牛顿定律是牛顿第一定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三大经典力学基本运动定律的总称。
牛顿定律_牛顿定律 -概要
牛顿
牛顿运动定律(Newton'slawsofmotion)是由伊萨克・牛顿(SirIsaacNewton)总结于17世纪并发表于《自然哲学的数学原理》的牛顿第一运动定律(Newton'sfirstlawofmotion)即惯性定律(lawofinertia)、牛顿第二运动定律(Newton'ssecondlawofmotion)和牛顿第三运动定律(Newton'sthirdlawofmotion)三大经典力学基本运动定律的总称。
牛顿定律_牛顿定律 -继承发明
伽利略为了弄清落体的真实情况,对落体运动做了许多研究;得出落体运动的二个主要结论:(1)伽利略的惯性概念:一个普通的物体,不会自发地改变它的速度。如果一物体作直线的匀速运动,它会继续沿原直线的方向作匀速运动,除非它受到另外的作用。如果一个物体是静止的,它将继续静止。物体的这种性质,叫做惯性。
牛顿把伽利略所得的惯性定义;当成自己的运动第一定律。(2)伽利略在他的落体定律的基础上得出明确的引力和和受引力作用的物体所得的加速度之间的关系;他说:在地球上的落体,不论大小,都会获得相同的匀加速度运动,使所有物体落下的是一个恒定的引力,而恒定的力作用在物体上,不是使物体得到均匀的速度,而是均匀的加速度。伽利略把作用在物体上的力和物体获得加速度的关系说得很清出。牛顿把引力推广到所有的力,再加上物体的质量关系,就得出他的第二运动定律。牛顿再用二个靠近的单摆,做作用力和反作用力的实验,就得出他的第三运动定律。由此,可以很清出地看出。牛顿是如何在伽利略运动学的基础上而得到他自己的三个运动定律的。
牛顿定律_牛顿定律 -牛顿第一定律
牛顿第一定律:又称为惯性定律,一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态.
牛顿第一运动定律(Newton'sfirstlawofmotion)表明,除非有外力施加,物体的运动速度不会改变。根据这定律,假设没有任何外力施加或所施加的外力之和为零,则运动中物体总保持匀速直线运动状态,静止物体总保持静止状态。物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。所以,这定律又称为惯性定律。物体的惯性与其质量有关。
于1687年,英国物理泰斗艾萨克・牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》里,提出了牛顿运动定律。牛顿第一运动定律就是其中一条定律,在本文内简称为“第一定律”。
牛顿运动定律只成立于惯性参考系,又称为牛顿参考系。有些学者诠释第一定律为定义惯性参考系的本质。假若采用这观点,则由于只有从惯性参考系观察,第二定律才成立,所以,不能从第二定律以特别案例的方式来推导出第一定律。另外又有一些学者将第一定律视为第二定律的推论。特别注意,惯性参考系的概念是在牛顿之后很久才发展成功。
牛顿定律_牛顿定律 -牛顿第二定律
牛顿第二定律:物体的加速度a与受到的作用力F成正比,与物体的质量成反比,记作:F=ma
五个性质
(1)同体性:F合、m、a对应于同一物体。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
(5)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失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。
当物体受几个作用力时,牛顿第二定律公式中的F即为合力,公式可记作:合=ma
牛顿定律_牛顿定律 -牛顿第三定律
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一条直线、不同物体上。即:F=-F' (F表示作用力,F'表示反作用力,负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反)
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,有作用力必有反作用力。它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。
注意
1.①力的作用是相互的。同时出现,同时消失。
②相互作用力一定是相同性质的力
③作用力和反作用力作用在两个物体上,产生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力,只是选择的参照物不同
⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上,所以不能求合力
2.相互作用力和平衡力的区别
①相互作用力是大小相等、方向相反、作用在两个物体上、且在同一直线上的力;两个力的性质是相同的。
②平衡力是作用在同一个物体上的两个力,大小相同、方向相反,并且作用在同一直线上。两个力的性质可以是不同的。
③相互平衡的两个力可以单独存在,但相互作用力同时存在,同时消失。例如:物体放在桌子上,对于物体所受重力与支持力,二者属于平衡力,将物体拿走后支持力消失,而重力依然存在。而物体在桌子上,物体所受的支持力与桌面所受的压力,二者为一对作用力与反作用力。物体拿走后,二者都消失。