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牛顿定律是什么?
牛顿三大定律是力学中重要的定律,它是研究经典力学的基础。
1.牛顿第一定律
内容: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。
说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,而不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。
注意:牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
2.牛顿第二定律
内容: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。
第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。
要强调的是:物体受到的合外力,会产生加速度,可能使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
真空中,由于没有空气阻力,各种物体因为只受到重力,则无论它们的质量如何,都具有的相同的加速度。因此在作自由落体时,在相同的时间间隔中,它们的速度改变是相同的。
3.牛顿第三定律
内容: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。
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。
牛顿定律是什么
第一定律
内容
表述一:任何一个物体在不受外力或受平 衡力的作用时
第二定律
,总是保持静止状态或匀速直线运动状态 ,直到有作用在它上面的外力迫使它改变 这种状态为止。
原来静止的物体具有保持静止的性质,原 来运动的物体具有保持运动的性质,因此 我们称物体具有保持运动状态不变的性质 称为惯性。一切物体都具有惯性,惯性是 物体的物理属性。所以此定律又称为“惯性 定律”
表述二:当质点距离其他质点足够远时, 这个质点就作匀速直线运动或保持静止状 态。
即:质量是惯性大小的量度。
惯性大小只与质量有关,与速度和接触面 的粗糙程度无关。
质量越大,克服惯性做功越大;质量越小 ,克服惯性做功越小。
力不是保持物体运动状态的原因,而是改 变物体运动状态的原因。
第二定律
内容
物体的加速度的大小跟物体所受的合外力 成正比,跟物体的质量成反比,加速度的 方向跟合外力的方向相同。
公式:
均使用国际单位制,则单位为
牛顿发表的原始公式:(见《自然哲学之 数学原理》)
动量为 的物体,在合外力为F的作用下 ,其动量随时间的变化率等于作用于物体 的合外力。
用通俗一点的话来说,就是以t为自变量, 为因变量的函数的导数,就是该点所受 的合外力。
即:其中表示表达式对时间 求一阶导数 ,其中后半部分也可表示成增量之比当的 极限值.即.若考虑相对论效应,则质量 也为变量,此时有:
由实验可得在加速度一定的情况下 与 成正比,在质量一定的情况下 与 成正比
(只有当 以N, 以kg, 以m/s 2 为单 位时,成立)
几点说明:
(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律 。力和加速度同时产生、同时变化、同时 消失。
(2) 是一个矢量方程,应用时 应规定正方向,凡与正方向相同的力或加 速度均取正值,反之取负值,一般常取加 速度的方向为正方向。
(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第 二定律处理物体在一个平面内运动的问题 时,可将物体所受各力正交分解,在两个 互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律 的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。
(4)牛顿第二定律只适用于质点的运动 。
六个性质
(1)因果性:力是产生加速度的原因。
(2)同体性: 合 、 、 对应于同
一物体。
(3)矢量性:力和加速度都是矢量,物 体加速度方向由物体所受合外力的方向决 定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中 ,等号不仅表示左右两边数值相等,也表 示方向一致,即物体加速度方向与所受合 外力方向相同。
(4)瞬时性:当物体(质量一定)所受 外力发生突然变化时,作为由力决定的加 速度的大小和方向也要同时发生突变;当 合外力为零时,加速度同时为零,加速度 与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定 律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬 间效应。
(5)相对性:自然界中存在着一种坐标 系,在这种坐标系中,当物体不受力时将 保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐 标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静 止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯 性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才 成立。
(6)独立性:作用在物体上的各个力, 都能各自独立产生一个加速度,各个力产 生的加速度的矢量和等于合外力产生的加 速度。
适用范围
(1)只适用于低速运动的物体(与光速 比速度较低)。
(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律 不适用于微观原子。
(3)参照系应为惯性系。
第三定律
内容
两个物体之间的作用力和反作用力,在同 一直线上,大小相等,方向相反。(详见 牛顿第三运动定律)
什么是牛顿定律?
牛顿第一定律(又称惯性定律)
牛顿第二定律(F=ma,m是质量,a是加速度)
牛顿第三定律(作用力与反作用力定律,F=-F`)
万有引力定律(F=G*m1*m2/r^2,G为万有引力常量,m1、m2为质量,r为两质点的距离)
牛顿莱布尼茨定律(高等数学中的微积分学)
牛顿的第一个轰动世界性的贡献是把太阳光色散,发现了太阳光是由七种颜色的光组成的。
他的第二大贡献是他创立了数学上的微积分学,著名的牛顿莱布尼茨定律。
他的第三大贡献,也是他最伟大的贡献就是牛顿运动三大定律与万有引力定律。
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