牛顿三大力学定律分别是:
1. 第一定律:惯性定律(又称惰性定律)——任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态,直到外力迫使它改变运动状态为止。
2. 第二定律:作用与反作用定律——物体所受的合力大小等于物体各个力所产生的加速度的矢量和。
3. 第三定律:机械等时定律(或称机械原理)——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。
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牛顿三大力学定律包括:牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律、牛顿第三运动定律。
牛顿第一运动定律,也被称为惯性定律,指出除非受到外力作用,否则所有物体将会一直保持其静止或匀速直线运动状态。
题目:一个静止在光滑水平面上的小车,一个质量为m的木块以速度v冲上小车。问:当木块与小车达到相对静止时,木块在小车上滑动的距离是多少?
解答:
1. 根据牛顿第一运动定律,小车和木块都处于静止或匀速直线运动状态,直到受到外力作用。
2. 木块在冲上小车时具有速度v,小车静止。
3. 木块在小车上滑动时,由于光滑水平面,木块和小车的摩擦力将导致它们都减速直到相对静止。
4. 根据动量守恒定律,初始时小车的动量为0,而木块的动量为mv。当它们达到相对静止时,它们的动量将相等。
5. 由于摩擦力,木块的减速比小车快,因此木块将向后滑动。同样地,小车将向前滑动。
6. 当它们达到相对静止时,它们的总动量为0,因此木块和小车的总动量也相等。这意味着木块和小车的速度将相同,但方向相反。
7. 滑动距离可以通过小车和木块的位移差来计算。由于它们都受到相同的摩擦力,因此它们的位移与它们的质量成反比。
综上所述,当木块与小车达到相对静止时,木块在小车上滑动的距离约为 (mv^2/2μg) / (m+M),其中M是车子的质量。这个距离反映了牛顿第一定律在解释物体运动状态改变时的规律。