个作用力时

,

物体乙必然同时给物体甲一个反作 用力

,

作用力和反作用力大小相等

,< /p>

方向相反

,

而且在同一直线上

这三个非常简单的物体运动定律

,

为力学奠定了坚实的基础

,

并对其他学

科的发展产生了巨大影响

.

第一定律的内容伽利略曾 提出过

,

后来

R.

笛卡儿作过形式上的改

进

,

伽利略 也曾非正式地提到第二定律的内容

.

第三定律的内容则是牛顿在 总结

C.

雷恩、

J.

< br>沃利斯和

C.

惠更斯等人的结果之后得出的

.

牛顿三定律是适用于宏观低速物体的力学定律，

在 量子力学问世之前统治着力学研究的领域，

同时牛顿三定律也是研究经典力学的基础。< /p>

在

现实生活中对牛顿定律的理解可以解决大部分宏观低速世界中的 运动问题，

同时牛顿三定律

也是支撑初高中物理教学中力学部分 支柱知识，

研究认识牛顿三定律也可以为以后教师教育

工作打下 基础。

本文通过在云南师范大学实验室的实验和现实生活中简单易解决的问题来验

证和研究其定律，规律。分析其适用范围给出相应的研究数据。

关键词

：牛顿

;

运 动；宏观低速规律

1

牛顿三大定律的解释

1.1

牛顿第一定律

内容：在受到其他物体作用力影响之前，任何物体都会保 持它原有的运动状态既静

止或匀速直线运动。

说明：牛顿第一定律又称惯性定律，惯性与物体本身质量 相关，属于一种物体本身

属性

惯性表 现为物体在受到外力的时候改变其现有运动状态的难易程度。

同理，

一个物体质

量越大要改变其现有运动状态越难，

质量越小改 变其现有运动状态越容易。

牛顿第一定律阐

明了力的概念，指出 了是力改变了物体的运动状态。而不是维持物体匀速持续运动的原因。

力和加速度联系，

而不是和物体当前所保持的速度联系。

且惯性定律与楞次定律有 相同的理

解，一个物体的惯性总在阻碍力改变其当前状态。

注意：牛顿第一定律是判断物体是否在惯性参考系里运动 的依据，如果一个物体在

非惯性参考系中运动，牛顿第一定律不成立。

< br>PS

：非惯性参考系（非惯性系）就是能够对同

一个被观 测的对象施加作用力的观测参照框架和附加非线性的坐标系的统称。

非惯性系的种

类无穷多。

在经典力学中，

任何一个使得“伽 利略相对性原理”失效的参考系都是“非惯性

参考系”。

例如， 一个加速转动的参考系；一个加速振动的参考系；一个随机任意加速运动

的参考系；

等等。

即任何一个使得牛顿第一定律和牛顿第二定律不再成立的参考 系。

在经典

电动力学中，

任何一个使得 “爱因斯坦相对性原理”失效的参考系，

任何一个使得洛仑兹电

磁作用力定律

F=qE+qv×B，

或者麦克斯韦方程组不再成 立的参考系都是“非惯性参考系”。

1.2

牛顿第二定律

内容：对一个物体持续施加合外力，该物体的运动会产生 加速度，加速的方向与合

外力的方向相同，加速度大小和合外力大小成正比，与该物体的 质量大小成反比。

说明：牛顿 第二定律描述了力的效果而第一定律描述的是力的作用，牛顿第二定律

物理教学专题研究 期末论文

公式为

F=ma,

将其变形可以写成

m=F/a

或者

a=F/m

。可以看出 牛顿第二定律的特点。第一该

式为矢量式，

力和加速度为矢量，

质量为标量。

第二该式可通过合外力和加速度算出物体质

量的大小，所以其定量的量度了物体惯性的大小。第三该式中没有

t< /p>

（时间），可以说明力

不会随着时间的增加和变化，并且是瞬时关 系。

物体在真空中做自由落体运动，由于重力为合外力物体下 落过程中只受重力

G=mg

，加

速度< /p>

a=F/m=g

。该物体在下落过程中任何时候都受到了相同的加 速的。所以在相同的间隔当

中，物体下落速度的改变量是相同的。

注意：在非惯性参考系中牛顿第二定律不成立。

PS:

非惯性参考系详见牛顿第一定律

解释。

1.3

牛顿第三定律

内容：

物体

< br>A

在对物体

B

施加作用力的同时 自身受到物体

B

对物体

A

施加的反作用

力，这两个力大小相等，方向相反，在同一条直线上。