高一物理牛頓第一定律知識點匯總
高一物理牛頓第一定律知識點匯總
牛頓定律是物理學上的重大發(fā)現(xiàn),也是高中物理的重要知識點。以下是學習啦小編為您整理的關于高一物理牛頓第一定律知識點匯總的相關資料,希望對您有所幫助。
高一物理牛頓第一定律知識點
一、定律定義
牛頓第一定律表明,當合外力為零時,原來靜止的物體將繼續(xù)保持靜止狀態(tài),原來運動的物體則將繼續(xù)以原來的速度做勻速直線運動。合外力為零包括兩種情況:一種是物體受到的所有外力相互抵消,合外力為零;另一種是物體不受外力的作用。有的專家學者認為這種表述方式并不嚴謹,所以通常采用原始表述。
二、演繹過程
伽利略研究運動學的方法是把實驗和數(shù)學結合在一起,既注重邏輯推理,又依靠實驗檢驗。 他對光滑斜面的推論是通過實驗觀察,并推論得到的。但是這個完全光滑的斜面在現(xiàn)實中不存在,因為無法將摩擦力完全消除,因此理想斜面實驗屬于伽利略的邏輯推理部分。
伽利略對光滑斜面的推論
現(xiàn)實中,當一個球沿斜面向下滾時,它的速度增大,而向上滾時,它的速度減小。
由此伽利略推論,當球沿水平面滾動時,它的速度應不增不減。實際上他發(fā)現(xiàn),球愈來愈慢,最后停下來。伽利略認為,這并非是它的“自然本性”,而是由于摩擦阻力的緣故,因為他同樣還觀察到,表面愈光滑,球便會滾得愈遠。
于是他推論,若沒有摩擦阻力,球?qū)⒂肋h滾下去。
伽利略的理想斜面實驗
伽利略的理想斜面實驗實驗如圖所示,讓小球沿一個光滑斜面從靜止狀態(tài)開始下滾,小球?qū)L上另一個斜面,達到與原來差不多的高度然后再下滾。他推論,只是因為摩擦力,球才沒能達到原來的高度。然后,他減小后一斜面的傾角,小球在這個斜面上仍達到同一高度,但這時它要滾得遠些。繼續(xù)減小第二個斜面的傾角,球達到同一高度就會滾得更遠。
于是他對斜面平放時的情況進行研究,結論顯然是球?qū)⒂肋h滾下去。這就是說,力不是維持物體的運動即維持物體的速度的原因,而恰恰是改變物體運動狀態(tài)即改變物體速度的原因。因此,一旦物體具有某一速度,如果它不受力,就將以這一速度勻速直線地運動下去。
三、適用范圍
牛頓第一定律只適用于 慣性參考系。在質(zhì)點不受外力作用時,能夠判斷出質(zhì)點靜止或作勻速直線運動的 參考系一定是慣性參考系,因此只有在慣性參考系中牛頓第一運動定律才適用。
牛頓第一定律在非慣性參考系(即有加速度的系統(tǒng))中不適用,因為不受外力的物體,在該參考系中也可能具有加速度,這與牛頓第一定律相悖。
當牛頓第一定律不成立時,即 非慣性系中,要用非慣性系中的力學方程 求解力學問題。式中 為在慣性系中測得的物體受的合力, 為在非慣性系中測得的慣性力, 為非慣性系統(tǒng)的加速度。
高一物理牛頓第一定律答疑
1、慣性就是慣性定律嗎?
答:不是。慣性是物體本身的固有屬性,與物體是否受外力作用無關,即與外界條件變化無關;慣性定律則是一條客觀的物理規(guī)律,它反映了物體不受外力作用時的運動規(guī)律。顯而易見,二者是不同的。
2、牛頓第一定律是怎樣描述運動和力的關系的?
答:一方面,牛頓第一定律指出,物體不受外力作用時的運動狀態(tài),或者是靜止不動;或者是做勻速直線運動。另一方面,該定律又指出,要改變物體的這種靜止或勻速直線運動狀態(tài),只有力作用在物體上才能實現(xiàn),即力是物體運動狀態(tài)改變的原因。還有,物體具有能保持原來的運動狀態(tài)的性質(zhì),這種性質(zhì)是物體本身固有的,叫做物體的慣性。
3、物體的速度越大其慣性就越大嗎?
答:不是。速度是表示物體運動快慢的物理量,而慣性是物體保持其運動狀態(tài)不變的本性。我們說“物體甲的慣性比物體乙的慣性大”,是說“物體甲的質(zhì)量比物體乙的質(zhì)量大”。在同樣的外力作用下,物體甲的速度變化較慢(即加速度較小,其運動狀態(tài)較難改變),物體乙的速度變化較快“即加速度較大,其運動狀態(tài)容易改變”。因此,那種“物體有速度時才有慣性”、“物體只有速度變化時才有慣性”、“推靜止的物體比推運動的物體用力大,說明靜止的物體慣性大”的說法都是錯誤的。其實質(zhì)是對“慣性和速度”概念理解不清所致。
4、騎自行車上坡,為了容易爬上去,往往在上坡前用力蹬車,使車具有較大的速度。有人說,這樣做是為了增大車的慣性,他說得對嗎?
答:不對。自行車的慣性,是由自行車的質(zhì)量決定的,與自行車運動還是靜止、運動速度是大是小、是加速還是減速都沒有關系。的確,為了順利的爬上坡頂,人們往往在上坡前用力蹬車。這個現(xiàn)象可以用另外的知識去解釋(后面將要學習到),但不能把提高速度和增大慣性聯(lián)系起來。
5、怎樣理解“質(zhì)量是物體慣性大小的量度”中的量度?
答:這里說的量度,就是定量表示的意思。具體可以這樣理解:物體的質(zhì)量相同,則它們的慣性大小就一樣;物體的質(zhì)量不同,則它們的慣性大小就不一樣。一個物體的質(zhì)量是另一個物體質(zhì)量的兩倍,則這個物體的慣性就是另一個物體的慣性的兩倍。
6、牛頓第一定律是牛頓第二定律的特例嗎?
答:不是。牛頓第一定律是一條獨立的規(guī)律,絕不能簡單的看成是牛頓第二定律的特例。在牛頓第一定律中包含了慣性和力兩個重要的概念,這是牛頓第二定律無法替代的。“不受外力”與“受合外力為零”雖然是等效的,但不是等同的。如物體不受外力時,物體不會發(fā)生形變,但合外力等于零的條件下物體可能發(fā)生形變。
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