牛顿三大定律是什么,一文搞定牛顿三大定律含义

都说历史到今天为止有三个最著名的苹果:一个诱惑了夏娃,说的是狡猾的毒蛇吸引夏娃吃苹果,从此人们知道了羞耻,知道了善恶观念,使人类走出野蛮时代开启文明;一个砸醒了牛顿,引出了万有引力;一个现在握在手中乔布斯发明的苹果手机,让我们进入了互联网时代,这就是三只苹果改变了世界。

牛顿三大定律是什么,一文搞定牛顿三大定律含义

今天我们来大致学习一下第二个苹果。

首先得了解一下,牛顿到底有多牛?

牛顿提出了万有引力定律和三大运动力学定律,揭示了宇宙天体的基本运行规律,推动科学革命。用三棱镜识别了七色光谱,又倒置棱镜把光谱还原为白色,解释了虹的现象。发明了反射望远镜,创立光的微粒说,提出了光粒子学说。创立了二项式定理,微积分学,创立传热学,牛顿冷却学定律,并研究了音速。与此同时,他还是一位经济学家,担任过皇家铸币厂总司,着力防止伪币,并亲自设计硬币,提出使用至今的金本位制度。科学的尽头是神学,最终可能他自己觉得已无挑战了,一头栽进神学的研究里,至死方休。今天我们来初步了解一下牛顿力学三大定律:

牛顿三大定律是什么,一文搞定牛顿三大定律含义

牛顿第一定律:

任何物体在不受外力作用或合外力为0时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止。

物体平衡状态:物体受到几个力作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,我们就说这几个力平衡。

牛顿三大定律是什么,一文搞定牛顿三大定律含义

我们是从受力到状态来理解,而我们考试时,一般是反过来考,先告诉你一个物体已知的状态,然后你再去分析。静止状态,你就要想到,合外力为零。它是匀速直线运动,想到合外力为零。所以以后我们要形成条件反射,物体静止或匀速直线运动的状态,其合外力为零。

比如,我们坐在凳子上,为什么可以保持静止?因为我们身体受到的重力、凳子的支持力是相等的,也就是达到了受力平衡,因此,我们是可以处于静止状态。

比如拔河也是一样,左边一帮人,右边一帮人,左边的力和右边的力如果平衡,那么谁也拔不赢谁,他们会保持平衡。

惯性:

物体保持运动状态不变的性质叫惯性

惯性代表了物体运动状态改变的难易程度,惯性的大小只与物体的质量有关。

质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大。质量小的物体运动状态相对容易改变,也就是惯性小。

比如,我们在公路上,会发现,大货车的刹车距离,一般较长,而小轿车的刹车距离,一般较近。所以,当同样速度行驶的大货车和小轿车在同样距离的位置,司机同时反应,小轿车一般都刹得住车,但大货车很难一下刹住车,因为大货车的质量更大,惯性大得多。

惯性的实际表现比比皆是,比如我们坐公交车时,司机遇到紧急情况,来个急刹车,车里的人都往前倾,甚至有的人还被甩出了座位,这就是惯性的作用。你的身体是跟汽车一起往前运动的,但当汽车突然刹车时,你的身体由于与汽车不是一体的,惯性作用下,哪怕汽车已经突然刹车了,但你的身体依然往会保持前运动状态。

例题1:用绳子拴住一个小球在光滑的水平面上(摩擦力为0)作圆周运动,若绳子突然断了,小球会( )?

A、在瞬间继续保持原来的圆周运动状态。

B、保持绳断时的速度做匀速直线运动。

C、小球运动速度减小,且保持直线运动。

D、小球运动速度变大,且继续做圆周运动。

受力分析:

没断时,小球受竖直方向受到重力、支持力。

水平方向,受绳子的拉力。

当绳子突然断了后,小球就不受拉力作用了,只受两个力的影响:重力、支持力。也就是说,不受外力,或合外力为0。所以根据牛顿第一定律,我们可以知道,受合外力为零的物体状态是静止或匀速直线运动。

而这个小球在受拉力作用下,是有一定初速度的,所以它不可能是静止的,因此,只可能会匀速直线运动。

所以,这题,答案是B选项。

例题2:以下关于惯性的分析,正确的是:( )

A、滚动的足球受地面摩擦,滚动速度逐渐减慢,惯性也随之减小。

B、月球绕地球转动,其惯性与地球对它的引力相关。

C、自由落体在下落过程中速度增大,惯性也增加。

D、桌面上静止不动的乒乓球也有惯性。

惯性:

物体保持运动状态不变的性质叫惯性。

惯性代表了物体运动状态改变的难易程度,惯性的大小只与物体的质量有关。

质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大。质量小的物体运动状态相对容易改变,也就是惯性小。

为了方便大家理解,我们来对照着惯性的定义,逐步分析,首先看A选项,我们说惯性的大小只与本身的质量有关,与速度无关,因此A选项肯定错误。

接着看C选项,随着速度增大,惯性也增大,也是一样的错误。惯性不会因为速度而改变。

再来看B选项,说月球的惯性与地球对它的引力有关。这是错误的表述,任何物体的惯性只与它本身的属性相关,跟别人无关。

所以,推出正确答案是D。这里再送一句话给你,你就明白了,惯性是一个物体的固有属性,无论物体的状态是静止还是运动,它都有惯性,惯性是它本身的性质,它不会消失的。

例题3:共享单车是节能环保的交通工具,关于骑共享单车上学的情形,下列说法正确的是:( )

A、骑行的速度最高可达到50m/s。

B、骑车匀速转变时,运动状态没有发生改变。

C、在骑行过程中,相对于路旁的建筑物是运动的。

D、下坡时不蹬车,单车继续滑行是因为受到了惯性。

分析:

A,50m/s,我们说,一个小时有3600秒,那1m/s就相当于3.6Km/h,而50m/s就相当于180km/h,骑自行车怎么可能走到180迈?

B、什么是运动状态?运动状态包含两个内容,运动方向和运动速度。匀速,所以速度没变;但是它在转弯,所以,方向是有改变的。因此B是错误的。

C、肯定是正确的。

D、惯性是物体本身的属性,惯性不可能是受到,而是因为具有惯性。因此,表述有误,此选项错。

牛顿第二定律:

物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小与合外力的大小成正比,与物体的质量成反比。

公式:F合=ma。

运动速度与加速度的关系:

加速度方向与运动方向一致:加速运动。

加速度方向与运动方向相反:减速运动。

例:匀速上升的气球下方用绳子挂着一实心铁块,瞬间剪断绳子,则铁块( )?

A、继续上升

B、立即下降

C、先减速上升,再加速下降

D、先减速上升,再匀速下降

在此,我们就要先了解到受力的情况。当气球连着绳子匀速上升时,它的受力是均衡的,重力和气球上升的力。如果绳子剪断后,将只受到重力的牵制,说明它不可能匀速(之前匀速的状态因受力的改变而改变),然而,因为任何物体都有惯性,因此,当绳子被剪断时,那一刹那这铁块是依旧会上升的(惯性作用),进而受重力原因加速下降。所以本题选择C选项。

牛顿第三定律:

两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。

比如运动员助跑,脚给助跑器一个力,助跑器给脚一个反作用力,两者在一个直线上,大小相等,方向相反。

作用力、反作用力与平衡力的区别:

相同点:大小相等,方向相反,作用在同一条直线。

不同点:

两平衡力间两个力作用在同一物体上:

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作用力与反作用力两个力作用在相互作用的两个物体上。

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例:人沿水平方向拉牛,但没有拉动,下列说法正确的是:

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A、绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力;

B、绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力;

C、绳拉牛的力小于牛拉绳的力;

D、绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力;

三种常见的受力分析:

1、某物体匀速上升或下降,T=G。

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2、物体在粗糙水平面上的匀速直线运动。

水平方向:F拉力=f摩擦力

竖直方向:G重力=F支撑力

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3、在光滑水平面上匀速直线运动且无拉力。

仅竖直方向:G=F支撑力

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大家要理解合外力为0、受力平衡、不受外力三个概念的联系,灵活理解牛顿三大定律的概念,再去进行受力分析,就会显得比较轻松了。牛顿第一定律是惯性定律,第二定律是力的瞬时作用规律,牛顿定律在科学物理界都是基础力学,是力学研究的基础内容,和万有引力定律一道,成为人类研究天体、工程设计等一切科学提供科学理论的基础,地位崇高,作用无限大。

纵观整个人类,论科学理论的贡献,恐怕只有另一个人可以与之抗衡,那就是阿尔伯特·爱因斯坦。

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