牛頓三大力學定律分別是:
1. 第一定律:慣性定律(又稱惰性定律)——任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀態,直到外力迫使它改變運動狀態為止。
2. 第二定律:作用與反作用定律——物體所受的合力大小等于物體各個力所產生的加速度的矢量和。
3. 第三定律:機械等時定律(或稱機械原理)——兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。
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牛頓三大力學定律包括:牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律、牛頓第三運動定律。
牛頓第一運動定律,也被稱為慣性定律,指出除非受到外力作用,否則所有物體將會一直保持其靜止或勻速直線運動狀態。
題目:一個靜止在光滑水平面上的小車,一個質量為m的木塊以速度v沖上小車。問:當木塊與小車達到相對靜止時,木塊在小車上滑動的距離是多少?
解答:
1. 根據牛頓第一運動定律,小車和木塊都處于靜止或勻速直線運動狀態,直到受到外力作用。
2. 木塊在沖上小車時具有速度v,小車靜止。
3. 木塊在小車上滑動時,由于光滑水平面,木塊和小車的摩擦力將導致它們都減速直到相對靜止。
4. 根據動量守恒定律,初始時小車的動量為0,而木塊的動量為mv。當它們達到相對靜止時,它們的動量將相等。
5. 由于摩擦力,木塊的減速比小車快,因此木塊將向后滑動。同樣地,小車將向前滑動。
6. 當它們達到相對靜止時,它們的總動量為0,因此木塊和小車的總動量也相等。這意味著木塊和小車的速度將相同,但方向相反。
7. 滑動距離可以通過小車和木塊的位移差來計算。由于它們都受到相同的摩擦力,因此它們的位移與它們的質量成反比。
綜上所述,當木塊與小車達到相對靜止時,木塊在小車上滑動的距離約為 (mv^2/2μg) / (m+M),其中M是車子的質量。這個距離反映了牛頓第一定律在解釋物體運動狀態改變時的規律。