|
牛顿运动三定律
牛顿运动三定律是构成经典力学的理论基础。这些定律是在大量实验基础上总结出来的,是解决机械运动问题的基本理论依据。
1687年,牛顿出版了代表作《自然哲学的数学原理》,这是一部力学的经典著作。牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,建立了经典力学的完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。
英国的著名物理学家牛顿总结了伽利略等科学家的研究成果,建立了力和运动的关系的第一条定律就是牛顿第一定律。


牛顿第一定律静力平衡条件
牛顿第一定律的内容:一切物体在没有受到外力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
对牛顿第一定律的几点说明。
①牛顿第一定律是对一切物体而言的。条件是没有受到力的作用,结论是原来静止的物体要保持静止状态;原来运动的物体要保持匀速直线运动状态。
②牛顿第一定律不是从实验中直接得出的,它是在大量实验基础上通过进一步的科学推理得到的。由这个定律进一步得出的一切科学推论都经受住了实践的检验。如:力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动状态的原因等等。因此,牛顿第一定律早已成为大家公认的力学基本定律之一。
牛顿第一定律阐明了受力物体相对于惯性系的运动状态将发生变化(产生加速度),由此指出力的含义。
牛顿第二定律是动力学核心规律,是本章重点和中心内容,在力学中占有很重要的地位.牛顿第二定律是实验规律,实验采用“控制变量法”来研究:⑴保持物体的质量不变,改变物体所受的外力,测量物体在不同外力作用下的加速度,发现a∝F;⑵保持物体所受外力不变,改变物体的质量,测量相同外力作用下不同质量物体的加速度,发现a∝1/m,在此基础上,若F、m都发生变化的情况下,则有a∝F/m
,这就是牛顿第二定律.“控制变量方法”是一种常用科研方法.要在教学中着力介绍.
牛顿第二定律则进一步说明物体在外力作用下运动状态的变化情况,并给出力、质量(惯性的量度)和加速度三者之间的定量关系:F=kma
(式中比例系数 k 决定于力、质量和加速度的单位)。
在国际单位制中,
F=ma
这就是牛顿第二定律的数学表达式,它是矢量式。F为合外力,合外力产生的加速度等于各分力产生的加速度的矢量和。F与a的关系为瞬时关系。
根据自由落体运动的情形a=g和牛顿第二定律的数学表达式,可给出质量为m的物体所受重力W为
W=mg
牛顿第三定律,作为经典力学中动力学三大基本定律之二,自牛顿独创起,数百年来经受了无数次的考验,得到了世人的普遍认可。牛顿第三定律的内容是:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
当物体A以力 F2作用在物体B上时,物体B同时也以力F1作用在物体A上,
F1与F2在一条直线上,大小相等而方向相反,即
F1=-F2 |