牛顿力学三定律

实力分析可以说是中学学习生涯中区分学渣和学霸的知识壁垒。我们从初二下学期开始接触力学。这个时候力学分析比较简单,主要是水平和垂直两个方向,就是这两个方向。到了高中,就开始了其他奇怪的方向,最常见的就是斜面。这个时候受力分析会变得相对复杂,因为会引入三角函数,会死人。尤其是在整个操作过程中,字母非常多。多少人开始怀疑这里的生活!

牛顿力学三定律

好了,有趣的话就不说了,直接说干货。

要想让受力分析顺利,必须掌握魔鬼三定律。它们是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律。一定要明白他们的意思!

牛顿第一定律:

所有物体总是保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它们改变这种状态。

牛顿第一定律应该从以下几个方面来理解:

(1)明确惯性的概念。

定律前半句“一切物体始终保持匀速直线运动或静止状态”,揭示了物体的一个重要属性——惯性,即物体保持匀速直线运动或静止状态的性质。牛顿第一定律指出所有物体在任何情况下都有惯性。所以牛顿第一定律也叫惯性定律。

②确定力的含义。

定律的后半句“直到有外力迫使其改变这种运动状态”其实就是力的定义,即力是改变物体运动状态的原因,而不是维持物体运动的原因,应该认真理解。

③定性地揭示了力与运动的关系。

牛顿第一定律指出了物体不受外力作用时的运动规律,描述的只是一种理想状态。事实上,不受外力作用的物体是不存在的。当作用在物体上的外力总和为零时,它的作用与没有外力时是一样的。但是,我们不能把“不受外力作用”理解为“合力为零”。

牛顿第二定律:

物体的加速度与作用力成正比,与物体的质量成反比。

【例题】质量为m的物体放在光滑的水平面上,受水平力F,如图。尝试讨论:

(1)此时有哪些力作用在物体上?

②每一个力都产生加速度吗?

③物体的实际运动是怎样的?

(4)物体为什么会呈现这种运动状态?

【解析】①物体此时受到三个力的作用,分别是重力、支撑力和水平力f .

根据“力是加速度的原因”,每一个力都应该产生加速度。

③物体的实际运动沿力F的方向以a = f/m加速.

④由于重力和支撑力是一对平衡力,它们的作用相互抵消,此时作用在物体上的合力相当于F .

从上面的分析可以看出,一个物体只能有一种运动状态,物体的运动状态只能由物体的合力来决定,而不能由一个或几个力来决定。我们把物体运动的加速度和物体的合力之间的这种对应关系称为牛顿第二定律的恒等式。

所以在牛顿第二定律f = ma中,f是作用在物体上的合力,加速度的方向与合力的方向相同。

牛顿第三定律

两个物体之间的作用和反作用总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。

这里的“总是”强调的是,对于任何对象,在任何条件下,这两种平等关系都是成立的。这可以从以下几个方面来理解:

(1)不管物体的大小和形状如何,比如大物体之间,大物体和小物体之间,或者任何形状的物体之间,相互作用力总是相等的。

(2)无论物体的运动状态如何,比如静止物体、运动物体或静止物体与运动物体之间的相互作用力总是相等的。

(3)作用和反作用同时产生和消失,因为如果其中一个产生或消失,另一个必然同时产生或消失。否则,他们之间的平等关系就无法建立。认为作用和反作用是按顺序产生的想法是错误的。

平衡力与作用力和反作用力的区别是:

①一个力和它的反作用力必须具有相同的性质。例如,如果作用是弹性的,那么反作用力也必须是弹性的。如果作用力是摩擦力,那么反作用力一定是摩擦力,等等。一个力和它的平衡力可以是相同的力,也可以是不同的力。

(2)一个力及其反作用力分别作用在两个相互作用的物体上,即受力物体不同;而一个力和它的平衡力必须同时作用在同一个物体上,也就是受力的物体是相同的。

(3)一个力必然有它的反作用力,反作用力和作用力同时产生、存在和消失;一对平衡力可以是一个力消失了,另一个力还存在。

(4)作用和反作用的效果不能互相抵消;而一对平衡力作用在同一个物体上的效果正好相互抵消。

牛顿第三定律揭示了力的相互作用,即只要两个物体之间有很强的相互作用,就一定有成对的力和反作用力。学生要注意A和B,B和A的对应相互作用,在求解一个力的大小和方向时,可以通过改变研究对象,分析力的反作用力来求解。

掌握以上知识点。接下来就是分析了。我们的分析主要围绕这几点。

将物体的运动结合成两个方向。

(1)如果物体在水平面上,则它是水平和垂直的。

(2)如果是在斜面上,就是沿着斜面方向和垂直斜面方向。

(3)还有加速度的方向,表示合力的方向。

力的类型不多,比如相互作用、重力、弹性等。通常,我们主要研究这些力。然后就是熟练度的作用。抓住这些核心的东西,基本上可以通过专注来分析。

然后就是熟练绳的受力,杆的受力,弹簧的受力。然后在分析中把社会作为一个整体分析,孤立分析。分析问题的时候,一定要懂得分类讨论。不要老想着一锅炖肉!

一口吃成大胖子,是我们很多同学喜欢走的一条狂野又不靠谱的路。懒得深入思考,所以很容易觉得物理超级难。其实物理很简单!抓住了核心的东西,就可以基本掌握中学物理,当然前提是要有扎实的数学知识,比如勾股定理,三角函数。对于一些概念性的知识点,我得理解透彻!

好了,今天就到这里吧!

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