是火箭发射。
火箭发射时会产生巨大的推力,并且依靠的就是牛顿第三定律的实际应用。
当火箭喷出燃料燃烧产生的高温高压气体时,喷出的气体会以极高的速度冲出火箭喷口。
根据牛顿第三定律,火箭喷口对气体施加一个向后的力,而气体也会以相等大小相反方向的力推动火箭向前。
第三章 D 牛顿运动定律的应用
体育运动中的短程竞速运动,对起动的要求很高。
图3-31(a )所示的F1赛车,发动机的牵引力要大,车本身质量要小,才能产生很大的加速度;而图3-31(b )中的高山滑雪,下滑的加速度大小就跟重力沿斜面的分力和阻力有关。
总之,在许多实际问题中都要综合运用牛顿第一、第二和第三定律以及有关运动学的知识。
下面我们将通过实例来讨论牛顿运动定律的一些实际应用。
在应用牛顿定律进行计算时都要使用物理量的单位,为此让我们先了解一下单位和单位制。
怎样合理地使用物理量的单位?
在日常生活中,我们常见到用“克”“千克”“吨”“公斤”“磅”作为质量的单位。
这些单位,有的是国际通用的单位,有的是允许同时使用的单位,有的是已经废除的单位。
物理公式在确定物理量的数量关系的同时,也确定了物理量单位的关系。
由于历史原因,长度、时间、力这些物理量早就在使用,而物理规律是后来才发现和总
结出来的,因此造成了某些物理量单位的混乱。
如重力加速度g =G
m ,历史上重力用“公斤”做单位,质量用“克”做单位,如果按此写出的重力加速度的单位就变成了“公斤/克”,而不是“米/秒2”。
1.物理量的单位与国际单位制
在国际单位制(SI )中基本单位有7个,其中涉及力学的确长度单位米(m )、质量单位千克(kg )、时间单位秒(s )等3个基本单位。
现在国际上对单位作出了统一规定,建立了国际单位制,又叫SI ,只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他单位。
这些被选定的单位叫做基本单位,如长度、质量、时间的单位分别被选定为米、千克、秒。
其余物理量的单位叫做导出单位,
如根据v =s t 可导出速度的单位为米/秒;根据a =Δv Δt
可导出加速度的单位为米/秒2。
有了国际单位制,我们在计算物理问题时应当首先把物理量的单位化作SI 单位。
点击
1960年第11届国际计量大会通过了国际通用的国际单位制(SI )、规定的7个基本单图3-31 (a )
(b )
位中除了米(m)、千克(kg)、秒(s)之外还有电流单位安[培](A)、热力学温度单位开[尔文](K)、物质的量的单位摩[尔](mol),以及发光强度的单位坎[德拉](cd)。
自主活动
你能用基本单位来表示下列物理量的单位吗?
(1)力:1N=_________________________。
(2)压强:1Pa=______________________。
(3)功:1J=_________________________。
使用统一的国际单位制有很多优点,例如标准统一、换算简化,比照方便等,在解题时同样有其简便之处。
相反,如果没有使用统一的单位,常常会出现很多差错,有时甚至造成巨大损失。
STS
火星探测器失事原因
据报道,美国国家航空航天局发现,导致1998年12月发射的、价值1.25亿美元的火星气候探测器失事的原因,竟然是公制和英制的换算错误。
航空航天局的发言人说,正是这个“极度愚蠢的错误”,使探测器飞得过于靠近火星。
探测器随后因温度过高而起火,并脱离轨道坠入火星的大气层。
在此前,这颗气象探测器已经顺利地飞行了九个月,行程超过 6.7×108km。
火星气候探测器是在与火星“近在咫尺”时与地面失去联系的。
据喷气推进实验室的初步报告显示,探测器的制造商洛克希德·马丁公司提供的推力数据是以英制单位磅而不是用公制单位牛顿来计量的。
而喷气推进实验室想当然地认为公司方面提供的数据是以公制计量的,并直接把这些数据输入了电脑。
洛克希德·马丁公司的负责飞行系统的副总裁诺埃尔·欣纳斯在丹佛承认,提供这些数据时,公司应当以公制单位为计量单位。
(注:公制相当于国际单位制)
示例1
质量为60kg的滑雪运动员,从倾角为30°的斜坡上自静止起滑行。
在不计任何阻力的情况下滑行的加速度为多大?(g取10m/s2)
【分析】先画出受力图,如图3-32(a)所示。
在不计阻力时,运动员(看作质点)受到重力G和支持力F N两个力作用,它们的合力产生的加速度为a。
图3-32
【解答】由于运动员的加速度a沿斜面向下,所以在图3-32(b)中画出重力与支持力的合力F合沿斜面向下,由图中矢量三角形可知,
F 合=
G sin θ=mg sin θ。
根据牛顿第二定律F 合=ma ,则ma =mg sin θ,得
a =g sin θ=10×0.5m/s 2=5m/s 2。
2.牛顿运动定律的应用
运用牛顿定律解题的注意点:
(1)首先要分析物体的受力情况。
在受力分析时,通常在确定研究对象后先画出重力和已知的外力,再画出因形变或相对滑动情况而产生的支持力或摩擦力、阻力等。
不要漏画力,也不要画多余的力。
(2)有些情况下,要建立坐标系。
对物体所受的力进行合成或分解处理再解题。
(3)正确运用牛顿运动定律或相关的运动学公式列式解题。
无论是已知力求运动状态变化,还是已知运动状态变化求力,计算加速度常常是解题的关键。
示例2
上题中如果运动员所受阻力是他自身重力的0.1倍(大小恒定),滑行0.2km 后的速度为多大?
【分析】先画出受力图,如图3-33(a )所示,比上题多了一个阻力。
本题已知物体受力,求物体运动变化的情况,解题的关键是求出运动员的加速度。
【解答】已知m =60kg ,G =mg =60×10N =600N ,阻力F f =0.1mg =60 N ,位移s =0.2km =200m 。
我们先选取一个平面直角坐标系,使x 轴平行于斜面,y 轴垂直于斜面,如图3-33(b )所示。
将重力分解为沿x 与y 方向的两个分力,则有
F x =
G sin θ=mg sin θ,F y =G cos θ=mg cos θ。
在y 方向运动员没有加速度,这时两力平衡,应有
F N =mg cos θ。
在x 方向运动员受力不平衡,根据牛顿第二定律应有
F x -F f =ma 。
所以 a =mg sin θ
-F f m =600×0.5-6060
m/s 2=4m/s 2。
根据初速为零的匀变速直线运动的速度公式,v 2=2as ,可得
v =2as =2×4×200 m/s =40m/s 。
图3-33
示例3
在电梯的厢壁上悬挂一个弹簧测力计,如图
3-34所示,弹簧测力计下悬挂0.5kg 的重物。
当电
梯由静止起向上做匀加速直线运动时,发现电梯在
2s 内上升了2层楼(每层高2.8m ),这时弹簧洌力
计的示数应为多大?(g 取10m/s 2)
【分析】首先对重物进行受力分析,它受到重
力G 和弹簧测力计对它的拉力F T 两个力。
本题要
求的是弹簧测力计的示数,也就是弹簧测力计受到
的拉力F T ʹ,根据牛顿第三定律,F T ʹ与F T 互为作
用力与反作用力。
而F T 可以从牛顿第二定律F 合
=ma 求出。
关键是如何求加速度a ?物体的加速
度与电梯是相同的,根据已知条件,运用运动学公
式就能求出a 。
因此,本题属于已知运动情况,通过求加速度
推知受力情况的类型。
【解答】已知s =2×2.8m =5.6m ,t =2s ,m
=0.5kg 。
取向上为正方向,根据匀加速直线运动位移公式,有 s =12 at 2=,a =2s t 2 =2×5.62
2 m/s 2=2.8m/s 2。
以重物为研究对象,受力图如图3-35所示。
根据牛顿第二定律,有
F T -mg =ma ,
F T =m (g +a )=0.5×(10+2.8)N =6.4 N 。
根据牛顿第三定律,弹簧测力计受到的拉力
F T '=-F T =-6.4N
负号表示弹簧测力计受到的拉力方向向下。
点击
统一单位
在解题过程中,已知量的单位都用SI 单位时,计算结果也一定是SI 单位,
因此解题过程中不必一一写出各物理量的单位,只要在计算数值的后面直接写
出该物理量的正确的单位就可以了。
【讨论】电梯静止时,弹箦测力计的示数等于物体的重力,大小为5N 。
现在变成了6.4N ,拉力比重力大了,电梯匀加速上升时,物体的质量没有变,
因为物体包含物质的量没有变;物体受到的重力也没有变,因为重力是地球对物体的吸引而引起的,变化的只是对悬挂物的拉力或对支持物的压力。
通常把这种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叫做“超重”。
其实电梯下降过程中也可能有超重现象。
有时也会出现物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力小于物体自身重力的现象,我们称之为“失重”。
如电梯向下做加速运动时,人就处于失重状态。
从前面的示例可以看出,运用牛顿运动定律解题有两种最基本的情况。
示例2是已知物体受力情况求运动状态的变化;示例3是已知物体运动状态变化求物体受力情况。
无论哪一种情况,加速度总是联系力和运动变化的“桥梁”。
图3-34
图3-35。