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牛頓力學三大定律?一文掌握

 都說歷史到今天為止有三個最著名的蘋果:一個誘惑了夏娃,說的是狡猾的毒蛇吸引夏娃吃蘋果,從此人們知道了羞恥,知道了善惡觀念,使人類走出野蠻時代開啟文明;一個砸醒了牛頓,引出了萬有引力;一個現(xiàn)在握在手中喬布斯發(fā)明的蘋果手機,讓我們進入了互聯(lián)網(wǎng)時代,這就是三只蘋果改變了世界

今天我們來大致學習一下第二個蘋果。

首先得了解一下,牛頓到底有多牛?

牛頓提出了萬有引力定律和三大運動力學定律,揭示了宇宙天體的基本運行規(guī)律,推動科學革命。用三棱鏡識別了七色光譜,又倒置棱鏡把光譜還原為白色,解釋了虹的現(xiàn)象。發(fā)明了反射望遠鏡,創(chuàng)立光的微粒說,提出了光粒子學說。創(chuàng)立了二項式定理,微積分學,創(chuàng)立傳熱學,牛頓冷卻學定律,并研究了音速。與此同時,他還是一位經(jīng)濟學家,擔任過皇家鑄幣廠總司,著力防止偽幣,并親自設計硬幣,提出使用至今的金本位制度。科學的盡頭是神學,最終可能他自己覺得已無挑戰(zhàn)了,一頭栽進神學的研究里,至死方休。今天我們來初步了解一下牛頓力學三大定律:


牛頓第一定律:

任何物體在不受外力作用或合外力為0時,總保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),直到其他物體對它施加作用力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

物體平衡狀態(tài):物體受到幾個力作用時,如果保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài),我們就說這幾個力平衡。

我們是從受力到狀態(tài)來理解,而我們考試時,一般是反過來考,先告訴你一個物體已知的狀態(tài),后你再去分析。靜止狀態(tài),你就要想到,合外力為零。它是勻速直線運動,想到合外力為零。所以以后我們要形成條件反射,物體靜止或勻速直線運動的狀態(tài),其合外力為零。
比如,我們坐在凳子上,為什么可以保持靜止?因為我們身體受到的重力、凳子的支持力是相等的,也就是達到了受力平衡,因此,我們是可以處于靜止狀態(tài)。

比如拔河也是一樣,左邊一幫人,右邊一幫人,左邊的力和右邊的力如果平衡,那么誰也拔不贏誰,他們會保持平衡。

慣性:

物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。

慣性代表了物體運動狀態(tài)改變的難易程度,慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。

質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)相對難于改變,也就是慣性大。質(zhì)量小的物體運動狀態(tài)相對容易改變,也就是慣性小。
比如,我們在公路上,會發(fā)現(xiàn),大貨車的剎車距離,一般較長,而小轎車的剎車距離,一般較近。所以,當同樣速度行駛的大貨車和小轎車在同樣距離的位置,司機同時反應,小轎車一般都剎得住車,但大貨車很難一下剎住車,因為大貨車的質(zhì)量更大,慣性大得多。
慣性的實際表現(xiàn)比比皆是,比如我們坐公交車時,司機遇到緊急情況,來個急剎車,車里的人都往前傾,甚至有的人還被甩出了座位,這就是慣性的作用。你的身體是跟汽車一起往前運動的,但當汽車突然剎車時,你的身體由于與汽車不是一體的,慣性作用下,哪怕汽車已經(jīng)突然剎車了,但你的身體依然往會保持前運動狀態(tài)。

例題1:用繩子拴住一個小球在光滑的水平面上(摩擦力為0)作圓周運動,若繩子突然斷了,小球會(   )?

A、在瞬間繼續(xù)保持原來的圓周運動狀態(tài)。
B、保持繩斷時的速度做勻速直線運動。
C、小球運動速度減小,且保持直線運動。

D、小球運動速度變大,且繼續(xù)做圓周運動。

受力分析:
沒斷時,小球受豎直方向受到重力、支持力。
水平方向,受繩子的拉力。
當繩子突然斷了后,小球就不受拉力作用了,只受兩個力的影響:重力、支持力。也就是說,不受外力,或合外力為0。所以根據(jù)牛頓第一定律,我們可以知道,受合外力為零的物體狀態(tài)是靜止或勻速直線運動。
而這個小球在受拉力作用下,是有一定初速度的,所以它不可能是靜止的,因此,只可能會勻速直線運動。
所以,這題,答案是B選項。
例題2:以下關(guān)于慣性的分析,正確的是:(    )
A、滾動的足球受地面摩擦,滾動速度逐漸減慢,慣性也隨之減小。
B、月球繞地球轉(zhuǎn)動,其慣性與地球?qū)λ囊ο嚓P(guān)。
C、自由落體在下落過程中速度增大,慣性也增加。
D、桌面上靜止不動的乒乓球也有慣性。
慣性:

物體保持運動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫慣性。

慣性代表了物體運動狀態(tài)改變的難易程度,慣性的大小只與物體的質(zhì)量有關(guān)。

質(zhì)量大的物體運動狀態(tài)相對難于改變,也就是慣性大。質(zhì)量小的物體運動狀態(tài)相對容易改變,也就是慣性小。

為了方便大家理解,我們來對照著慣性的定義,逐步分析,首先看A選項,我們說慣性的大小只與本身的質(zhì)量有關(guān),與速度無關(guān),因此A選項肯定錯誤。

接著看C選項,隨著速度增大,慣性也增大,也是一樣的錯誤。慣性不會因為速度而改變。

再來看B選項,說月球的慣性與地球?qū)λ囊τ嘘P(guān)。這是錯誤的表述,任何物體的慣性只與它本身的屬性相關(guān),跟別人無關(guān)。

所以,推出正確答案是D。這里再送一句話給你,你就明白了,慣性是一個物體的固有屬性,無論物體的狀態(tài)是靜止還是運動,它都有慣性,慣性是它本身的性質(zhì),它不會消失的。

例題3:共享單車是節(jié)能環(huán)保的交通工具,關(guān)于騎共享單車上學的情形,下列說法正確的是:(   )
A、騎行的速度最高可達到50m/s。
B、騎車勻速轉(zhuǎn)變時,運動狀態(tài)沒有發(fā)生改變。
C、在騎行過程中,相對于路旁的建筑物是運動的。
D、下坡時不蹬車,單車繼續(xù)滑行是因為受到了慣性。
分析:
A,50m/s,我們說,一個小時有3600秒,那1m/s就相當于3.6Km/h,而50m/s就相當于180km/h,騎自行車怎么可能走到180邁?
B、什么是運動狀態(tài)?運動狀態(tài)包含兩個內(nèi)容,運動方向和運動速度。勻速,所以速度沒變;但是它在轉(zhuǎn)彎,所以,方向是有改變的。因此B是錯誤的。
C、肯定是正確的。
D、慣性是物體本身的屬性,慣性不可能是受到,而是因為具有慣性。因此,表述有誤,此選項錯。

牛頓第二定律:

物體在受到合外力的作用會產(chǎn)生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小與合外力的大小成正比,與物體的質(zhì)量成反比。

公式:F合=ma。
運動速度與加速度的關(guān)系:
加速度方向與運動方向一致:加速運動。
加速度方向與運動方向相反:減速運動。

例:勻速上升的氣球下方用繩子掛著一實心鐵塊,瞬間剪斷繩子,則鐵塊( )?
A、繼續(xù)上升
B、立即下降
C、先減速上升,再加速下降
D、先減速上升,再勻速下降

在此,我們就要先了解到受力的情況。當氣球連著繩子勻速上升時,它的受力是均衡的,重力和氣球上升的力。如果繩子剪斷后,將只受到重力的牽制,說明它不可能勻速(之前勻速的狀態(tài)因受力的改變而改變),然而,因為任何物體都有慣性,因此,當繩子被剪斷時,那一剎那這鐵塊是依舊會上升的(慣性作用),進而受重力原因加速下降。所以本題選擇C選項。


牛頓第三定律:

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。

比如運動員助跑,腳給助跑氣一個力,助跑器給腳一個反作用力,兩者在一個直線上,大小相等,方向相反。

作用力、反作用力與平衡力的區(qū)別:

相同點:大小相等,方向相反,作用在同一條直線。

不同點:

兩平衡力間兩個力作用在同一物體上:

作用力與反作用力兩個力作用在相互作用的兩個物體上。

例:人沿水平方向拉牛,但沒有拉動,下列說法正確的是:

A、繩拉牛的力與牛拉繩的力是一對平衡力;

B、繩拉牛的力與地面對牛的摩擦力是一對平衡力;

C、繩拉牛的力小于牛拉繩的力;

D、繩拉牛的力小于地面對牛的摩擦力;

三種常見的受力分析:
1、某物體勻速上升或下降,T=G。

2、物體在粗糙水平面上的勻速直線運動。
水平方向:F拉力=f摩擦力
豎直方向:G重力=F支撐力

3、在光滑水平面上勻速直線運動且無拉力。

僅豎直方向:G=F支撐力

大家要理解合外力為0、受力平衡、不受外力三個概念的聯(lián)系,靈活理解牛頓三大定律的概念,再去進行受力分析,就會顯得比較輕松了。牛頓第一定律是慣性定律,第二定律是力的瞬時作用規(guī)律,牛頓定律在科學物理界都是基礎(chǔ)力學,是力學研究的基礎(chǔ)內(nèi)容,和萬有引力定律一道,成為人類研究天體、工程設計等一切科學提供科學理論的基礎(chǔ),地位崇高,作用無限大。
縱觀整個人類,論科學理論的貢獻,恐怕只有另一個人可以與之抗衡,那就是阿爾伯特·愛因斯坦。

這是科學推理知識課程,接下主要會講以下幾個內(nèi)容:

1、牛頓三大定律

2、基礎(chǔ)力學

3、浮力

4、固體與液體壓強

5、氣體和液體壓強

6、功和功率

7、光的直線傳播與光的反射

8、光的折射

9、電路基礎(chǔ)知識

10、歐姆電路與串聯(lián)、并聯(lián)電路

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