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牛顿三大定律

2024-10-29 21:15:58 文题网 字数: 点击:

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(Fnet=0),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:

F合=ma(单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)/(s×s)

牛顿发表的原始公式:F=mv/t(见自然哲学之数学原理)

动量为p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,p为因变量的函数的导数,就是该点所受的合外力。

即:F=dp/dt=d(mv)/dt (d不是 delta(△),而是微分的意思。但是在中学学习的一般问题中,两者可以不做区别)

而当物体低速运动,速度远低于光速时,物体的质量为不依赖于速度的常量,所以有

F=m(dv/dt)=ma

这也叫动量定理。在相对论中F=ma是不成立的,因为质量随速度改变,而F=d(mv)/dt依然使用。

由实验可得在加速度一定的情况下F与m成正比,在质量一定的情况下F与a成正比

(只有当F以N,m以kg,a以m/s

2为单位时,F合=ma成立)

几点说明

第二定律

(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)F=ma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。

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