1、牛頓第一定律
⑴內(nèi)容:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止.
⑵理解牛頓第一定律時(shí)應(yīng)注意的問題
①牛頓第一定律不像其他定律一樣是實(shí)驗(yàn)直接總結(jié)出來的,它是牛頓以伽利略的理想實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)總結(jié)出來的.
②牛頓第一定律描述的是物體不受外力時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,牛頓第一定律是獨(dú)立規(guī)律,絕不能簡(jiǎn)單地看成是牛頓第二定律的特例.
③牛頓第一定律的意義在于指出了一切物體都具有慣性,力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因,而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)產(chǎn)生加速度的原因.
⑶牛頓第一定律可以從以下幾個(gè)方面來進(jìn)一步理解:
①定律的前一句話揭示了物體所具有的一個(gè)重要屬性,即“保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”,對(duì)于所說的物體,在空間上是指所有的任何一個(gè)物體;在時(shí)間上則是指每個(gè)物體總是具有這種屬性.即在任何情況下都不存在沒有這種屬性的物體.這種“保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)”的性質(zhì)叫慣性.簡(jiǎn)而言之,牛頓第一定律指出了一切物體在任何情況下都具有慣性。
②定律的后一句話“直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止”實(shí)際上是對(duì)力下的定義:即力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,而并不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因.
③牛頓第一定律指出了物體不受外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律.其實(shí),不受外力作用的物體在我們的周圍環(huán)境中是不存在的.當(dāng)物體所受到的幾個(gè)力的合力為零時(shí),其運(yùn)動(dòng)效果和不受外力的情況相同,這時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài).
應(yīng)該注意到,不受任何外力和受平衡力作用,僅在運(yùn)動(dòng)效果上等同,但不能說二者完全等同,如一個(gè)不受力的彈簧和受到一對(duì)拉或壓的平衡力作用的同一個(gè)彈簧,顯然在彈簧是否發(fā)生形變方面是明顯不同的.慣性:物體保持原來的勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)叫慣性.
⑷慣性是一切物體的固有屬性,是性質(zhì),而不是力.與物體的受力情況及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān).因此說,人們只能利用慣性而不能克服慣性,質(zhì)量是物體慣性大小的量度,即質(zhì)量大的,慣性大;質(zhì)量小的,慣性小.
2、牛頓第二定律
⑴內(nèi)容:物體的加速度與所受合外力成正比,與物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向與合外力的方向相同.
⑵公式:F合 = ma
⑶理解牛頓第二定律時(shí)注意的問題
①瞬時(shí)性:力與加速度的產(chǎn)生是同時(shí)的,即同時(shí)增大,同時(shí)減小,同時(shí)消失.
F=ma是對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中的每一個(gè)瞬間成立的,某一時(shí)刻的加速度大小總跟那一時(shí)刻的合外力大小成正比,即有力作用就有加速度產(chǎn)生;外力停止作用,加速度隨即消失,二者之間沒有時(shí)間上的推遲或滯后,在持續(xù)不斷的恒定外力作用下,物體具有持續(xù)不斷的恒定加速度;外力隨時(shí)間改變,則加速度也隨時(shí)間做同步的改變.
②矢量性:加速度的方向總與合外力方向一致.
作用力F和加速度a都是矢量,所以牛頓第二定律的表達(dá)式F=ma是一個(gè)矢量表達(dá)式,它反映了加速度的方向始終跟合外力的方向相同.而速度方向與合外力方向沒有必然聯(lián)系.③獨(dú)立性:F合應(yīng)為物體受到的合外力,a為物體的合加速度;而作用于物體上的每一個(gè)力各自產(chǎn)生的加速度也都遵從牛頓第二定律,與其他力無關(guān)(力的獨(dú)立作用性).而物體的合加速度則是每個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和。
④在使用牛頓第二定律時(shí)還應(yīng)注意:公式中的a是相對(duì)于慣性參照系的,即相對(duì)于地面靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的參照系.另外,牛頓第二定律只適用于宏觀低速的物體,對(duì)微觀高速物體的研究,牛頓第二定律不適用.(高速是指與光速可比擬的速度;微觀是指原子、原子核組成的世界).