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牛頓的成就牛頓三大定律

牛頓運(yùn)動(dòng)定律

Newton'slawsofmotion

1.牛頓第一定律2.牛頓第二定律（加速度定律)3.牛頓第三定律（作用力與反作用力定律）牛頓第一定律表述一:任何一個(gè)物體在不受外力或受平衡力的作用時(shí)(Fnet=0)，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。原來靜止的物體具有保持靜止的性質(zhì)，原來運(yùn)動(dòng)的物體具有保持運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，因此我們稱物體具有保持運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性。一切物體都具有慣性，慣性是物體的物理屬性。所以此定律又稱為"慣性定律"表述二:當(dāng)質(zhì)點(diǎn)距離其他質(zhì)點(diǎn)足夠遠(yuǎn)時(shí)，這個(gè)質(zhì)點(diǎn)就作勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)。即:質(zhì)量是慣性大小的量度。慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度和接觸面的粗糙程度無關(guān)。質(zhì)量越大，克服慣性做功越大;質(zhì)量越小，克服慣性做功越小。力不是保持物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。牛頓第二定律

加速度定律內(nèi)容物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。公式:F合=ma(單位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)/(s×s)牛頓發(fā)表的原始公式:F=mv/t(見自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理)動(dòng)量為p的物體，在合外力為F的作用下，其動(dòng)量隨時(shí)間的變化率等于作用于物體的合外力。用通俗一點(diǎn)的話來說，就是以t為自變量，p為因變量的函數(shù)的導(dǎo)數(shù)，就是該點(diǎn)所受的合外力。即:F=dpd/t=d(mv)/dt(d不是delta(△)，而是微分的意思。但是在中學(xué)學(xué)習(xí)的一般問題中，兩者可以不做區(qū)別)而當(dāng)物體低速運(yùn)動(dòng)，速度遠(yuǎn)低于光速時(shí)，物體的質(zhì)量為不依賴于速度的常量，所以有F=m(dv/dt)=ma這也叫動(dòng)量定理。在相對(duì)論中F=ma是不成立的，因?yàn)橘|(zhì)量隨速度改變，而F=d(mv)/dt依然使用。由實(shí)驗(yàn)可得在加速度一定的情況下F與m成正比,在質(zhì)量一定的情況下F與a成正比(只有當(dāng)F以N,m以kg，a以m/s^2為單位時(shí)，F(xiàn)合=ma成立)牛頓第二定律第二定律

第二定律(1)牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律。力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消失。(2)F=ma是一個(gè)矢量方程，應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負(fù)值，一般常取加速度的方向?yàn)檎较颉?3)根據(jù)力的獨(dú)立作用原理，用牛頓第二定律處理物體在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的問題時(shí)，可將物體所受各力正交分解，在兩個(gè)互相垂直的方向上分別應(yīng)用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max，F(xiàn)y=may列方程。(4)牛頓第二定律只適用于質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。牛頓第二定律六個(gè)性質(zhì)(1)因果性:力是產(chǎn)生加速度的原因。(2)同體性:F合、m、a對(duì)應(yīng)于同一物體。(3)矢量性:力和加速度都是矢量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式∑F=ma中，等號(hào)不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同。(4)瞬時(shí)性:當(dāng)物體(質(zhì)量一定)所受外力發(fā)生突然變化時(shí)，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時(shí)發(fā)生突變;當(dāng)合外力為零時(shí)，加速度同時(shí)為零，加速度與合外力保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的規(guī)律，表明了力的瞬間效應(yīng)。(5)相對(duì)性:自然界中存在著一種坐標(biāo)系，在這種坐標(biāo)系中，當(dāng)物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系。地面和相對(duì)于地面靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體可以看作是慣性參照系，牛頓定律只在慣性參照系中才成立。(6)獨(dú)立性:作用在物體上的各個(gè)力，都能各自獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)加速度，各個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度。適用范圍(1)只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體(與光速比速度較低)。(2)只適用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀原子。(3)參照系應(yīng)為慣性系。牛頓第三定律

作用力與反作用力定律內(nèi)容兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。(詳見牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律)表達(dá)式:

F=-F'第三定律

第三定律(F表示作用力，F(xiàn)'表示反作用力，負(fù)號(hào)表示反作用力F'與作用力F的方向相反)說明要改變一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須有其它物體和它相互作用。物體之間的相互作用是通過力體現(xiàn)的。并且指出力的作用是相互的，有作用力必有反作用力。它們是作用在同一條直線上，大小相等，方向相反。牛頓第三定律注意1.①力的作用是相互的。同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失。②相互作用力一定是相同性質(zhì)的力③作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上，產(chǎn)生的作用不能相互抵消。④作用力也可以叫做反作用力，只是選擇的參照物不同⑤作用力和反作用力因?yàn)樽饔命c(diǎn)不在同一個(gè)物體上，所以不能求合力2.相互作用力和平衡力的區(qū)別①相互作用力是大小相等、方向相反、作用在兩個(gè)物體上、且在同一直線上的力;兩個(gè)力的性質(zhì)是相同的。②平衡力是作用在同一個(gè)物體上的兩個(gè)力，大小相同、方向相反，并且作用在同一直線上。兩個(gè)力的性質(zhì)可以是不同的。③相互平衡的兩個(gè)力可以單獨(dú)存在，但相互作用力同時(shí)存在，同時(shí)消失例如:物體放在桌子上，對(duì)于物體所受重力與支持力，二者屬于平衡力，將物體拿走后支持力消失，而重力依然存在.而物體在桌子上，物體所受的支持力與桌面所受的壓力，二者為一對(duì)作用力與反作用力.物體拿走后，二者都消失.（引申)與守恒定律的關(guān)系在現(xiàn)代物理學(xué)中，動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律與角動(dòng)量守恒定律相比牛頓定律更為普遍適用，它們既應(yīng)用于光，也應(yīng)用于物質(zhì);既應(yīng)用于經(jīng)典物理學(xué)，也應(yīng)用于非經(jīng)典物理學(xué)。它們的陳述都非常簡(jiǎn)單:"動(dòng)量、能量、角動(dòng)量既不可能憑空創(chuàng)造也不可能憑空消失"。因?yàn)榱κ莿?dòng)量的時(shí)間衍生物，因此力這個(gè)概念顯得有些多余，是從屬于守恒定律的。力的概念也不能應(yīng)用于基礎(chǔ)理論，如量子力學(xué)、量子電動(dòng)力學(xué)、廣義相對(duì)論中。標(biāo)準(zhǔn)模型解釋了三種基本力(強(qiáng)力、弱力和電磁力)是如何從規(guī)范場(chǎng)中起源并通過虛粒子轉(zhuǎn)換的。其他的力例如重力與費(fèi)米簡(jiǎn)并壓力也可以從動(dòng)量守恒中引出。三大定律的意義牛頓的三大運(yùn)動(dòng)定律