牛頓第一定理(慣性定理)
伽利略首先發覺
內容:任何物體若果沒有力作用在它里面,都將保持靜止的或作勻速直線運動的狀態。
理解:
1.實驗定理?
通過思想實驗,運用想象力,歸納得到,找不到無力的環境。
2.定義了慣性參考系
第一定理內容邏輯上蘊涵了參考系
靜止或運動相對誰?慣性系存在
又有一層涵義:不是慣性系的參考系也存在。假定世界上只存在慣性系,那也就沒必要定義這個名詞了。
例如:一列列車相對于E(地面)以加速度a往右勻加速運動,物體和車箱之間沒有磨擦(假想實驗)。
在E看來物體保持靜止狀態,在S系(列車)看來,物體是以相反方向大小a的加速度運動,狀態改變了,所以列車不是慣性系。
牛頓第一定理在邏輯上創立于慣性系中,牛頓第一定理創立的參考系稱為慣性系。
實際的慣性系:(近似的慣性系)
地面參考系自轉a~3.4cm/s2
地心參考系公轉a~0.6cm/s2
太陽參考系繞銀河系a~310-8cm/s2
遙遠的星體參考系,接近理想的慣性系
天文觀測,用更好的慣性系
3.定性了力
沒有力,物體運動狀態不改變(力的性質,)
4.闡明了物體的自然屬性:慣性
沒有力為何物體運動狀態就不改變呢,沒人曉得,命為自然屬性。并且在牛頓第一定理之前人們是不曉得物質的這些屬性的,是牛頓第一定理第一次闡明了這些屬性。
第一定理陳述方法雖然模糊,雖然邏輯自洽:牛頓第一定理創立的參考系是慣性系,牛頓第一定理在慣性系中才創立。概念的開放性。
化學學的理論體系都是邏輯自洽的體系。
牛頓第一定理的理論體系是建立的。慣性系沒有施加限度,現代對慣性系的理解早已遠遠深于當時。
牛頓第二定理
物體的加速度跟它深受的斥力成反比,跟它的質量成正比,加速度的方向跟斥力的方向相同。
公式F=ma
理解
在實際情況中F表示物體所受的合力,a為合力F形成的加速度。
矢量性
加速度a的方向和合外力F的方向相同
瞬時性
加速度a與合外力F是同時形成,同時消失。
因果性
a(結果),F(緣由)
所以只能說加速度和力成反比;不能說力和加速度成反比。
應用
物體遭到兩個以上的力的作用而形成加速度時,常用正交分解法解題。
1、正交分解求物體受力問題
把力正交分解在沿加速度方向和垂直于加速度方向上,在沿加速度的方向列多項式Fx=ma,在垂直于加速度方向列多項式Fy=0求解。
2、分解加速度求物體受力問題
剖析物體受力,構建直角座標系,將加速度a分解為ax和ay,依據牛頓第二定理得Fx=max,Fy=may求解。
剖析瞬時狀態前后的受力及運動狀態
1、剛性繩(或接觸面)
割斷(或脫離)后,其彈力立刻消失,不須要形變恢復的時間。
2、彈簧(或橡皮繩)
形變量大,恢復形變須要較長時間,剖析瞬時問題時彈力的大小可以看成不變。
牛頓第二定理的臨界問題
當物體的運動變化到某個特定狀態時,有關數學量發生突變,該化學量的值叫臨界值,該特定狀態為臨界狀態。
須要在給定的數學情景中求解數學量的上限或下限,關鍵點①臨界狀態的來歷②臨界狀態時物體的受力、運動狀態的特點。
熱學單位制
選取幾個數學量,還能借助數學量之間的關系推導入其它化學量的單位,這種選取的化學量稱作基本量,它們的單位稱作基本單位。諸如寬度,質量,時間是基本量,它們的單位米牛頓第一定律公式’,千克,秒就是基本單位。
由基本量按照數學關系推論下來的其他化學量的單位,比如:速率,加速度的單位,稱作導入單位。
基本單位和導入單位一起組成了單位制。
牛頓第三定理
1.力是物體對物體的作用,一個力一定存在著受力物體和施力物體。
2.力的作用總是互相的,物體間互相作用的這一對力互稱斥力和反斥力。
3.實驗探究
如右圖所示,把兩個彈簧測力計A和B聯接在一起,用手拉A。結果發覺兩個彈簧測力計的示數是相等的。改變拉力,彈簧測力計的示數也都急劇改變,但兩個示數總相等,這說明斥力和反斥力大小相等,方向相反。
4.牛頓第三定理
(1)內容:兩個物體之間的斥力和反斥力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
(2)表達式:F=-F′.(減號表示方向相反)
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1.對斥力和反斥力的理解
(1)三個特點:
①等值,即大小總是相等的。
②反向,即方向總是相反的。
③共線,即兩者總是在同仍然線上。
(2)四種性質:
①異體性,即斥力和反斥力是分別作用在彼此互相作用的兩個物體上。
②同時性,即斥力和反斥力同時形成,同時變化,同時消失。
③相互性,即斥力和反斥力總是互相的、成對出現的。
④同性性,即兩者性質總是相同的。
2.牛頓第三定理的適用范圍:
牛頓第三定理是個普遍定理,所闡述的斥力與反斥力的關系除了適用于靜止的物體之間,也適用于相對運動的物體之間,這些關系與斥力性質、物體質量大小、作用形式(接觸還是不接觸)、物體運動狀態及參考系的選擇均無關。
3.斥力和反斥力與平衡力的區別
物體的受力剖析
1.受力剖析
把指定物體(研究對象)在特定的化學環境中遭到的所有力找下來,并畫出受力示意圖,這就是受力剖析。受力剖析時只剖析物體遭到的力,而不剖析它對其他物體施加的力,但可以通過剖析施力情況而確定受力情況。
2.熱學中三種常見斥力
(1)重力:任何物體都受重力,方向豎直向上。
(2)彈力:兩個互相接觸的物體互相擠壓,才會形成彈力,其方向與接觸面垂直。
(3)磨擦力:當接觸面粗糙且發生相對運動或具有相對運動趨勢時,接觸面處都會形成滑動磨擦力或靜磨擦力,其方向與接觸面相切。
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1.受力剖析的通常次序
通常先剖析重力;再剖析彈力,環繞物體一周牛頓第一定律公式’,找出跟研究對象接觸的物體,并挨個剖析那些物體對研究對象是否有彈力作用;之后剖析磨擦力,對凡有彈力作好處逐一進行剖析;最后是其他力。
2.受力剖析常用的技巧
(1)整體法與隔離法
(2)假定法:在受力剖析時,若不能確定某力是否存在,可先對其做出存在或不存在的情況假定,之后再就該力存在與否對物體運動狀態影響的不同來判定該力是否存在。
3.受力剖析的步驟
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