牛顿三大定律是指牛顿在力学中提出的三个基本定律,它们是物理学中极其重要基础概念。以下是牛顿三大定律的表述:
1. 第一定律,也被称为惯性定律,表述为“物体如果没有受到外力的作用,将保持静止状态或匀速直线运动状态”。这个定律说明了物体保持原有运动状态的性质,即惯性。它为理解所有牛顿力学相关的现象提供了基础。
2. 第二定律,表述为“物体的加速度与作用在物体上的外力成正比,与物体质量成反比”。这个定律说明了力与物体运动状态改变之间的关系,即力是改变物体运动状态的原因。
3. 第三定律,表述为“每一个作用力都有一个等大小的反向反作用力”。这一定律揭示了物体之间的相互作用,即牛顿第三定律是牛顿第二定律的必然推论,是物体间在相互作用时产生的必然结果。
这三个定律共同构成了牛顿力学的完整体系,是理解经典力学的基础。
例题:
一个静止在水平面上的小球,被一水平方向飞来的子弹击中并穿透小球,如果子弹进入前小球的速度为$v_{1}$,子弹进入后小球的速度为$v_{2}$,且$v_{2} < v_{1}$。请解释这个现象。
解释:
根据牛顿第一定律,物体保持静止或匀速直线运动状态,直到受到外力作用为止。在这个例子中,小球在水平面上静止,没有受到外力作用。当子弹水平飞来并穿透小球时,小球受到子弹施加的力,导致小球的速度发生变化。由于子弹的速度大于小球的速度,所以小球被加速,速度从$v_{2}$增加到$v_{1}$。因此,这个现象可以用牛顿第一定律来解释。