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牛頓的成就牛頓三大定律

牛頓運動定律

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:任何一個物體在不受外力或受平衡力的作用時(Fnet=0)，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(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)，原來運動的物體具有保持運動的性質(zhì)，因此我們稱物體具有保持運動狀態(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)點距離其他質(zhì)點足夠遠時，這個質(zhì)點就作勻速直線運動或保持靜止?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。力不是保持物體運動狀態(tài)的原因，而是改變物體運動狀態(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)動量為p的物體，在合外力為F的作用下，其動量隨時間的變化率等于作用于物體的合外力。用通俗一點的話來說，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)物體低速運動，速度遠低于光速時，物體的質(zhì)量為不依賴于速度的常量，所以有F=m(dv/dt)=ma這也叫動量定理。在相對論中F=ma是不成立的，因為質(zhì)量隨速度改變，而F=d(mv)/dt依然使用。由實驗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，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作用規(guī)律。力和加速度同時產(chǎn)生、同時變化、同時消失。(2)F=ma是一個矢量方程，應(yīng)用時應(yīng)規(guī)定正方向，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負值，一般常取加速度的方向為正方向。(3)根據(jù)力的獨立作用原理，用牛頓第二定律處理物體在一個平面內(nèi)運動的問題時，可將物體所受各力正交分解，在兩個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)點的運動。牛頓第二定律六個性質(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)表達式∑F=ma中，等號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)瞬時性:當(dāng)物體(質(zhì)量一定)所受外力發(fā)生突然變化時，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發(fā)生突變;當(dāng)合外力為零時，加速度同時為零，加速度與合外力保持一一對應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律是一個瞬時對應(yīng)的規(guī)律，表明了力的瞬間效應(yīng)。(5)相對性:自然界中存在著一種坐標(biāo)系，在這種坐標(biāo)系中，當(dāng)物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系。地面和相對于地面靜止或作勻速直線運動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)獨立性:作用在物體上的各個力，都能各自獨立產(chǎn)生一個加速度，各個力產(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)只適用于低速運動的物體(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。(詳見牛頓第三運動定律)表達式:

F=-F'第三定律

第三定律(F表示作用力，F(xiàn)'表示反作用力，負號表示反作用力F'與作用力F的方向相反)說明要改變一個物體的運動狀態(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。同時出現(xiàn)，同時消失。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為作用點不在同一個物體上，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、作用在兩個物體上、且在同一直線上的力;兩個力的性質(zhì)是相同的。②平衡力是作用在同一個物體上的兩個力，大小相同、方向相反，并且作用在同一直線上。兩個力的性質(zhì)可以是不同的。③相互平衡的兩個力可以單獨存在，但相互作用力同時存在，同時消失例如:物體放在桌子上，對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，動量守恒定律、能量守恒定律與角動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單:"動量、能量、角動量既不可能憑空創(chuàng)造也不可能憑空消失"。因為力是動量的時間衍生物，因此力這個概念顯得有些多余，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)、量子電動力學(xué)、廣義相對論中。標(biāo)準(zhǔn)模型解釋了三種基本力(強力、弱力和電磁力)是如何從規(guī)范場中起源并通過虛粒子轉(zhuǎn)換的。其他的力例如重力與費米簡并壓力也可以從動量守恒中引出。三大定律的意義牛頓的三大運動定律