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初中物理牛顿三大定律及其适用范围考点

更新时间:2024-09-24 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

牛顿三大定律包括牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,它们分别适用于不同的场景和情况。guC物理好资源网(原物理ok网)

1. 牛顿第一定律,又称惯性定律,指出一个物体如果不受外力作用,将会保持静止或匀速直线运动状态。这一定律适用于所有物体,包括气体、液体和固体,也适用于宏观世界和微观世界。guC物理好资源网(原物理ok网)

2. 牛顿第二定律指出,物体的加速度与物体所受的合外力成正比,与物体质量成反比。这一定律适用于宏观物体,特别是可以看作质点的物体。guC物理好资源网(原物理ok网)

3. 牛顿第三定律指出,两个物体之间的相互作用等大反向,作用在一条直线上。这一定律适用于所有相互作用力,包括万有引力、弹力、摩擦力等。guC物理好资源网(原物理ok网)

总的来说,牛顿三大定律适用于宏观物体在低速情况下的运动,不适用于高速运动和微观粒子的运动。对于高速运动和微观粒子的运动,需要使用相对论和量子力学来描述。guC物理好资源网(原物理ok网)


相关例题:

适用范围:牛顿第一定律也称为惯性定律,它适用于所有宏观物体和系统,包括地球上的物体和天体。guC物理好资源网(原物理ok网)

例题:guC物理好资源网(原物理ok网)

假设有一个行星P,其质量和半径分别为m和R,该行星被一个引力场包围,引力场的强度与距离的平方成反比。一位宇航员在行星P上以速度v沿水平方向抛出一个物体,求该物体在行星上的运动轨迹。guC物理好资源网(原物理ok网)

解析:guC物理好资源网(原物理ok网)

根据牛顿第一定律,行星P的物体在不受外力作用时将保持匀速直线运动。因此,当物体被抛出时,它将沿着水平方向做匀速直线运动。guC物理好资源网(原物理ok网)

根据平抛运动的知识,物体在水平方向上做匀速直线运动,而在竖直方向上受到重力作用而做自由落体运动。因此,物体的运动轨迹可以分解为水平和竖直两个方向的运动。guC物理好资源网(原物理ok网)

在水平方向上,物体的速度为v,而引力场强度与距离的平方成反比,因此引力对物体产生的加速度为a = -GM/r^2,其中G为万有引力常数,M为行星的质量,r为物体到行星中心的距离。由于物体在水平方向上不受其他力作用,因此它将继续沿水平方向做匀速直线运动。guC物理好资源网(原物理ok网)

在竖直方向上,物体受到重力作用而做自由落体运动,其运动时间为t = sqrt(2h/g),其中h为物体下落的距离。由于行星是球体,其半径为R,因此物体下落的距离h = (1/2)gt^2 = (1/2) sqrt(2Rg/GM) t^2。guC物理好资源网(原物理ok网)

将上述两个方向的加速度和时间带入运动方程中,得到物体在行星上的运动轨迹为x = v t + (1/2) sqrt(2Rg/GM) t^3。这个轨迹是一个抛物线轨迹,其中水平方向上的速度分量保持不变,而竖直方向上的速度分量随着时间的增加而增加。guC物理好资源网(原物理ok网)

总结:这个例题展示了牛顿第一定律在行星运动中的应用,它适用于所有宏观物体和系统,包括地球上的物体和天体。通过理解物体的运动状态和受力情况,我们可以利用牛顿第一定律来分析和解决各种实际问题。guC物理好资源网(原物理ok网)


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