牛頓三定律的聯(lián)系和區(qū)別如下:
聯(lián)系:牛頓三定律都是牛頓力學(xué)的基礎(chǔ),它們共同構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)體系的運(yùn)動(dòng)定律。第一定律和第二定律結(jié)合起來,從力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系方面,闡明了牛頓力學(xué)的核心內(nèi)容——力和運(yùn)動(dòng)的等效關(guān)系原理,第二定律實(shí)際上是作用和反作用原理,以及動(dòng)量守恒定律的形而上學(xué)原理。
區(qū)別:牛頓第一定律是慣性定律,它揭示了物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的能力,或者說是物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的能力。牛頓第一定律給出了力學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ),即運(yùn)動(dòng)獨(dú)立性原理。牛頓第一定律不能解釋某些現(xiàn)象(如高速運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)),因此需要引入慣性質(zhì)量和質(zhì)量的區(qū)別。牛頓第二定律給出了力和運(yùn)動(dòng)的定量關(guān)系,即力和加速度之間的等效關(guān)系,它給出了運(yùn)動(dòng)變化的具體形式,即加速度與力之間的關(guān)系。牛頓第二定律可以解釋任何力學(xué)現(xiàn)象,包括牛頓第一定律不能解釋的。牛頓第三定律是作用力與反作用力的關(guān)系,它揭示了物體之間的相互作用規(guī)律。
總之,牛頓三定律在牛頓力學(xué)中各自扮演著不同的角色,它們共同構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)體系的基礎(chǔ)。
聯(lián)系:牛頓三定律都是描述物體在受到外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即牛頓第一定律解釋了力是什么,牛頓第二定律給出了力和加速度的關(guān)系,以及力和時(shí)間的乘積(沖量)的關(guān)系,而牛頓第三定律則給出了作用和反作用的關(guān)系。
區(qū)別:牛頓第一定律描述了慣性定律,即不受外力作用的物體將保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);而牛頓第二定律則描述了力和加速度的關(guān)系,以及力和時(shí)間的乘積(沖量)的關(guān)系;牛頓第三定律則描述了作用和反作用的關(guān)系,即每一個(gè)作用力都有一個(gè)大小相等、方向相反的反作用力。
例題:
問題:一個(gè)物體在水平地面上以恒定的加速度a做勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過時(shí)間t后,物體的速度達(dá)到v。在此過程中,物體受到的摩擦力為f。為了使物體能夠盡快停下來,我們可以對(duì)物體施加一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的恒定外力F,那么這個(gè)外力F的大小應(yīng)該是多少?
分析:物體在水平地面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),受到重力、支持力和摩擦力的作用。由于物體受到的摩擦力為f,所以重力、支持力和摩擦力的合力為F合=ma。當(dāng)施加一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的恒定外力F后,物體受到的合力為F合’=F+ma。根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度a’=F合’/m。由于物體的質(zhì)量m不變,所以F越大,物體的加速度a’就越大。因此,為了使物體盡快停下來,我們需要施加一個(gè)盡可能大的與運(yùn)動(dòng)方向相反的恒定外力F。
結(jié)論:為了使物體盡快停下來,我們需要施加一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的恒定外力F,其大小應(yīng)該盡可能大。這個(gè)外力F的大小與物體的質(zhì)量m和加速度a成正比關(guān)系。因此,施加的外力越大,物體受到的摩擦力就越小,也就越容易停下來。
總結(jié):牛頓第一定律解釋了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,牛頓第二定律給出了力和加速度的關(guān)系,而牛頓第三定律則說明了作用和反作用的關(guān)系。通過例題的分析,我們可以看出這三個(gè)定律之間的聯(lián)系和區(qū)別。