牛頓第一定理(慣性定理)
伽利略首先發(fā)覺(jué)
內(nèi)容:任何物體若果沒(méi)有力作用在它里面,都將保持靜止的或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。
理解:
1.實(shí)驗(yàn)定理?
通過(guò)思想實(shí)驗(yàn),運(yùn)用想象力,歸納得到,找不到無(wú)力的環(huán)境。
2.定義了慣性參考系
第一定理內(nèi)容邏輯上蘊(yùn)涵了參考系
靜止或運(yùn)動(dòng)相對(duì)誰(shuí)?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(méi)必要定義這個(gè)名詞了。
例如:一列列車(chē)相對(duì)于E(地面)以加速度a往右勻加速運(yùn)動(dòng),物體和車(chē)箱之間沒(méi)有磨擦(假想實(shí)驗(yàn))。
在E看來(lái)物體保持靜止?fàn)顟B(tài),在S系(列車(chē))看來(lái),物體是以相反方向大小a的加速度運(yùn)動(dòng),狀態(tài)改變了,所以列車(chē)不是慣性系。
牛頓第一定理在邏輯上創(chuàng)立于慣性系中,牛頓第一定理創(chuàng)立的參考系稱為慣性系。
實(shí)際的慣性系:(近似的慣性系)
地面參考系自轉(zhuǎn)a~3.4cm/s2
地心參考系公轉(zhuǎn)a~0.6cm/s2
太陽(yáng)參考系繞銀河系a~310-8cm/s2
遙遠(yuǎn)的星體參考系,接近理想的慣性系
天文觀測(cè),用更好的慣性系
3.定性了力
沒(méi)有力,物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不改變(力的性質(zhì),)
4.闡明了物體的自然屬性:慣性
沒(méi)有力為何物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)就不改變呢,沒(méi)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(zhì)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(chuàng)立的參考系是慣性系,牛頓第一定理在慣性系中才創(chuàng)立。概念的開(kāi)放性。
化學(xué)學(xué)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(méi)有施加限度,現(xiàn)代對(duì)慣性系的理解早已遠(yuǎn)遠(yuǎn)深于當(dāng)時(shí)。
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(zhì)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(shí)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(shí)性
加速度a與合外力F是同時(shí)形成,同時(shí)消失。
因果性
a(結(jié)果),F(xiàn)(緣由)
所以只能說(shuō)加速度和力成反比;不能說(shuō)力和加速度成反比。
應(yīng)用
物體遭到兩個(gè)以上的力的作用而形成加速度時(shí),常用正交分解法解題。
1、正交分解求物體受力問(wèn)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(xiàng)式Fx=ma,在垂直于加速度方向列多項(xiàng)式Fy=0求解。
2、分解加速度求物體受力問(wèn)題
剖析物體受力,構(gòu)建直角座標(biāo)系,將加速度a分解為ax和ay,依據(jù)牛頓第二定理得Fx=max,F(xiàn)y=may求解。
剖析瞬時(shí)狀態(tài)前后的受力及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
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(fù)的時(shí)間。
2、彈簧(或橡皮繩)
形變量大,恢復(fù)形變須要較長(zhǎng)時(shí)間,剖析瞬時(shí)問(wèn)題時(shí)彈力的大小可以看成不變。
牛頓第二定理的臨界問(wèn)題
當(dāng)物體的運(yùn)動(dòng)變化到某個(gè)特定狀態(tài)時(shí),有關(guān)數(shù)學(xué)量發(fā)生突變,該化學(xué)量的值叫臨界值,該特定狀態(tài)為臨界狀態(tài)。
須要在給定的數(shù)學(xué)情景中求解數(shù)學(xué)量的上限或下限,關(guān)鍵點(diǎn)①臨界狀態(tài)的來(lái)歷②臨界狀態(tài)時(shí)物體的受力、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的特點(diǎn)。
熱學(xué)單位制
選取幾個(gè)數(shù)學(xué)量,還能借助數(shù)學(xué)量之間的關(guān)系推導(dǎo)入其它化學(xué)量的單位,這種選取的化學(xué)量稱作基本量,它們的單位稱作基本單位。諸如寬度,質(zhì)量,時(shí)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(shù)學(xué)關(guān)系推論下來(lái)的其他化學(xué)量的單位,比如:速率,加速度的單位,稱作導(dǎo)入單位。
基本單位和導(dǎo)入單位一起組成了單位制。
牛頓第三定理
1.力是物體對(duì)物體的作用,一個(gè)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(duì)力互稱斥力和反斥力。
3.實(shí)驗(yàn)探究
如右圖所示,把兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)A和B聯(lián)接在一起,用手拉A。結(jié)果發(fā)覺(jué)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是相等的。改變拉力,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也都急劇改變,但兩個(gè)示數(shù)總相等,這說(shuō)明斥力和反斥力大小相等,方向相反。
4.牛頓第三定理
(1)內(nèi)容:兩個(gè)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(dá)式:F=-F′.(減號(hào)表示方向相反)
【核心點(diǎn)擊】
1.對(duì)斥力和反斥力的理解
(1)三個(gè)特點(diǎn):
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(zhì):
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(gè)物體上。
②同時(shí)性,即斥力和反斥力同時(shí)形成,同時(shí)變化,同時(shí)消失。
③相互性,即斥力和反斥力總是互相的、成對(duì)出現(xiàn)的。
④同性性,即兩者性質(zhì)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(gè)普遍定理,所闡述的斥力與反斥力的關(guān)系除了適用于靜止的物體之間,也適用于相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體之間,這些關(guān)系與斥力性質(zhì)、物體質(zhì)量大小、作用形式(接觸還是不接觸)、物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及參考系的選擇均無(wú)關(guān)。
3.斥力和反斥力與平衡力的區(qū)別
物體的受力剖析
1.受力剖析
把指定物體(研究對(duì)象)在特定的化學(xué)環(huán)境中遭到的所有力找下來(lái),并畫(huà)出受力示意圖,這就是受力剖析。受力剖析時(shí)只剖析物體遭到的力,而不剖析它對(duì)其他物體施加的力,但可以通過(guò)剖析施力情況而確定受力情況。
2.熱學(xué)中三種常見(jiàn)斥力
(1)重力:任何物體都受重力,方向豎直向上。
(2)彈力:兩個(gè)互相接觸的物體互相擠壓,才會(huì)形成彈力,其方向與接觸面垂直。
(3)磨擦力:當(dāng)接觸面粗糙且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),接觸面處都會(huì)形成滑動(dòng)磨擦力或靜磨擦力,其方向與接觸面相切。
核心點(diǎn)擊
1.受力剖析的通常次序
通常先剖析重力;再剖析彈力,環(huán)繞物體一周牛頓第一定律公式’,找出跟研究對(duì)象接觸的物體,并挨個(gè)剖析那些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用;之后剖析磨擦力,對(duì)凡有彈力作好處逐一進(jìn)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(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)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(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)影響的不同來(lái)判定該力是否存在。
3.受力剖析的步驟
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