牛顿第一定律提出了两个基本概念:
1. 惯性:物体保持静止或匀速直线运动状态的性质,直到有外力迫使它改变这种状态。惯性是物体的固有属性,与物体是否受力、是否运动或是否做功等均无关。
2. 外力:作用于物体上的力,能够使物体的运动状态发生改变。这个力是由其他物体施加的,如推、拉、提、举等。
牛顿第一定律也揭示了力和运动的关系,它告诉我们,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。
例题:一辆小车在水平地面上以恒定功率P在平直的公路上运动。当它速度为v时,加速度为a1,当它速度为2v时,加速度为a2。那么,a1和a2的大小关系是什么?
分析:
题目中,小车在水平地面上运动,受到的只有重力、支持力和摩擦力。当小车以速度v运动时,加速度为a1,说明此时小车受到的摩擦力与重力、支持力的合力相等。
当小车速度加倍时,即达到2v,由于功率不变,所以小车的牵引力减小了。根据牛顿第二定律,小车需要更大的摩擦力来保持匀速运动。
结论:由于摩擦力不变,小车需要更大的牵引力来维持更高的速度,所以加速度a2大于加速度a1。
这个例子展示了牛顿第一定律中的惯性定律和外力与物体运动状态的关系。