力与牛顿运动定律
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动力学三大基本公式
1动力学三大基本公式
动力学是力学的一个分支,旨在探讨受力系统中物体运动的原理,是现代物理学中很重要的一环。
动力学有三大基本公式,即经典动力学三大定律,即牛顿运动定律、牛顿第二定律和拉普拉斯定律。
2牛顿运动定律
牛顿运动定律,又称牛顿第一定律,是运动学中最基本的定律。
是由英国物理学家、数学家牛顿提出的,也是动力学中三大基本定律中最为重要的定律。
牛顿运动定律包括物体静止定律和物体运动定律,即:物体处于静止状态时,其受力和外力的总和为零;物体处于运动状态时,其受力和外力的总和为物体的质量乘以加速度。
3牛顿第二定律
牛顿第二定律即牛顿定理,也叫受力定律,牛顿第二定律的内容是:物体受外力的作用时,物体产生的力与外力成正比,而力的方向与外力方向相反;物体受外力的作用时,产生的力称为反作用力。
特殊地,当物体在接触面上产生摩擦力时,反作用力与外力并不成正比,而是根据摩擦力大小而有所不同。
4拉普拉斯定律
拉普拉斯定律是法国物理学家、数学家拉普拉斯提出的,又被称为拉普拉斯补偿定律,是力学中的基本定律。
拉普拉斯定律的内容
是:受外力作用的物体,其偶合外力的效果是可以引起物体的动量平衡的趋向的,即物体的动量守恒的原理。
以上就是动力学中三大基本公式的内容,这三大公式对经典运动学的研究有重要的意义,包括受力系统的运动、物体动量的守恒、外力对物体产生力的效果等等都是基于这三条定理来研究的。
牛顿运动定律:牛顿运动定律及其在力学中的应用牛顿运动定律是描述物体运动规律的重要定律之一,由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
牛顿运动定律是力学的基础,对于解释物体的运动行为起着至关重要的作用。
本文将详细介绍牛顿运动定律的三个基本定律及其在力学中的应用。
牛顿第一运动定律,也被称为“惯性定律”,其表述为:物体在没有外力作用下,保持匀速直线运动或保持静止的状态。
换句话说,物体会继续保持其原来的状态,除非有外力或力的合力作用在其上。
这意味着若物体处于静止状态,则会保持静止;若物体处于匀速直线运动状态,则会保持匀速直线运动。
这个定律对解释许多日常生活中的现象非常重要。
例如,当我们在汽车突然停下时,身体会有向前的惯性,导致人感到不舒服。
这是因为汽车突然减速,但身体所受的惯性仍然保持在之前的匀速状态。
又如,当我们在火车上行驶时,如果火车突然停下,物体会继续保持它的原有状态,从而发生向前倾的现象。
这些现象都可以通过牛顿第一运动定律来解释。
牛顿第二运动定律是牛顿运动定律中最为重要的定律之一。
它表述为:物体受到的力等于质量与加速度的乘积。
换句话说,当一个物体受到作用力时,它会发生加速度。
而其加速度的大小与所受力的大小成正比,与物体的质量成反比。
这个定律可以以数学公式的形式表示为F=ma,其中F为物体所受到的力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
牛顿第二运动定律的应用非常广泛,涵盖了力学中的许多问题。
例如,当我们举起一个重物时,我们需要施加更大的力来克服物体的重力,并使其发生上升的加速度。
根据牛顿第二运动定律,物体的重力与上升的加速度成正比,我们需要施加的力越大。
此外,在运动过程中,物体受到的阻力也是一个重要的因素。
阻力会减缓物体的运动速度,根据牛顿第二运动定律,阻力与物体的质量和减速度成正比。
因此,在设计飞机、汽车等工程项目时,我们需要考虑阻力对物体运动的影响。
牛顿第三运动定律是牛顿运动定律中最简洁却又非常有意义的定律。
牛頓運動定律與力矩牛顿运动定律与力矩牛顿运动定律和力矩是物理学中的两个重要概念。
牛顿运动定律描述了物体的运动规律,而力矩则是描述物体受力转动的性质。
本文将深入探讨牛顿运动定律和力矩的关系以及它们在实际生活中的应用。
一、牛顿运动定律牛顿运动定律是经典力学的基石,由英国物理学家艾萨克·牛顿在17世纪提出。
它包括三个定律,分别是惯性定律、动量定律和作用-反作用定律。
下面逐一介绍这些定律。
1. 惯性定律:物体在没有外力作用下,将保持匀速直线运动或静止状态。
2. 动量定律:物体的运动状态变化与其所受的合力成正比,且方向与合力方向相同。
即F=ma,其中F是合力,m是物体质量,a是物体的加速度。
3. 作用-反作用定律:对于任何两个物体之间的相互作用,作用力和反作用力大小相等、方向相反,并且作用在不同的物体上。
通过牛顿运动定律,我们可以解释物体的运动状态和运动变化。
它为我们理解宇宙万物的运动提供了重要的基础。
二、力矩力矩是物体在受力作用下发生转动的性质,也称为力矩矩阵。
力矩受到两个因素的影响,一个是作用力的大小,另一个是作用力与物体旋转轴的距离。
力矩的计算公式可以表示为τ = Fd,其中τ是力矩,F 是作用力,d是作用力与旋转轴的距离。
力矩的方向由右手法则确定,即将右手的拇指指向旋转轴方向,四指的方向就是力矩的方向。
力矩的大小可以通过改变作用力和距离来控制。
当力矩为零时,物体将处于平衡状态。
力矩在很多实际应用中起到了至关重要的作用,比如杠杆原理和机械手臂的设计。
三、牛顿运动定律与力矩的关系牛顿运动定律和力矩之间存在密切的联系。
通过牛顿第二定律F=ma,我们可以推导出物体的角加速度α与作用力F之间的关系:α = τ/I,其中I是物体的转动惯量。
这个公式告诉我们,当我们施加力矩在物体上时,其会产生角加速度,从而改变物体的角动量。
同时,牛顿第三定律告诉我们,力和反力大小相等、方向相反,所以力的大小和方向也会影响力矩的大小和方向。
牛顿力学三大定律分别是什么哪个难
有很多的同学是非常想知道,牛顿力学三大定律分别是什幺,哪个难,
希望会对大家有所帮助!
1 牛顿力学三大定律各是什幺1、牛顿第一定律: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。
2、牛顿第二定律: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。
3、牛顿第三定律: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。
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动
定律三条定律,由艾萨克·牛顿在1687 年于《自然哲学的数学原理》一书中
总结提出。
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。
1 牛顿力学的所有公式牛顿第二定律:F=ma
牛顿第三定律:F=-F
匀速圆周运动公式:。
1.如图所示,物体A 、B 在力F 作用下一起以大小相等的速度沿F 方向匀速运动,关于物体A 所受的摩擦力,下列说法正确的是( )A .甲、乙两图中物体A 均受摩擦力,且方向均与F 相同B .甲、乙两图中物体A 均受摩擦力,且方向均与F 相反C .甲、乙两图中物体A 均不受摩擦力D .甲图中物体A 不受摩擦力,乙图中物体A 受摩擦力,方向和F 相同2.一长方形木板放置在水平地面上,在木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板跟木板之间并不接触.现在有一个方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动,同时方形木板以相同大小的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,物块的质量为m ,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( )A .0 B.22μ1μ2mg C.12μ1μ2mg D.2μ1μ2mg3.(多选)如图甲所示,A 、B 两个物体叠放在水平面上,B 的上下表面均水平,A 物体与一拉力传感器相连接,连接力传感器和物体A 的细绳保持水平.从t =0时刻起,用一水平向右的力F =kt (k 为常数)作用在B 物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k 、t 1、t 2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.据此可求( )A .A 、B 之间的最大静摩擦力B .水平面与B 之间的滑动摩擦力C .A 、B 之间的动摩擦因数μABD .B 与水平面间的动摩擦因数μ4.如图甲所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率v 1运行,初速度大小为v 2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A 处滑上传送带.若从小物块滑上传送带开始计时,小物块在传送带上运动的v t 图象(以地面为参考系)如图乙所示.已知v 2>v 1,则( )A .t2时刻,小物块离A 处的距离达到最大 B .t 2时刻,小物块相对传送带滑动的距离达到最大C .0~t 2时间内,小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D .0~t 3时间内,小物块始终受到大小不变的摩擦力作用5.将一物体分成相等的A 、B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( )A .绳子上拉力可能为零B .地面受的压力可能为零C .地面与物体间可能存在摩擦力D .A 、B 之间不可能存在摩擦力6.如图所示,物体A 、B 叠放在物体C 上,C 置于水平地面上,水平力F 作用于B ,使A 、B 、C 一起匀速运动,各接触面间摩擦力的情况是( )A .B 对C 有向左的摩擦力B .C 对A 有向左的摩擦力 C .物体C 受到三个摩擦力作用D .C 对地面有向右的摩擦力7.如图所示,倾角为θ的斜面体c 置于水平地面上,小物块b 置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与沙漏a 连接,连接b 的一段细绳与斜面平行.在a 中的沙子缓慢流出的过程中,a 、b 、c 都处于静止状态,则( )A .b 对c 的摩擦力一定减小B .b 对c 的摩擦力方向可能平行斜面向上C .地面对c 的摩擦力方向一定向右D .地面对c 的摩擦力一定减小8.(多选)如图所示,质量为M 的斜面体A 放在粗糙水平面上,用轻绳拴住质量为m 的小球B 置于斜面上,整个系统处于静止状态.已知斜面倾角及轻绳与竖直方向夹角均为θ=30°,不计小球与斜面间的摩擦,则( )A .轻绳对小球的作用力大小为33mg B .斜面对小球的作用力大小为2mg C .斜面体对水平面的压力大小为(M +m )g D .斜面体与水平面间的摩擦力大小为36mg 9.如图所示,放在粗糙水平地面上的斜劈C 上叠放了A 、B 两个物体,B 的上表面水平,三者均保持静止状态.关于A 、B 、C 的受力情况,下列说法正确的是( )A .物体A 可能受到三个力的作用B .物体B 一定受到四个力的作用C .物体B 对C 的作用力可能与斜劈表面夹角为90°D .地面可能对C 有摩擦力作用10.如图所示,质量为m 的物体放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.对物体施加一大小为F 水平向右的恒力,物体可沿斜面匀速向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时,不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,试求:(1)物体与斜面间的动摩擦因数;(2)这一临界角θ0的大小.11.质量为M的木楔倾角为θ,在水平面上保持静止,当将一质量为m的木块放在木楔斜面上时,它正好匀速下滑.如果用与木楔斜面成α角的力F拉着木块匀速上升,如图所示(已知木楔在整个过程中始终静止).(1)当α=θ时,拉力F有最小值,求此最小值;(2)当α=θ时,木楔对水平面的摩擦力是多大?12.在恒力F作用下,a、b两物体一起沿粗糙竖直墙面匀速向上运动,则关于它们受力情况的说法正确的是()A.a一定受到4个力B.b可能受到4个力C.a与墙壁之间一定有弹力和摩擦力D.a与b之间不一定有摩擦力13.(多选)如图所示,在倾角为α的光滑斜面上放一个重为G的小球,并用光滑的挡板挡住,挡板与斜面的夹角为θ(最初θ<α),挡板从图示位置以O为轴向左缓慢转至水平,在此过程中小球始终处于平衡状态,当挡板对小球的弹力大小等于小球的重力时,θ的大小可以为()A.αB.2αC.π-αD.π-2α14.如图所示,质量均为m的木块A和B用一轻弹簧相连,竖直放在光滑的水平面上,木块A上放有质量为2m的木块C,三者均处于静止状态.现将木块C迅速移开,若重力加速度为g,则在木块C移开的瞬间()A.木块B对水平面的压力大小迅速变为2mgB.弹簧的弹力大小为mgC.木块A的加速度大小为2gD.弹簧的弹性势能立即减小15.(多选)如图,物块a、b和c的质量相同,a和b、b和c之间用完全相同的轻弹簧S1和S 2相连,通过系在a 上的细线悬挂于固定点O .整个系统处于静止状态.现将细线剪断.将物块a 的加速度的大小记为a 1,S 1和S 2相对于原长的伸长分别记为Δl 1和Δl 2,重力加速度大小为g .在剪断的瞬间( )A .a 1=3gB .a 1=0C .Δl 1=2Δl 2D .Δl 1=Δl 216.如图所示,质量为m 的小球用水平弹簧系住,并用倾角为30°的光滑木板AB 托住,小球恰好处于静止状态.当木板AB 突然向下撤离的瞬间,小球的加速度为( )A .0B .大小为g ,方向竖直向下C .大小为233g ,方向垂直木板向下D .大小为33g ,方向水平向右 17.如图所示,两根长度分别为L 1和L 2的光滑杆AB 和BC 在B 点垂直焊接,当按图示方式固定在竖直平面内时,将一滑环从B 点由静止释放,分别沿BA 和BC 滑到杆的底端经历的时间相同,则这段时间为( )A.2L 1L 2gB.2L 1L 2gC.2L 21+L 22gD.2(L 21+L 22)g (L 1+L 2)18.质量不等的两木块A 、B ,用跨过一轻质定滑轮的轻绳相连,在图示情况下,木块A 、B 一起做匀速运动.若木块A 、B 的位置互相交换,则木块A 运动的加速度为(木块A 、B 与桌面间的动摩擦因数均为μ,且μ<1,重力加速度为g ,空气阻力、滑轮摩擦均不计)( )A .(1-μ)gB .(1-μ2)gC.1-μ2μg D .与木块A 、B 的质量有关19.(多选)如图甲,一物块在t =0时刻滑上一固定斜面,其运动的v t 图线如图乙所示.若重力加速度及图中的v 0、v 1、t 1均为已知量,则可求出( )A .斜面的倾角B .物块的质量C .物块与斜面间的动摩擦因数D .物块沿斜面向上滑行的最大高度20.(多选)如图甲所示,一质量为M 的长木板静置于光滑水平面上,其上放置一质量为m 的小滑块.木板受到水平拉力F 作用时,用传感器测出长木板的加速度a 与水平拉力F 的关系如图乙所示,重力加速度g 取10m/s 2,下列说法正确的是( )A .小滑块与长木板之间的动摩擦因数为0.1B .当水平拉力F =7N 时,长木板的加速度大小为3m/s 2C .当水平拉力F 增大时,小滑块的加速度一定增大D .小滑块的质量m =2kg21.(多选)如图所示,A 、B 两物块的质量分别为2m 和m ,静止叠放在水平地面上.A 、B 间的动摩擦因数为μ,B 与地面间的动摩擦因数为12μ.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g .现对A 施加一水平拉力F ,则( )A .当F <2μmg 时,A 、B 都相对地面静止B .当F =52μmg 时,A 的加速度为13μgC .当F >3μmg 时,A 相对B 滑动D .无论F 为何值,B 的加速度不会超过12μg22.如图所示,木板与水平地面间的夹角θ可以随意改变,当θ=30°时,可视为质点的一小物块恰好能沿着木板匀速下滑.若让该小物块从木板的底端以大小恒定的初速度v 0=10m /s 的速度沿木板向上运动,随着θ的改变,小物块沿木板滑行的距离x 将发生变化,重力加速度g 取10 m/s 2.(1)求小物块与木板间的动摩擦因数;(2)当θ角满足什么条件时,小物块沿木板滑行的距离最小,并求出此最小值.22.如图所示,某皮带传动装置与水平面夹角为30°,两轮轴心相距L =2m ,A 、B 分别是传送带与两轮的切点,传送带不打滑.现使传送带沿顺时针方向以v =2.5m/s 的速度匀速转动,将一小物块轻轻地放置于A 点,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=32,g 取10m/s 2.试求:(1)小物块运动至B 点的时间;(2)若传送带速度可以任意调节,当小物块在A 点以v 0=36m/s 的速度沿传送带向上运动时,小物块到达B 点的速度范围.23.如图为仓库中常用的皮带传输装置示意图,它由两台皮带传送机组成,一台水平传送,A、B两端相距3m,另一台倾斜,传送带与地面的倾角θ=37°,C、D两端相距4.45m,B、C 相距很近,水平部分AB以5m/s的速率顺时针转动.将质量为10kg的一袋大米放在A端,到达B端后,速度大小不变地传到倾斜的CD部分,米袋与传送带间的动摩擦因数均为0.5.试求:(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.(2)若要将米袋送到D端,求CD部分顺时针运转的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间的取值范围.24.如图所示,倾角α=30°的足够长光滑斜面固定在水平面上,斜面上放一长L=1.8m、质量M=3kg的薄木板,木板的最右端叠放一质量m=1kg的小物块,物块与木板间的动摩擦因数μ=32.对木板施加沿斜面向上的恒力F,使木板沿斜面由静止开始做匀加速直线运动.设物块与木板间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2.(1)为使物块不滑离木板,求力F应满足的条件;(2)若F=37.5N,物块能否滑离木板?若不能,请说明理由;若能,求出物块滑离木板所用的时间及滑离木板后沿斜面上升的最大距离.25.如图所示,固定斜面上放一木板PQ,木板的Q端放置一可视为质点的小物块,现用轻细线的一端连接木板的Q端,保持与斜面平行,绕过定滑轮后,另一端可悬挂钩码,钩码距离地面足够高.已知斜面倾角θ=30°,木板长为L,Q端距斜面顶端距离也为L,物块和木板的质量均为m,两者之间的动摩擦因数为μ1=32.若所挂钩码质量为2m,物块和木板能一起匀速上滑;若所挂钩码质量为其他不同值,物块和木板有可能发生相对滑动.重力加速度为g,不计细线与滑轮之间的摩擦,设接触面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(1)木板与斜面间的动摩擦因数μ2;(2)物块和木板发生相对滑动时,所挂钩码质量m′应满足什么条件?。