牛顿第一定律
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牛顿第一定律(惯性定律)
内容
<
/p>
表述一:任何一个物体在不受任何外力或受到的力平衡时(
Fne
t=0
),总
保持匀速直线运动或静止状态,
< br>直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态
为止。
表述二:当质点该距离其他质点足
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
< br>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。
编辑本段牛顿第二运动定律
内容
<
/p>
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)
牛
顿发表的原始公式:
F=d(mv)/dt
(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
p>
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
即不是
der
塔,△,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
∝
m,
在质量一定的情况下
F
∝
a
(
只有当
F
以
N,m
以
k
g
,
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
时消逝。
(
2
)
p>
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。
< br>
(
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。
牛顿第二定律的六个性质
(
1
p>
)因果性:力是产生加速度的原因。
(
2
)同体
性:
F
合、
m
、
a
对应于同一物体。
(
3
p>
)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。
< br>(
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