高一物理上学期牛顿第一定律知识点
一、定律定义 牛顿第一定律表明,当合外力为零时,原来静止的物体将继续保持静止状态,原来运动的物体则将继续以原来的速度做匀速直线运动。合外力为零包括两种情况:一种是物体受到的所有外力相互抵消,合外力为零;另一种是物体不受外力的作用。有的专家学者认为这种表述方式并不严谨,所以通常采用原始表述。 二、演绎过程 伽利略研究运动学的方法是把实验和物理结合在一起,既注重逻辑推理,又依靠实验检验。 他对光滑斜面的推论是通过实验观察,并推论得到的。但是这个完全光滑的斜面在现实中不存在,因为无法将摩擦力完全消除,因此理想斜面实验属于伽利略的逻辑推理部分。 伽利略对光滑斜面的推论现实中,当一个球沿斜面向下滚时,它的速度增大,而向上滚时,它的速度减小。 由此伽利略推论,当球沿水平面滚动时,它的速度应不增不减。实际上他发现,球愈来愈慢,最后停下来。伽利略认为,这并非是它的“自然本性”,而是由于摩擦阻力的缘故,因为他同样还观察到,表面愈光滑,球便会滚得愈远。 于是他推论,若没有摩擦阻力,球将永远滚下去。 伽利略的理想斜面实验 伽利略的理想斜面实验实验如图所示,让小球沿一个光滑斜面从静止状态开始下滚,小球将滚上另一个斜面,达到与原来差不多的高度然后再下滚。他推论,只是因为摩擦力,球才没能达到原来的高度。然后,他减小后一斜面的倾角,小球在这个斜面上仍达到同一高度,但这时它要滚得远些。继续减小第二个斜面的倾角,球达到同一高度就会滚得更远。 于是他对斜面平放时的情况进行研究,结论显然是球将永远滚下去。这就是说,力不是维持物体的运动即维持物体的速度的原因,而恰恰是改变物体运动状态即改变物体速度的原因。因此,一旦物体具有某一速度,如果它不受力,就将以这一速度匀速直线地运动下去。 三、适用范围 牛顿第一定律只适用于 惯性参考系。在质点不受外力作用时,能够判断出质点静止或作匀速直线运动的 参考系一定是惯性参考系,因此只有在惯性参考系中牛顿第一运动定律才适用。 牛顿第一定律在非惯性参考系(即有加速度的系统)中不适用,因为不受外力的物体,在该参考系中也可能具有加速度,这与牛顿第一定律相悖。 当牛顿第一定律不成立时,即 非惯性系中,要用非惯性系中的力学方程 求解力学问题。式中 为在惯性系中测得的物体受的合力, 为在非惯性系中测得的惯性力, 为非惯性系统的加速度。 高一物理牛顿第一定律答疑 1、惯性就是惯性定律吗? 答:不是。惯性是物体本身的固有属性,与物体是否受外力作用无关,即与外界条件变化无关;惯性定律则是一条客观的物理规律,它反映了物体不受外力作用时的运动规律。显而易见,二者是不同的。 2、牛顿第一定律是怎样描述运动和力的关系的? 答:一方面,牛顿第一定律指出,物体不受外力作用时的运动状态,或者是静止不动;或者是做匀速直线运动。另一方面,该定律又指出,要改变物体的这种静止或匀速直线运动状态,只有力作用在物体上才能实现,即力是物体运动状态改变的原因。还有,物体具有能保持原来的运动状态的性质,这种性质是物体本身固有的,叫做物体的惯性。 3、物体的速度越大其惯性就越大吗? 答:不是。速度是表示物体运动快慢的物理量,而惯性是物体保持其运动状态不变的本性。我们说“物体甲的惯性比物体乙的惯性大”,是说“物体甲的质量比物体乙的质量大”。在同样的外力作用下,物体甲的速度变化较慢(即加速度较小,其运动状态较难改变),物体乙的速度变化较快“即加速度较大,其运动状态容易改变”。因此,那种“物体有速度时才有惯性”、“物体只有速度变化时才有惯性”、“推静止的物体比推运动的物体用力大,说明静止的物体惯性大”的说法都是错误的。其实质是对“惯性和速度”概念理解不清所致。 4、骑自行车上坡,为了容易爬上去,往往在上坡前用力蹬车,使车具有较大的速度。有人说,这样做是为了增大车的惯性,他说得对吗? 答:不对。自行车的惯性,是由自行车的质量决定的,与自行车运动还是静止、运动速度是大是小、是加速还是减速都没有关系。的确,为了顺利的爬上坡顶,人们往往在上坡前用力蹬车。这个现象可以用另外的知识去解释(后面将要学习到),但不能把提高速度和增大惯性联系起来。 5、怎样理解“质量是物体惯性大小的量度”中的量度? 答:这里说的量度,就是定量表示的意思。具体可以这样理解:物体的质量相同,则它们的惯性大小就一样;物体的质量不同,则它们的惯性大小就不一样。一个物体的质量是另一个物体质量的两倍,则这个物体的惯性就是另一个物体的'惯性的两倍。 6、牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例吗? 答:不是。牛顿第一定律是一条独立的规律,绝不能简单的看成是牛顿第二定律的特例。在牛顿第一定律中包含了惯性和力两个重要的概念,这是牛顿第二定律无法替代的。“不受外力”与“受合外力为零”虽然是等效的,但不是等同的。如物体不受外力时,物体不会发生形变,但合外力等于零的条件下物体可能发生形变。 独立性 牛顿第一定律是完全独立的基本定律,它的独立性表现在: 1、确定了惯性参考系并引出了逻辑循环论证,这是公理体系的表现,任何学科的第一命题都要具有此特性。 2、指出了任何物体都具有惯性,建立的惯性概念。 3、它的否命题揭示出力的概念,力是物体对物体的作用,力使物体的运动状态发生变化。 4、是牛顿第二定律的基础,首先,牛顿第一定律为第二定律准备了概念(力、惯性质量、惯性系)并定性阐明力和运动的关系;其次,第一定律主要说明物体不受外力作用时的运动状态。不受外力作用和物体所受外力矢量和为零不是一码事,因此不能把牛顿第一定律当成牛顿第二定律在F=0时的特殊情况。综上所述,牛顿第一定律是完全独立的基本定律,用其解决的问题,别任何规律都无法解决,第二、第三定律根本不能取代第一定律。
高一物理牛顿第一定律知识点
要点一、牛顿第一定律一切物体在没有受到力的作用时,总保持静止、或匀速直线运动状态,这就是牛顿第一定律。要点诠释:对定律的理解:1、一切说明该定律对于所有物体都适用,不是特殊现象。2、没有受到力的作用是定律成立的条件。没有受到力的作用有两层含义:一是该物体确定没有受到任何力的作用,这是一种理想化的情况(实际上,不受任何力的作用的物体是不存在的);二是该物体所受合力为零,它的作用效果可以等效为不受任何力的作用时的作用效果。3、或指两种状态必居其一,不能同时存在,也就是说物体在不受力的作用时,原来静止的物体仍保持静止状态,原来运动的物体仍保持匀速直线运动状态。(4)牛顿第一定律的内涵:物体在不受力的情况下依旧可以保持原有的运动状态,说明力不是维持物体运动的原因,而是使物体运动状态发生改变的原因。或者说:物体的运动不需要力来维持,要改变物体的'运动状态,必须对物体施加力的作用。5、牛顿第一定律不能用实验直接验证,而是在实验的基础上通过分析、概括、推理总结出来的。6、牛顿第一定律是关于力与运动关系的规律,它反映了物体在不受力(或受合力为零)时的运动规律,在不受任何力时,物体要保持原有的运动状态不变。要点二、惯性物体保持运动状态不变的性质,叫惯性。要点诠释:对惯性的理解。1、一切物体都有惯性,一切物体是指无论是气体、液体、还是固体;无论是静止还是运动;无论受力还是不受力都具有惯性。惯性是物体本身的一种属性。2、惯性指物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质。即静止的物体总要保持静止状态,运动的物体总要保持匀速直线运动状态。3、惯性是物体的属性,不是力。因此在提到惯性时,只能说物体具有惯性,或由于惯性,而不能说受到惯性作用或惯性力等。惯性只有大小,惯性的大小仅取决于物体的质量,质量大,惯性也大。
高中物理 牛顿第二定律
牛顿第二定律
(1)内容:物体加速度的大小跟它所受的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
(2)表达式:F=ma 或 a=F/m(其中m为物体的质量,a为物体的加速度,F为物体所受的合力)
(3)注意一点:F=ma 是当公式中F、m、a的单位分别是国际单位牛顿、千克、米每二次方秒才成立,如果不是国际单位,牛顿第二定律公式则为F=kma,k是一个比例系数。
2、对牛顿第二定律的理解
(1)因果性:有力才有加速度,没力就没有加速度,力是产生加速度的原因;打个不是很恰当的比方,力和加速度的关系就像你和你爸妈的关系,力就是你爸妈,加速度就是你,因为有你爸妈才有你,没有你爸妈就一定没有你,你爸妈是产生你的原因。
(2) 矢量性:由公式可知,加速度的方向由物体所受合力方向决定,加速度方向与合力方向相同。
(3)独立性:作用在物体上的每个力都将独立的产生各自的加速度,都遵循牛顿第二定律,物体实际运动的加速度合力提供(或者每个力产生的加速度的矢量和),每个力也会在自己的方向上产生独立的加速
(4)瞬时性:物体的加速度与物体所受的合力总是同时存在、同时变化、同时消失。
(5)牛顿第二定律只能解决惯性参考系中宏观低速的运动问题。
强调的方面:
a、物体加速度的方向由物体所受的合外力决定,所以,如果合力的方向和速度方向相同,那么物体肯定做加速运动,反之成立;只要有合力,不管速度如何,一定就有加速度。
b、加速度的方向与物体运动的方向无关,只由合外力方向决定,并且和合外力方向相同。
c、加速度是运动学和力学的桥梁,从力学过度到运动学或运动学过度到力学,一定要加速度
是加速度的定义式,而a=F/m是加速度的决定式。
3、利用牛顿第二定律解题的一般步骤和常用方法。
(1)一般步骤:
a、首先明确对象,正确选取你要研究的物体。
b、受力分析:根据物体的运动情况,画出物体运动情景草图进行受力分析。
c、求合力:利用平行四边形定则或三角形定则求合力,选取正方向(一般以初速度方向为正方向)。
d、列出牛顿第二定律方程并求解
(2)常用方法
a、矢量合成法:利用利用平行四边形定则或三角形定则求合力,根据牛顿第二定律求物体的加速度,加速度方向与合理方向相同。
b、正交分解法:利用正交分解把物体所受的各个力分解到互相垂直的坐标系上,然后分别求横坐标和纵坐标的合力,一般情况我们把物体运动的方向作为横坐标,垂直物体运动的方向作为纵坐标。
高一物理 牛顿第二定律
1。错误,汽车启动瞬间,合外力不为零吧,但还没有速度。
2。正确,加速度只跟合外力和质量有关,同一个物体合外力越大,加速度也越大。
3。错误,汽车刹车,合外力向后,但汽车向前。
合外力变小时物体做加速运动的例子:
我编一个吧,一个太空飞船,不受任何引力,现在用火箭助推器前进,推力变小,但是飞船却在加速前进。
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