牛頓第一定律,又稱慣性定律,它告訴我們:一切物體在沒有受到外力作用時(shí),總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。這一知識(shí)點(diǎn)涉及到以下幾個(gè)要點(diǎn):
1. 物體保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)稱為慣性:當(dāng)一個(gè)物體在受到外力作用時(shí),它會(huì)傾向于保持原有的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),即保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)。
2. 慣性是物體的固有屬性:慣性是所有物體的固有屬性,與物體的運(yùn)動(dòng)形式、質(zhì)量、大小、形狀等無關(guān)。
3. 牛頓第一定律描述了一種理想情況:物體在不受外力的情況下所表現(xiàn)出來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。實(shí)際上,我們生活的世界中,物體總是會(huì)受到各種外力的影響,因此,我們只能接近這種理想情況,而不能完全達(dá)到。
4. 牛頓第一定律提供了理解牛頓第二定律的基礎(chǔ):牛頓第一定律說明了物體在不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由此可以推導(dǎo)出,當(dāng)物體受到外力作用時(shí),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)如何變化。這個(gè)推導(dǎo)過程就是牛頓第二定律的研究內(nèi)容。
5. 平衡和不平衡:當(dāng)一個(gè)物體處于平衡狀態(tài)時(shí)(即靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)),它不受外界力的作用。而當(dāng)物體處于不平衡狀態(tài)(如加速、減速、曲線運(yùn)動(dòng)等)時(shí),它一定受到了外力的作用。
以上就是關(guān)于牛頓第一定律和慣性知識(shí)的一些要點(diǎn)。這些知識(shí)對(duì)于理解物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,以及建立正確的牛頓力學(xué)體系非常重要。
題目:
一個(gè)質(zhì)量為5kg的物體在水平地面上以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)。當(dāng)它受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力作用時(shí),它的加速度大小為0.5m/s^2。求這個(gè)力的大小。
解析:
根據(jù)牛頓第一定律,物體在不受外力作用時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)。因此,當(dāng)物體受到外力作用時(shí),它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將發(fā)生變化。在這個(gè)問題中,我們已知物體的質(zhì)量、運(yùn)動(dòng)速度和加速度,可以求出物體所受的合外力。
首先,根據(jù)勻速直線運(yùn)動(dòng)的定義,可得到物體的受力平衡,即摩擦力和推力相等。因此,我們可以用摩擦力來求出推力的大小。
已知物體的質(zhì)量為:5kg
已知物體的運(yùn)動(dòng)速度為:2m/s
已知物體的加速度為:0.5m/s^2
$F = ma$
F = 5kg x 0.5m/s^2
解得:F = 2.5N
由于推力是由外力引起的,而物體在水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力與推力相等,所以可以求出物體所受的摩擦力大小。
已知物體與地面的摩擦系數(shù)為:μ
根據(jù)摩擦力公式:F = μN(yùn)
可得到物體所受的摩擦力大小為:
$F_{f} = μN(yùn) = μ(mg)$
$F_{f} = μ(5kg x 9.8N/kg) = 49N$
由于物體受到的推力等于摩擦力,所以可以求出物體所受的外力大小。
F_{外} = F_{推} - F_{f} = 2.5N - 49N = -46.5N
所以,物體所受的外力大小為-46.5N。這個(gè)數(shù)值表示物體受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相同的恒定外力作用,大小為46.5N。
答案:這個(gè)力的大小為46.5N。