牛顿第一定律和牛顿第二定律
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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:,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t v a ∆∆=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来维持。
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改变。
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.对惯性的理解要点:①惯性是物体的固有属性,即:保持原来运动状态不变的属性,不能克服,只能利用。
与物体的受力情况及运动状态无关。
任何物体,无论处于什么状态,不论任何时候,任何情况下都具有惯性。
②惯性不是力,惯性是物体的一属性(即保持原来运动不变的属性)。
不能说“受到惯性”和“惯性作用”。
力是物体对物体的作用,惯性和力是两个绝然不同的概念。
③物体的运动状态并不需要力来维持,因此惯性不是维持运动状态的力.④惯性的大小:体现在运动状态改变的难易程度,(即是保持原来运动状态的体领强弱),,其大小由质量来决定。
质量是惯性大小的唯一量度。
质量大,运动状态较难改变,即惯性大。
⑤惯性与惯性定律的区别:惯性:是.保持原来运动状态不变的属性..惯性定律:(牛顿第一定律)反映..物体在一定条件下(即不受外力或合外力为零)的运动规律....牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律(称为牛顿三大定律)奠定了力学基础4.牛顿第一定律内容: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。
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:tv 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,Fx =max,Fy=may, 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。
牛顿第一定律和牛顿第二定律的实验验证牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,表述了惯性的概念。
惯性是指物体保持其静止状态或匀速直线运动状态的性质。
这个定律可以用以下三种形式来描述:1.静止的物体保持静止状态,除非受到外力的作用。
2.运动的物体保持匀速直线运动状态,除非受到外力的作用。
3.物体的惯性大小与其质量有关,质量越大,惯性越大。
实验验证实验一:滑轮组实验为了验证牛顿第一定律,我们可以进行一个简单的滑轮组实验。
实验中,我们将一个滑轮固定在墙上,并将一个重物悬挂在滑轮上。
通过改变重物的质量,我们可以观察到重物下落的速度。
1.将一个轻质滑轮固定在墙上。
2.将一根细线穿过滑轮,并将一端系上一个重物。
3.改变重物的质量,例如逐个添加小金属块。
4.记录不同质量下重物的下落速度。
实验结果显示,随着重物质量的增加,重物的下落速度并没有发生明显的变化。
这说明重物的惯性与其质量有关,质量越大,惯性越大。
实验二:碰撞实验另一个验证牛顿第一定律的实验是碰撞实验。
在这个实验中,我们可以观察两个物体碰撞后的运动状态。
1.将两个相同质量的小车放在水平桌面上。
2.分别用相同的力推动两个小车,使它们以相同的速度相向而行。
3.让两个小车在碰撞点相碰撞。
4.观察碰撞后两个小车的运动状态。
实验结果显示,在碰撞后,两个小车都保持了碰撞前的运动状态,即它们继续以相同的速度行驶。
这说明物体在没有外力作用的情况下,会保持其运动状态。
牛顿第二定律:加速度定律牛顿第二定律,也被称为加速度定律,描述了力和加速度之间的关系。
牛顿第二定律的数学表达式为:[ F = ma ]其中,( F ) 表示作用在物体上的合外力,( m ) 表示物体的质量,( a ) 表示物体的加速度。
实验验证实验一:力的作用实验为了验证牛顿第二定律,我们可以进行一个力的作用实验。
实验中,我们将一个弹簧固定在墙上,并将一个质量为 ( m ) 的物体悬挂在弹簧上。
牛顿第一、二、三定律及应用2023年了,我们依旧需要牛顿的三个定律。
这三个定律是物理学的基石,无论是在科学实验室还是在日常生活中,它们都会起到至关重要的作用。
首先介绍一下牛顿第一定律,即牛顿惯性定律。
这个定律给我们提供了一种解释物体为什么会保持静止或匀速运动不变的运动状态。
简单来说,任何一个物体都会一直保持它原来的状态,除非外部力强制将其改变。
这个定律对于我们理解万物的运动规律非常重要。
这个定律的实际应用非常广泛,比如说,在车辆行驶中,车内乘客不带安全带会因为车辆急停而继续向前运动,这就是牛顿第一定律的应用。
牛顿第二定律即受力定律。
它告诉我们一个物体受到的加速度与其所受力的大小和方向成正比。
即F=ma,其中F代表物体所受的力,m 代表物体的质量,a代表物体加速度的大小和方向。
这个定律也是非常重要的。
我们知道,我们平时做的任何事情都是靠我们所受到的力来驱动的。
而这个定律告诉我们如何计算物体所受的力量大小和方向,从而使我们更好地理解自然界运动的规律。
比如说,在钓鱼时,我们可以利用这个定律,调整杆的倾斜角度,并选择不同的浮子和鱼饵,以控制杆子上钓的鱼的大小和数量。
牛顿第三定律即作用反作用定律。
这个定律告诉我们,任何一个物体施加的力都会引起同等大小且相反方向的力。
这个定律应用非常广泛,例如在运动中摩擦力的作用是不可忽视的,特别是在各种运动场合中,如汽车刹车,保持剧烈转向和过弯等。
在这些情况下,我们需要注意平衡和控制摩擦力的大小和方向,以确保安全和顺利的运动。
总之,牛顿三定律的应用范围非常广泛,在各种环境和领域,几乎无处不在。
它们无疑是科学和工程领域的基石,通过依赖于这三个基本定律,我们能够更好地了解自然界中的物理现象,开发出更有效的技术和解决方案,使我们的世界变得更加美好。
牛顿第一第二第三定律公式牛顿第一、第二、第三定律,那可是物理学中的“大明星”呀!咱们先来说说牛顿第一定律,也叫惯性定律。
它就像是一个固执的家伙,认定了物体如果没有外力作用,就会保持原来的运动状态,要么静止不动,要么匀速直线运动。
这就好比我之前坐公交车的经历,车突然启动,我没站稳往后倒,这就是因为我的身体有保持原来静止状态的“惯性”。
牛顿第二定律呢,F=ma,力等于质量乘以加速度。
这就好像是在说,你越用力推一个东西,它跑得就越快;东西越重,要让它动起来就越费劲。
记得有一次我帮邻居搬东西,一个大箱子特别重,我使了好大的劲才推动一点点,这就是因为箱子质量大,需要更大的力才能产生明显的加速度。
牛顿第三定律,作用力与反作用力大小相等、方向相反。
比如说,你用力推墙,墙也会用同样大小的力反推你。
我曾经在公园里看到小朋友玩跷跷板,一个小朋友用力压下去,另一个小朋友就被翘起来,这两个小朋友施加给跷跷板的力和跷跷板给他们的反作用力就是大小相等、方向相反的。
在咱们的日常生活中,牛顿这三大定律简直无处不在。
就拿骑自行车来说吧,你不蹬车的时候,车子会慢慢停下来,这是因为地面的摩擦力这个“捣蛋鬼”在起作用,打破了车子原本的匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律的体现。
当你使劲蹬车,速度加快,这是因为你施加的力让车子有了更大的加速度,符合牛顿第二定律。
而当你骑车撞到一个障碍物,你会感觉到被反弹回来,这就是障碍物给你的反作用力,和你撞上去的力是相互的,这就是牛顿第三定律在发挥作用啦。
再比如说,咱们踢足球的时候。
一脚大力抽射,足球飞出去老远,这里面就有牛顿第二定律的功劳。
脚给足球施加的力越大,足球的质量不变,加速度就越大,球就飞得更快更远。
而当足球撞到球门框被弹回来,这就是牛顿第三定律的表现,球门框给足球的反作用力让足球改变了运动方向。
甚至是我们简单的走路,也是牛顿定律在默默支撑着。
当我们向前迈步,脚向后蹬地,地就给我们一个向前的反作用力,推动我们前进。
牛顿第一、二、三定律解析牛顿第一定律:惯性定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是牛顿力学的基础。
惯性定律表述如下:一个物体若没有受到外力的作用,它将保持静止状态或匀速直线运动状态。
这条定律揭示了物体运动状态的保持性。
也就是说,在没有外力作用的情况下,物体的运动状态不会发生变化。
惯性定律可以从两个方面来理解:1.静止状态的保持:一个静止的物体,在没有外力作用的情况下,将一直保持静止状态。
2.匀速直线运动状态的保持:一个做匀速直线运动的物体,在没有外力作用的情况下,将继续保持这一运动状态。
惯性定律也引入了一个重要的概念——惯性参考系。
惯性参考系是指一个相对于其他物体没有加速度的参考系。
在这个参考系中,牛顿第一定律总是成立的。
牛顿第二定律:加速度定律牛顿第二定律是牛顿力学中关于力和运动关系的核心定律,表述如下:一个物体的加速度与作用在它上面的外力成正比,与它的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
牛顿第二定律的数学表达式为:[ F = m a ]其中,( F ) 表示作用在物体上的外力,( m ) 表示物体的质量,( a ) 表示物体的加速度。
从牛顿第二定律,我们可以得出以下几点:1.力的作用:力是引起物体加速度变化的原因。
如果一个物体受到了外力,它的运动状态(静止或匀速直线运动)将会发生改变。
2.质量:质量是物体对加速度的抵抗程度。
质量越大,物体对加速度的抵抗越大,即相同的力作用在质量大的物体上,其加速度会比质量小的物体小。
3.加速度方向:加速度的方向与外力的方向相同。
这意味着,如果外力改变了方向,加速度也会相应地改变方向。
牛顿第三定律:作用与反作用定律牛顿第三定律是关于力的相互作用定律,表述如下:任何两个物体之间都存在相互作用的力,且这些力大小相等、方向相反。
牛顿第三定律揭示了力的相互作用性。
对于任何两个相互作用的物体,它们之间的力都是大小相等、方向相反的。
例如,当我们用手推墙时,我们的手感受到了墙的推力,而墙也感受到了我们手的推力。
牛顿第一定律和第二定律一、牛顿第一定律1. 内容一切物体在没有受到力的作用时(合外力为零),总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 理解要点惯性的体现牛顿第一定律揭示了物体具有惯性这一基本属性。
惯性是物体保持原有运动状态不变的性质。
例如,汽车突然刹车时,乘客会向前倾,就是因为乘客具有惯性,要保持原来的运动状态继续向前运动。
力与运动关系的定性描述它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。
在理想情况下(不受力),物体将保持其原有的静止或匀速直线运动状态。
例如,在光滑水平面上运动的滑块,如果没有外力作用,它将永远以恒定的速度做直线运动。
理想实验法的运用牛顿第一定律是在大量实验的基础上,通过科学推理得出的。
伽利略的理想斜面实验为牛顿第一定律的建立奠定了基础。
在实验中,让小球从一个斜面滚下,然后滚上另一个斜面,如果没有摩擦力,小球将上升到与初始高度相同的位置。
不断减小第二个斜面的倾角,小球仍会达到相同高度,但滚得越来越远。
当第二个斜面变为水平面时,如果没有摩擦力,小球将永远做匀速直线运动。
二、牛顿第二定律1. 内容物体的加速度跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
其数学表达式为(其中是合外力,是物体的质量,是加速度)。
2. 理解要点加速度与力和质量的关系力与加速度的关系:当物体的质量一定时,合外力越大,加速度越大。
例如,用不同大小的力推同一辆小车在光滑水平面上运动,力越大,小车获得的加速度就越大。
质量与加速度的关系:当合外力一定时,物体的质量越大,加速度越小。
用相同大小的力分别推质量不同的物体,质量大的物体加速度小。
矢量性加速度是矢量,它的方向与合外力的方向相同。
在解决实际问题时,要注意根据力的方向确定加速度的方向。
例如,当物体受到一个向右的拉力时,其加速度方向也是向右的。
单位制的统一在应用公式时,要注意单位制的统一。
在国际单位制中,力的单位是牛顿(),质量的单位是千克(),加速度的单位是米每二次方秒()。
第1讲牛顿第一定律、第二定律的理解一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律(1)形成:伽利略(理想斜面实验,得出力不是维持物体运动的原因)→牛顿。
(2)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)意义①揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律。
②揭示了力与运动的关系: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)适用范围:惯性参考系。
2.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)惯性的两种表现①物体不受外力作用时,其惯性表现在保持静止或匀速直线运动状态。
②物体受外力作用时,其惯性表现在反抗运动状态的改变。
(3)量度:质量是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。
(4)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关(选填“有关”或“无关”)。
3.惯性与惯性定律(1)惯性是物体本身的属性(2)质量是物体惯性大小的量度。
(3)外力作用于物体上,物体运动状态改变,但物体的惯性不变。
(4)惯性有大小,惯性定律是牛顿第一定律。
二、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比,跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.表达式:F=kma,当F、m、a单位采用国际单位制时k= 1 ,F=ma。
3.适用范围①牛顿第二定律只适用于惯性参考系(相对地面静止或做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。
3.对牛顿第二定律的理解1)矢量性:α与F 合的方向相同.已知F 合的方向.可推知α的方向, 反之亦然 . 2)瞬时性:α与F 合同时产生,同时变化,同时消失.(见例1)3)相对性:用α=F 合/m 求得的加速度α是相对地面的( 或惯性参照系 ), 4)同体性:α= F 合/m,各量都是属于同一物体的,即研究对象的统一性. 5)独立性:F 合=m α总 F x =ma x, F Y =ma y (见例2) 4.牛顿第一定律与牛顿第二定律关系(1)物体不受外力和物体所受合外力为0是有区别的,所以不能把牛顿第一定律看作牛顿第二定律在时的特例。
精心整理(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。
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严格相等。
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=2.公式:F ma合理解要点:是产生加速度a①因果性:F合②方向性:aF是该时刻作用在该物体上的合外力。
合1.平衡状态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(五)力学基本单位制:kg m s 、、(在国际制单位中)存在摩擦的物体产生相对滑动的临界条件是静摩擦力取最大静摩擦力,弹簧上的弹力由斥力变为拉力的临界条件为弹力为零等。
临界问题常伴有特征字眼出现,如“恰好”、“刚刚”等,找准临界条件与极值条件,是解决临界问题与极值问题的关键。
高中物理概念大全一、力学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状态。
2、牛顿第二定律:物体的加速度与外力成正比,与质量成反比。
公式为F=ma。
3、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,作用在同一直线上。
4、胡克定律:在弹性限度内,弹簧的伸长量与受到的拉力成正比。
5、动量:物体的质量与其速度的乘积。
动量的变化是物体受到外力作用的结果。
6、动量守恒定律:如果一个系统不受外力,或者所受外力的矢量和为零,那么这个系统的总动量保持不变。
7、摩擦力:阻碍物体相对运动的阻力。
摩擦力的大小与接触面的粗糙程度和压力有关。
8、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力。
重力的大小与物体的质量成正比,方向竖直向下。
9、弹力:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生的力。
弹力的大小与物体的形变程度和物体的材料有关。
二、电磁学1、库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力同它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
公式为F=kQ1Q2/r^2。
2、静电场:能够产生静电电荷的电场称为静电场。
静电场的电场线是不相交的闭合曲线,从无穷远指向负电荷的是电力线的切线方向。
沿同一条电场线上的各点电势相等。
3、磁场:能够产生磁力的空间存在称为磁场。
磁体的周围存在着磁场,磁极间的相互作用是通过磁场发生的。
4、安培定律:在磁场中,电流在单位时间内受到的力与电流强度、磁感强度以及电流方向和磁感线方向之间的夹角的余弦值成正比,公式为F=BIl*sin(θ)。
5、电磁感应:因磁通量变化产生感应电动势的现象称为电磁感应现象。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。
这是电磁感应现象的基本原理。
6、交流电:大小和方向随时间作周期性变化的电流称为交流电。
交流电的峰值是有效值的√2倍。
7、楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
第10讲 牛顿第一定律和牛顿第二定律1.牛顿第一定律理想实验是物理学重要的研究方法之一。
如图10-1所示,是伽俐略设计的理想斜面实验。
让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面; ②③减小第二个斜面的倾角,小球仍然达到原来的高度;④继续减小斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。
(1)①是经验事实,其他是推论,请按照逻辑推理的顺序,在 ② 填写出合理的推论。
(2)上述理想实验证明了(3)牛顿在伽俐略等物理学家的研究基础上总结出牛顿第一定律。
具体内容是: 。
(4) 叫做惯性,惯性是 的物体具有的 。
惯性的大小与哪些因素有关?(5)物体的速度的大小或方向发生变化,就说运动状态发生了改变。
运动状态改变的难易程度与什么有关?力和运动状态的关系是什么?2.牛顿第二定律如图10-2所示,轻质弹簧固定在水平地面上,有一个小从弹簧的正上方自由下落后,与弹簧接触。
(1)小球在空中运动时的加速度为 。
(2)接触弹簧之后,加速度表达式为 ,所依据的牛顿第二定律的表达式为 。
这里的F 合的含义是 。
(3)物体运动的加速度的方向由哪个物理量来决定?小球在下降到最低点的过程中,加速度的方向和大小如何变化?(4)力的独立性原理就是:一个物体同时受几个力的作用,每一个力都使物体产生一个效果,就如同其他力不存在一样。
请思考求解加速度的两种方法各是什么?对于上述模型的具体应用如何?(5)力的单位牛顿是如何定义的?提醒疑难 警示误区(1)理解惯性定律时要注意适用条件一切宏观低速的物体都具有惯性,但是微观高速的粒子却不具有惯性。
如电子的衍射实图10-1 图10-2验即说明了这一点。
(2)惯性大小决定因素的理解。
物体的质量是惯性大小的量度。
可以从以下两方面理解:一方面是在相同外力作用下的两个物体,加速度大的物体惯性小;加速度小的物体惯性大。
另一方面是物体运动状态容易改变则物体的惯性小;物体运动状态难改变则物体的惯性大。
牛顿力学的三大定律
牛顿力学三大定律,即牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,是牛顿力学中的基础定律,对于理解和分析物体运动具有重要作用。
这三个定律在科学领域中有着广泛的应用,例如在机械工程、航天工程以及许多其他领域。
一、牛顿第一定律
牛顿第一定律,又被称为惯性定律。
这个定律表述为:如果没有外力作用,一个物体将保持其静止状态,或者继续以恒定速度沿直线运动。
这条定律揭示了惯性的存在和本质,惯性是质点抵抗外力改变其运动状态的性质。
惯性造成物体保持速率恒定与运动方向不变。
二、牛顿第二定律
牛顿的第二定律,又被称为力的定律或加速度定律。
这个定律表述为:物体的加速度与作用于它的力成正比,与其质量成反比,且加速度的方向与力的方向相同。
这个表述形式,通常被写作F=ma。
这条定律揭示了力与加速度的关系,并且引入了质量的概念。
牛顿第二定律实际上定义了力,并强调绝对平移运动中质量的不变性,在近代物理学中,此原理对于设计机械系统和预测物体运动至关重要。
三、牛顿第三定律
牛顿的第三定律,又称为作用反作用定律,表述为:每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
也就是说当一个物体(物体A)向另一个物体(物体B)施加力时,A会受到从B来的与A施加给B
的力大小相等、方向相反的力。
这条定律揭示了力的互相作用,即没有孤立存在的力。
总结来说,牛顿三大定律回答了我们在解决物体运动问题上的基本信息:物体为什么运动?物体怎样运动?以及物体与物体之间如何相互作用?牛顿力学的三大定律未只是科学研究的基础,也是我们日常生活中理解物理现象的重要工具。
莫比乌斯环十大恐怖定律物理学中的十大恐怖定律分别是牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律、万有引力定律、热力学第一定律、动量守恒定律、热力学第二定律、热力学第三定律、相对论和运动极限定律。
这十大物理定律揭示了物理学的真正秘密,打破了过去人们的顽固思维。
一、牛顿第一定律牛顿第一定律是很多初学者接触到的第一个物理定律。
牛顿第一定律主要告诉我们,物体之间存在惯性,惯性只由物体的质量决定。
二、牛顿第二定律牛顿第二定律讲的是物体的合力和加速度的关系。
当物体质量不变时,合力与加速度成正比。
三、牛顿第三定律牛顿第三定律是牛顿三定律中最简单明了的。
主要是说物体之间的力是相互的,别人打自己也会伤到自己。
四、万有引力定律万有引力定律是历史上最可怕的天才之一牛顿提出的。
它告诉我们,万有引力会在万物之间形成,不仅是行星之间,人与人之间,任何两个有质量的物体之间都会形成引力。
五、热力学第一定律热力学第一定律曾被视为经典。
地球上所有的能量都是确定的。
无论做什么运动,都会遵循能量守恒,能量不会受到任何影响。
六、动量守恒定律动量守恒定律比能量守恒定律更普遍。
即使失去了能量,动量也永远不会失去。
七、热力学第二定律热力学第二定律揭示了宇宙的秘密。
科学家认为,一切都在朝着更加混乱的方向发展,所有有序的活动最终都会变成无序的运动。
八、热力学第三定律热力学第三定律引出了绝对零度的概念,也就是宇宙中的绝对零度。
如果达到绝对零点,宇宙中所有的运动都会停止,甚至分子的不规则运动也会停止。
九、相对论定律相对论是由著名科学家爱因斯坦提出的。
相对论打破了牛顿的绝对时空观,有力地证明了一个物体的速度与时空的关系。
十、运动极限定律光子是能量最小的基本单位,光是宇宙中能量的来源。
光速在宇宙中是恒定的,不会受到其他物质的干扰,会一直保持恒定的速度。
牛顿第一二定律牛顿第一、二定律牛顿第一定律,也被称为惯性定律,是经典力学中的基本定律之一。
它阐述了物体的运动状态在没有外力作用下将保持不变的原理。
具体而言,当物体处于静止状态时,将保持静止;当物体处于运动状态时,将保持匀速直线运动。
牛顿第一定律的简洁表述为:“一切物体都保持着运动或静止的状态,直到外力迫使其改变。
”这意味着,物体具有惯性,需要外力才能改变其运动状态。
例如,当我们在车辆突然加速时,我们的身体会向后倾斜,因为我们的身体保持了原有的静止状态,而车辆的加速产生了一个向前的力。
牛顿第二定律是描述物体运动状态变化的定律,也是牛顿力学的核心定律之一。
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。
具体而言,物体的加速度等于作用在物体上的力除以物体的质量。
牛顿第二定律可以用以下公式表示: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。
该公式说明了力、质量和加速度之间的关系。
根据这个公式,当一个物体受到较大的力时,它的加速度就会增加;而当一个物体的质量增加时,它的加速度就会减小。
牛顿第二定律的一个重要应用是计算物体的加速度。
通过测量物体的质量和施加在物体上的力,可以计算出物体的加速度。
这个定律也可以用于解释物体的运动轨迹和力的方向。
牛顿第一、二定律是经典力学的基础,可以解释和预测物体的运动行为。
这两个定律为我们理解和研究世界提供了强大的工具。
无论是研究天体运动、机械运动还是微观粒子的行为,我们都可以运用牛顿的定律进行分析和计算。
总结起来,牛顿第一定律说明了物体具有惯性,保持原有的运动状态;牛顿第二定律则描述了物体的加速度与作用力和质量之间的关系。
这两个定律为我们解释和预测物体的运动提供了基础,是经典力学的重要组成部分。
通过运用这两个定律,我们可以更好地理解和探索世界的运动规律。
第10讲 牛顿第一定律和牛顿第二定律1.牛顿第一定律理想实验是物理学重要的研究方法之一。
如图10-1所示,是伽俐略设计的理想斜面实验。
让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面;②③减小第二个斜面的倾角,小球仍然达到原来的高度;④继续减小斜面的倾角,最后使它成为水平面,小球将沿水平面以恒定的速度持续运动下去。
(1)①是经验事实,其他是推论,请按照逻辑推理的顺序,在 ② 填写出合理的推论。
(2)上述理想实验证明了(3)牛顿在伽俐略等物理学家的研究基础上总结出牛顿第一定律。
具体内容是: 。
(4) 叫做惯性,惯性是 的物体具有的 。
惯性的大小与哪些因素有关?(5)物体的速度的大小或方向发生变化,就说运动状态发生了改变。
运动状态改变的难易程度与什么有关?力和运动状态的关系是什么?2.牛顿第二定律如图10-2所示,轻质弹簧固定在水平地面上,有一个小从弹簧的正上方自由下落后,与弹簧接触。
(1)小球在空中运动时的加速度为 。
(2)接触弹簧之后,加速度表达式为 ,所依据的牛顿第二定律的表达式为 。
这里的F 合的含义是 。
(3)物体运动的加速度的方向由哪个物理量来决定?小球在下降到最低点的过程中,加速度的方向和大小如何变化?(4)力的独立性原理就是:一个物体同时受几个力的作用,每一个力都使物体产生一个效果,就如同其他力不存在一样。
请思考求解加速度的两种方法各是什么?对于上述模型的具体应用如何?(5)力的单位牛顿是如何定义的?提醒疑难 警示误区(1)理解惯性定律时要注意适用条件一切宏观低速的物体都具有惯性,但是微观高速的粒子却不具有惯性。
如电子的衍射实验即说明了这一点。
图10-1图10-2(2)惯性大小决定因素的理解。
物体的质量是惯性大小的量度。
可以从以下两方面理解:一方面是在相同外力作用下的两个物体,加速度大的物体惯性小;加速度小的物体惯性大。
另一方面是物体运动状态容易改变则物体的惯性小;物体运动状态难改变则物体的惯性大。
有的同学认为:“速度大的物体惯性大,速度小的物体惯性小”,这是不对的。
事实上,在受到了相同阻力的情况下,速度(大小)不同而质量相同的物体,在相同的时间内速度减小量是相同的。
这就说明两质量相同的物体,改变运动状态的难易程度——惯性是相同的,而与速度无关。
(3)在理解第二定律时要注意“四同一相对”。
F 合=ma 中的F 合必须是物体所受的合外力,例如第3题。
对于公式中的合外力F 和加速度a 的关系,要从以下几个方面理解:①同方向。
方向始终是一致的。
可以根据合外力的方向判定加速度的方向,也可以根据加速度的方向判定合外力的方向。
特别要注意在画受力分析图时,一定要画出加速度的方向。
例如第3题。
②同物体。
公式中的F 合、m 、a 必须是对应同一物体的物理量,例如第2题。
③同单位。
公式中的各物理量必须使用国际基本单位。
否则F 合=kma 中的比例系数k ≠1。
④同时刻。
力作用在物体上的同时即产生了个与之相对的加速度,例如第1题。
⑤一相对。
合外力F 和加速度a 是相对于惯性参考系的,高中阶段一般以地面为参考系。
例如:在不光滑的水平面上,在水平外力F 的作用下,A 、B 两物体的质量分别为m A 、m B ,一起共同加速运动。
A 、B 之间及B 与地面之间的动摩擦因数都为μ,如图10-3所示。
如果以B 参照物,A 的加速度为0。
如果以地面为参照物A 与B 都有加速度a=BA m m F +μg 。
我们也可以讨论F 和a 的同物性。
同学们可以试用隔离法写出A 、B 两物体各自的加速度。
1.(2005上海模拟)设想如能创造一理想的没有摩擦的环境,用一个人的力量去拖一艘万吨巨轮,则从理论上可以说A .巨轮惯性太大,所以完全无法拖动。
B .一旦施力于巨轮,巨轮立即产生一个加速度。
C .由于巨轮惯性很大,施力于巨轮后,要经过一段很长时间后才会产生一个明显的加速度。
D .由于巨轮惯性很大,施力于巨轮后,要经过足够长的时间才会产生一个明显的速度。
2.一个小孩从滑梯上滑下的运动可看作匀加速直线运动,第一次小孩单独从滑梯上滑下,加速度为a 1,第二次小孩抱上一只小狗后再从滑梯上滑下(小狗不与滑梯接触),加速度为a 2,则 ( ) A .a 1=a 2 B .a l <a 2 C .a l >a 2 D .无法判断a l 与a 2的大小3.(2001年全国物理)惯性制导已广泛应用于弹道式导弹工程中。
这个系统的重要元件之一是加速度计。
加速度计的构造原理的示意图如图10-4所示:沿导弹长度方向安装的固定光滑杆上套一质量为m 的滑块,滑块两侧分别于劲度系数均为k 的弹簧相连;两弹簧的另一端与固定壁相连。
滑块原来静止,弹簧处于自然长度。
滑块上有指针,可通过标尺测出滑块的位移,然后通过控制系统进行制导。
设某段时间内导弹沿水平方向运动,指针向左偏离O 点的距离为s ,则这段时间内导弹的加速度A.方向向左,大小为kx/mB.方向向右,大小为kx/mC.方向向左,大小为2kx/mD.方向向右,大小为2kx/m点拨方法 启迪思维(1)应用惯性知识解释现象的思路。
对惯性问题可采用三步法来解释:①所研究的物体原来是什么状态;②后来发生了哪些变化;③由于惯性产生了什么结果。
图10-4图10-3【举例】从加速竖直上升的气球上落下一个物体,在物体刚离开气球的瞬间,下列说法正确的是: A .体立即向下作自由落体运动B .物体具有竖直向上的加速度C .物体的速度为零,但具有向下的加速度D .物体具有向上的速度和向下的加速度【尝试】在谷物的收割和脱粒过程中,小石子、草屑等杂物很容易和谷物混在一起,另外谷粒中也有瘪粒,为了将它们分离,可用扬场机分选,如图10-5所示,它的分选原理是 A . 谷物和草屑质量最小,在空气阻力作用下,反向加速度最大,飞得最远 B . 空气阻力对质量不同的物体影响不同 C . 石子质量最大,空气阻力最小,飞得最远 D . 空气阻力使它们的速度变化不同【自测】两木块A 、B 由同种材料制成,m A >m B ,并随木板一起以相同速度向右匀速运动,如图10-6所示,设木板足够长,当木板突然停止运动后,则( )(A )若木板光滑,由于A 的惯性大,故A 、B 间距离将增大 (B )若木板粗糙,由于A 受的阻力大,故B 可能与A 相碰 (C )无论木板是否光滑,A 、B 间距离将保持不变(D )无论木板是否光滑,A 、B 二物体一定能相碰(2)讨论动力学问题重要是弄清楚是分解力还是分解加速度讨论动力学问题时一般采用正交分解法,依具体情况建立直角坐标系,将各力或加速度往两坐标轴上分解,建立牛顿第二定律的分量式,即∑F x =ma x 和∑F y =ma y ,然后求解。
分解力的方法:以加速度方向为x 轴的正方向,y 轴与加速度方向垂直,沿坐标轴方向分解力。
牛顿第二定律的表达式为∑F x =ma ,∑F y =0。
这种方法我们经常使用。
分解加速度的方法:物体所受的几个力分别在互相垂直的两个方向上,且与加速度方向不同,此时以力所在的两个方向建立直角坐标系。
分解加速度,建立牛顿第二定律表达式∑F x =ma x 和∑F y =ma y 。
【举例】(2002全国春)如图10-7质量为m 的三角形木楔A 置于倾角为θ的固定斜面上,它与斜面间的动摩擦因数为μ,一水平力F 作用在木楔A 的竖直平面上,在力F 的推动下,木楔A 沿斜面以恒定的加速度a 向上滑动,则F 的大小为:Aθθμθcos )]cos (sin [++g a m B)sin (cos )sin (θμθθ+-g a mC)sin (cos )]cos (sin [θμθθμθ-++g a m D)sin (cos )]cos (sin [θμθθμθ+++g a m【尝试】如图10-8所示,倾斜索道与水平方向夹角为θ=370,当载人车厢匀加速向上运动时,人对厢底的压力为体重的1.25倍,这时人与车厢相对静止,那么车厢对人的摩擦力是体重的A 1B 5C 1D 4.倍.倍.倍.倍4433【自测】(2005北京模拟)物块A 放在斜面体的斜面上,和斜面体一起向右做加速运动,如图10-9所示。
若物块与斜面体保持相对静止,物块A受到斜面对图10-5图10-6 图10-7图10-8图10-9它的支持力和摩擦力的合力的方向可能是( ) A. 向右斜上方 B. 水平向右C. 向右斜下方D. 上述三种方向都不可能 (3)物体在某一时刻的瞬时加速度的计算思路计算物体的瞬时加速度必须根据牛顿第二定律求出合外力,而合外力的确定方法是: ①变化之前的受力情况和运动状态; ②发生了什么样的变化;③分析变化之后的受力情况及运动状态,④物体在某一时刻的合外力,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度。
此类问题还应注意三种基本模型。
A .钢性绳(或接触面):认为是一种不发生明显形变就可产生弹力的物体,若剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间,一般题目中所给的细线和接触面在不加特殊说明时,均可按此模型处理。
B .弹簧(或橡皮绳):此种物体的特点是形变量大,形变恢复需要较长时间,在瞬时问题中,其弹力的大小往往可以看成不变。
C .运动过程中的物体:此物体的加速度和速度都发生变化,速度是不能发生突变的,而加速度要随合外力的变化而瞬时发生变化。
【举例】(2003全国春)匀速上升的升降机顶部悬有一轻质弹簧,弹簧下端挂有一小球,若升降机突然停止,在地面上观察者看来,小球在继续上升的过程中A. 速度逐渐减小B. 速度先增大后减小C. 加速度逐渐增大D. 加速度逐渐减小 【尝试】(2001年上海)如图10-10中A 、B 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。
【自测】如图所示,木块A 和B 用一轻弹簧相连,竖直放在木块C 上,三者静止于地面,它们的质量之比为1:2:3.设所有接触都光滑,当沿水平方向迅速抽出木块C 的瞬间,A 和B 的加速度分别为a A = ,a B = 。
体验高考 检验规范1.一个小球正在作曲线运动,某时刻突然撤去所有外力,则小球将:A . 立即停止下来B . 仍作曲线运动C . 做减速运动D . 作匀速直线运动2.在平直轨道上,匀加速向右行驶的封闭车厢中,悬挂着一个带有滴管的盛油容器,如图10-12所示。
当滴管依次滴下三滴油时,(设这三滴油都落在车厢底板上),下列说法中正确的是A 、 这三滴油依次落在OA 之间,且后一滴比前一滴离O 点远B 、这三滴油依次落在OA 之间,且后一滴比前一滴离O 点近C 、这三滴油依次落在OA 间同一位置上D 、这三滴油依次落在O 点上 3.(2005全国理综Ⅱ)如图10-13所示,位于光滑固定斜面上的小物块P受到一水平向右的推力F 的。