牛頓定律的總結
牛頓定律的總結
1、牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線(xiàn)運動(dòng)狀態(tài)或靜止狀態(tài),除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。
(1)運動(dòng)是物體的一種屬性,物體的運動(dòng)不需要力來(lái)維持;
(2)它定性地揭示了運動(dòng)與力的關(guān)系,即力是改變物體運動(dòng)狀態(tài)的原因,(運動(dòng)狀態(tài)指物體的速度)又根據加速度定義:a??v,有速度變化就一定有加速度,所以可以說(shuō):力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。(不能說(shuō)力是產(chǎn)生?t
速度的原因、力是維持速度的原因,也不能說(shuō)力是改變加速度的原因
(3)定律說(shuō)明了任何物體都有一個(gè)極其重要的屬性慣性;一切物體都有保持原有運動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì),這就是慣性。慣性反映了物體運動(dòng)狀態(tài)改變的難易程度(慣性大的物體運動(dòng)狀態(tài)不容易改變)。質(zhì)量是物體慣性大小的量度。
(4)牛頓第一定律描述的是物體在不受任何外力時(shí)的狀態(tài)。而不受外力的物體是不存在的,牛頓第一定律不能用實(shí)驗直接驗證,因此它不是一個(gè)實(shí)驗定律
(5)牛頓第一定律是牛頓第二定律的基礎,物體不受外力和物體所受合外力為零是有區別的,所以不能把牛頓第一定律當成牛頓第二定律在F=0時(shí)的特例,牛頓第一定律定性地給出了力與運動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律定量地給出力與運動(dòng)的關(guān)系。
2、牛頓第二定律:物體的加速度跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比。公式F=ma.
(1)牛頓第二定律定量揭示了力與運動(dòng)的關(guān)系,即知道了力,可根據牛頓第二定律研究其效果,分析出物體的運動(dòng)規律;反過(guò)來(lái),知道了運動(dòng),可根據牛頓第二定律研究其受力情況,為設計運動(dòng),控制運動(dòng)提供了理論基礎;
(2)牛頓第二定律揭示的是力的瞬時(shí)效果,即作用在物體上的力與它的效果是瞬時(shí)對應關(guān)系,力變加速度就變,力撤除加速度就為零,力的瞬時(shí)效果是加速度而不是速度;
(3)牛頓第二定律是矢量關(guān)系,加速度的方向總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為物體受的合外力,那么a表示物體的實(shí)際加速度;若F為物體受的某一個(gè)方向上的所有力的合力,那么a表示物體在該方向上的分加速度;若F為物體受的若干力中的某一個(gè)力,那么a僅表示該力產(chǎn)生的加速度,不
是物體的實(shí)際加速度。
(4)牛頓第二定律F=ma定義了力的基本單位牛頓(使質(zhì)量為1kg的物體產(chǎn)生1m/s2的加速度的作用力為1N,即1N=1kg.m/s2.
(5)應用牛頓第二定律解題的步驟:
、倜鞔_研究對象。
、趯ρ芯繉ο筮M(jìn)行受力分析。同時(shí)還應該分析研究對象的運動(dòng)情況(包括速度、加速度),并把速度、加速度的方向在受力圖旁邊畫(huà)出來(lái)。
、廴粞芯繉ο笤诓还簿(xiàn)的兩個(gè)力作用下做加速運動(dòng),一般用平行四邊形定則(或三角形定則)解題;若研究對象在不共線(xiàn)的三個(gè)以上的力作用下做加速運動(dòng),一般用正交分解法解題(注意靈活選取坐標軸的方向,既可以分解力,也可以分解加速度)。
、墚斞芯繉ο笤谘芯窟^(guò)程的不同階段受力情況有變化時(shí),那就必須分階段進(jìn)行受力分析,分階段列方程求解。
3、牛頓第三定律:兩個(gè)物體之間的作用力與反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一直線(xiàn)上。 理解要點(diǎn):
(1)作用力和反作用力相互依賴(lài)性,它們是相互依存,互以對方作為自已存在的前提;
(2)作用力和反作用力的同時(shí)性,它們是同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失,同時(shí)變化,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質(zhì)的力;
(4)作用力和反作用力是不可疊加的,作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)不同的物體上,各產(chǎn)生其效果,不可求它們的合力,兩個(gè)力的作用效果不能相互抵消,這應注意同二力平衡加以區別。
(5)區分一對作用力反作用力和一對平衡力:一對作用力反作用力和一對平衡力的共同點(diǎn)有:大小相等、方向相反、作用在同一條直線(xiàn)上。
不同點(diǎn)有:作用力反作用力作用在兩個(gè)不同物體上,而平衡力作用在同一個(gè)物體上;作用力反作用力一定是同種性質(zhì)的力,而平衡力可能是不同性質(zhì)的力;作用力反作用力一定是同時(shí)產(chǎn)生同時(shí)消失的,而平衡力中的一個(gè)消失
后,另一個(gè)可能仍然存在。
5.超重和失重:(1)超重:物體具有豎直向上的加速度稱(chēng)物體處于超重。處于超重狀態(tài)的物體對支持面的壓力F(或對懸掛物的拉力)大于物體的重力,即F=mg+ma.;
(2)失重:物體具有豎直向下的加速度稱(chēng)物體處于失重。處于失重狀態(tài)的物體對支持面的壓力FN(或對懸掛物的拉力)小于物體的重力mg,即FN=mg-ma,當a=g時(shí),FN=0,即物體處于完全失重。
6、牛頓定律的適用范圍:(1)只適用于研究慣性系中運動(dòng)與力的關(guān)系,不能用于非慣性系;(2)只適用于解決宏觀(guān)物體的低速運動(dòng)問(wèn)題,不能用來(lái)處理高速運動(dòng)問(wèn)題;(3)只適用于宏觀(guān)物體,一般不適用微觀(guān)粒子。
7.常用公式
F=ma
V^2-V0^2=2ax
T=2x/a^1/2
V=v0+at, x=v0t+1/2at^2
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