牛顿三大定律的基本内容

www.zhiqu.org     时间: 2024-06-13

牛顿力学三大定律分别是:惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。

一、惯性定律

任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。

说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。

明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。

二、加速度定律内容

物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。

加速度定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。

三、作用力与反作用

两个物体之间的作用力和反作用力,在同一条直线上,大小相等,方向相反。

说明:要改变一个物体的运动状态,必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。

适用条件:

牛顿运动定律只适用于质点,牛顿运动定律中所指的物体为质点。对质点系,运用牛顿运动定律中的第二定律时一般采用隔离法,或者采用质点系牛顿第二运动定律。对于作用力非恒力的情形,如时间、速度或位置相关性的力,应用积分等方法,牛顿运动定律亦可使用。

牛顿运动定律只适用于惯性参考系。孤立质点相对它静止或做匀速直线运动的参考系为惯性参考系。在非惯性参考系中牛顿运动定律不适用,因为不受外力的物体在该参考系中也可能具有加速度,与牛顿第一运动定律相悖;只有在惯性参考系中牛顿运动定律才适用。

牛顿运动定律只适用低速问题。若物体的速度v与光速c=3.0×10m/s接近时,必须使用狭义相对论。牛顿运动定律对于伽利略变换是协变得,但对于洛伦兹变换不是协变,因此其不能和狭义相对论相容。

当物体做高速移动时,需要修改力、速度等力学变量的定义,使动力学方程能够满足洛伦兹协变的要求,在物理预言上也会随速度接近光速而与经典力学有不同。

以上内容参考:百度百科-牛顿运动定律



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