《牛顿第运动定律》牛顿运动定律
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牛顿运动定律的基本原理牛顿运动定律是描述物体运动的三个基本定律,由英国科学家艾萨克·牛顿于1687年在其著作《自然哲学的数学原理》中提出。
这三个定律分别为:1.牛顿第一定律(惯性定律):一个物体若没有受到外力的作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态不变。
这个定律揭示了惯性的概念,即物体抗拒其运动状态改变的特性。
2.牛顿第二定律(动力定律):一个物体的加速度与作用在其上的外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与外力的方向相同。
这个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。
3.牛顿第三定律(作用与反作用定律):任何两个相互作用的物体,它们之间的作用力与反作用力大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。
这个定律说明了力的作用是相互的,并且力总是成对出现的。
牛顿运动定律是经典力学的基础,它们适用于宏观、低速运动的物体。
在实际应用中,牛顿运动定律可以帮助我们理解和计算物体在受到力的作用下的运动状态变化。
这三个定律在物理学、工程学、航空航天等领域具有广泛的应用。
习题及方法:1.习题:一辆火车以60km/h的速度行驶,突然刹车,若火车刹车时的加速度为-0.5m/s²,求火车刹车至完全停止所需的时间。
方法:根据牛顿第二定律,火车的减速度a = -0.5m/s²,火车的初速度v0 =60km/h = 16.7m/s,要求火车停止所需的时间t。
利用公式v = v0 + at,代入已知数值,得到0 = 16.7 - 0.5t,解得t = 33.4s。
2.习题:一个物体从静止开始沿着斜面向下滑动,已知斜面倾角为30°,物体下滑的加速度为2m/s²,求物体下滑过程中所受摩擦力的大小。
方法:根据牛顿第二定律,物体所受的合外力F = ma,其中m为物体质量,a为物体加速度。
物体下滑的加速度a = 2m/s²,物体所受重力分量mg sin30°向下,摩擦力f向上,因此F = mg sin30° - f。
大学物理牛顿运动定律一、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。
2、说明:(1)牛顿第一定律是牛顿在前人实验的基础上,根据逻辑推理得出的,是以实验为基础,但又不是完全通过实验得出。
(2)牛顿第一定律说明了两点:①力不是维持物体运动的原因(否定了亚里士多德“力是维持物体运动的原因”的观点);②提出了力是改变物体运动状态的原因。
3、惯性:(1)惯性是物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
(2)惯性的大小只与质量有关。
二、牛顿第二定律1、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。
2、说明:(1)公式中的F指物体所受的合外力。
当物体只受一个力时,F就等于该力。
(2)加速度的方向与合力的方向相同。
(3)合力可以改变物体的运动状态,也可以不改变物体的运动状态。
(4)公式适用于任何质点,也适用于物体的一部分(只要这种“部分”可当作质点)。
3、牛顿第二定律的适用范围:低速运动的物体。
由于一般物体的运动速度相对很慢,所以,经典力学适用于低速运动的物体。
目前,牛顿第二定律已广泛用于工程技术中。
特别是汽车、飞机、火箭等现代交通工具的速度非常大,如果我们把这种高速运动的物体当作质点,根据牛顿第一定律,我们可以得出很大的错误结论。
所以,对于高速运动的物体,我们不能把它当作质点来处理。
三、牛顿第三定律31、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。
311、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,有作用力必有反作用力。
它们是作用在同一直线上的,大小相等,方向相反。
同时产生、同时消失、同时变化、互为施力物体和受力物体等四条结论。
大学物理牛顿力学一、牛顿力学的基本概念牛顿力学是物理学的一个重要分支,它主要研究物体运动的基本规律。
在牛顿力学中,物体被视为质点,不受力的情况称为静止,受恒定合力的情况称为匀加速运动,而受变力的情况称为变加速运动。
一、牛顿第一定律[要点导学]1.人类研究力与运动间关系的历史过程。
要知道伽利略的成功在于把“明明白白的实验事实和清清楚楚的逻辑推理结合在一起”,物理学从此走上了正确的轨道。
2.力与运动的关系。
(1)历史上错误的认识是“运动必须有力来维持”(2)正确的认识是“运动不需要力来维持,力是改变物体运动状态的原因”。
3.对伽利略的理想实验的理解。
这个实验的事实依据是运动物体撤去推力后没有立即停止运动,而是运动一段距离后再停止的,摩擦力越小物体运动的距离越长。
抓住这些事实依据的本质属性,并作出合理化的推理,这就是伽利略的高明之处,我们要学习的就是这种思维方法。
4.对“改变物体运动状态”的理解——运动状态的改变就是指速度的改变,速度的改变包括速度大小和速度方向的改变,速度改变就意味着存在加速度。
5.维持自己的运动状态不变是一切物体的本质属性,这一本质属性就是惯性。
揭示物体的这一本质属性是牛顿第一定律的伟大贡献之一。
6.掌握牛顿第一定律的内容。
(1)“一切物体总保持匀速直线运动或者静止状态”——这句话的意思就是说一切物体都有惯性。
(2)“除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态”——这句话的意思就是外力是产生加速度的原因。
7.任何物理规律都有适用范围,牛顿运动定律只适用于惯性参照系。
8.质量是惯性大小的量度。
二、实验:探究加速度与力、质量的关系[要点导学]1.实验目的:探究加速度与外力、质量三者的关系。
这个探究目的是在以下两个定性研究的基础上建立起来的。
(1)小汽车和载重汽车的速度变化量相同时,小汽车用的时间短,说明加速度的大小与物体的质量有关。
(2)竞赛用的小汽车与普通小轿车质量相仿,但竞赛用的小车能获得巨大的牵引力,所以速度的变化比普通小轿车快,说明加速度的大小与外力有关。
2.实验思路:本实验的基本思路是采用控制变量法。
(1)保持物体的质量不变,测量物体在不同外力作用下的加速度,探究加速度与外力的关系。
探究的方法采用根据实验数据绘制图象的方法,也可以彩比较的方法,看不同的外力与由此外力产生的加速度的比值有何关系。
第3讲牛顿运动定律知识点梳理一、牛顿第一定律1.牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总是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.惯性:物体保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质。
对于惯性理解应注意以下三点:(1)惯性是物体本身固有的属性,跟物体的运动状态无关,跟物体的受力无关,跟物体所处的地理位置无关;(2)质量是物体惯性大小的唯一量度,质量大则惯性大,其运动状态难以改变;二、牛顿第二定律1.牛顿第二定律的表述:物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同,即F=ma(其中的F和m、a必须相对应)2.对定律的理解:(1)F=ma中的F为物体所受到的合外力;(2)F=ma中的F与a有瞬时对应关系,F变a则变,F大小变,a则大小变,F方向变a也方向变。
三、牛顿第三定律1. 内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,而且在一条直线上。
2.一对作用力反作用力和一对平衡力的比较:四、力学单位制1.物理量:(1)基本物理量:在物理学中基本物理量有:质量、时间、长度、物质的量、温度、电流强度、光强七个。
(2)导出物理量:是由基本物理量通过一定的公式推导出的物理量,如速度、加速度、动能、力、电量、电场强度、电势、磁感应强度等等。
2.单位:(1)基本单位:基本物理量的单位叫基本单位,如千克、秒、米等。
(2)复合单位:由基本单位组合而成的单位为复合单位(或叫导出单位),如牛顿、米/秒2、焦耳等。
五、牛顿运动定律的应用运用牛顿运动定律解决的动力学问题常常可以分为两种类型:(1)已知受力情况,要求物体的运动情况,如物体运动的位移、速度及时间等;(2)已知运动情况,要求物体的受力情况(求力的大小和方向)。
但不管哪种类型,一般总是先根据已知条件求出物体运动的加速度,然后再由此得出问题的答案.常用的运动学公式为匀变速直线运动公式:2/2,2,21,0202200t tt t v v v t s v as v v at t v s at v v =+===-+=+=等。
第章(1)牛顿第一定律\牛顿第三定律一、基础知识点扫描:1.牛顿第一定律(惯性定律):一切物体总是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。
这个定律有两层含义:(1)保持匀速直线运动状态或静止状态是物体的固有属性;物体的运动不需要用力来维持。
(2)要使物体的运动状态(即速度包括大小和方向)改变,必须施加力的作用,力是改变物体运动状态的原因2.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,作用在一条直线上这个定律理解如下:(1)作用力与反作用力总是成对出现.同时产生,同时变化,同时消失(2)作用力和反作用力在两个不同的物体上,各产生其效果,永远不会抵消(3)作用力和反作用力是同一性质的力(4一定是同性质的力大小关系二、夯实基础:1、下列关于惯性的说法中正确的是A.物体只有静止或做匀速直线运动时才有惯性B.物体只有受外力作用时才有惯性C.物体的运动速度大时惯性大D.物体在任何情况下都有惯性2、关于牛顿第一定律的下列说法中,正确的是A.牛顿第一定律是实验定律B.牛顿第一定律说明力是改变物体运动状态的原因C.惯性定律与惯性的实质是相同的D.物体的运动不需要力来维持3、在一艘匀速向北行驶的轮船甲板上,一运动员做立定跳远,若向各个方向都用相同的力,则()A.向北跳最远B.向南跳最远C.向东向西跳一样远,但没有向南跳远D.无论向哪个方向都一样远4、某人用力推原来静止在水平面上的小车,使小车开始运动,此后改用较小的力就可以维持小车做匀速直线运动,可见()A.力是使物体产生运动的原因B.力是维持物体运动速度的原因C.力是使物体速度发生改变的原因D.力是使物体惯性改变的原因5、如图所示,一个劈形物体物体F,各面均光滑,放在固定斜面上,上面成水平,水平面上放一光滑小球m,劈形物体从静止开始释放,则小球碰到斜面前的运动轨迹是()A.沿斜面向下的直线Array B.竖直向下的直线C.无规则的曲线D.抛物线6、汽车拉着拖车在水平道路上沿直线加速行驶,根据牛顿运动定律可知()A.汽车拉拖车的力大于拖车拉汽车的力B.汽车拉拖车的力等于拖车拉汽车的力C.汽车拉拖车的力大于拖车受到的阻力D.汽车拉拖车的力等于拖车受到的阻力7、跳高运动员从地面上跳起,下列说法正确的是()A.地面给运动员的支持力大于运动员给地面的压力B.运动员给地面的压力大于运动员受的重力C.地面给运动员的支持力大于运动员受的重力D.运动员给地面的压力等于地面给运动员的支持力8、物体静止于水平桌面上,则A.桌面对物体的支持力的大小等于物体的重力,这两个力是一对平衡力B.物体所受的重力和桌面对它的支持力是一对作用力与反作用力C.物体对桌面的压力就是物体的重力,这两个力是同一种性质的力D.物体对桌面的压力和桌面对物体的支持力是一对平衡的力9、人走路时,人和地球间的作用力和反作用力的对数有A.一对B.二对C.三对D.四对10、物体静止在斜面上,以下几种分析中正确的是A.物体受到的静摩擦力的反作用力是重力沿斜面的分力B.物体所受重力沿垂直于斜面的分力就是物体对斜面的压力C.物体所受重力的反作用力就是斜面对它的静摩擦力和支持力这两个力的合力D.物体受到的支持力的反作用力,就是物体对斜面的压力第四章(2) 牛顿第二定律一、基础知识点扫描:1.定律的表述物体的加速度跟所受的外力的合力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合力的方向相同,即F =ma (其中的F 和m 、a 必须相对应)2.对定律的理解: (1)瞬时性:加速度与合外力在每个瞬时都有大小、方向上的对应关系(2)矢量性:加速度的方向与合外力的方向始终一致. 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。