牛顿第二定律怎么理解


牛顿第二定律即牛顿第二运动定律。

物体加速度的大小跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。 而以物理学的观点来看,牛顿运动第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”,即动量对时间的一阶导数等于外力之和。牛顿第二定律说明了在宏观低速下,比例式表达:a∝F/m,F∝ma;用数学表达式可以写成F=kma,其中的k为比例系数,是一个常数。但由于当时没有规定多大的力作为力的单位,比例系数k的选取就有一定的任意性,如果取k=1,就有F=ma,这就是今天我们熟知的牛顿第二定律的数学表达式。

牛顿第二定律内容

物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同

在国际单位中,力的单位是牛顿,符号N,它是根据牛顿第二定律定义的:使质量为1kg的物体产生1m/s^2;加速度的力,叫做1N。即1N=1kg·m/s^2。

牛顿第二定律公式

F合=ma (单位:N(牛)或者千克米每二次方秒)N=(kg×m)/(s×s)

(当单位皆取国际单位制时,k=1,F=kma即为F=ma)

说明

⑴牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生,同时变化,同时消失。

⑵F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向为正方向。

⑶根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物体所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。

牛顿第二定律的六个性质:

⑴因果性:力是产生加速度的原因。若不存在力,则没有加速度。

⑵矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F= ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。

根据他的矢量性可以用正交分解法将力合成或分解。

⑶瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小或方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。

⑷相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。

⑸独立性:物体所受各力产生的加速度,互不干扰,而物体的实际加速度则是每一个力产生加速度的矢量和,分力和分加速度在各个方向上的分量关系,也遵循牛顿第二定律。

⑹同一性:a与F与同一物体某一状态相对应。

牛二定律的普通形式是:F=ma

而正式形式是:F=d(mV)/dt

如果整理成:F=mdV/dt=ma

若整理成:Fdt=mdV 经积分后就是动量定理。这是牛顿第二定律的一般式;也就是微分式。

关于牛顿第二定律:

实验证明(当然是在允许存在的误差范围内),两个不同的力对标准物体产生的加速度的比和这两个力使同一弹簧伸长的长度成正比,这时,我们对标准物体得到结论——标准物体的加速度和力的大小成正比

下面我们把同样的力作用在其他物体上,如果一个力可以使其他的物体和标准物体产生的加速度相同,我们就认为:这个新的物体和标准物体的某一个性质相同,这个性质就是我前面所说的"平动惯量",即质量进一步实验表明,使同一物体加速度大小和力的大小成正比,使不同物体产生相同加速度需要的力不同

牛顿第一定律公式为:∑Fi=dv/dt=0。牛顿第二定律公式为:F合=ma。牛顿第三定律公式为F1=F2。

牛顿三大定律是力学中重要的定律,它是研究经典力学的基础。

1、牛顿第一定律

内容:任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。

说明:物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势,因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的,没有外力,它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用,指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动状态的变化,所以力是和加速度相联系的,而不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点,往往容易产生错觉。

注意:牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立,实际上它只在惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立,作为一个参照系是否惯性参照系的判据。

2、牛顿第二定律

内容:物体在受到合外力的作用会产生加速度,加速度的方向和合外力的方向相同,加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。

第二定律定量描述了力作用的效果,定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式,并且是瞬时关系。

要强调的是:物体受到的合外力,会产生加速度,可能使物体的运动状态或速度发生改变,但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。

真空中,由于没有空气阻力,各种物体因为只受到重力,则无论它们的质量如何,都具有的相同的加速度。因此在作自由落体时,在相同的时间间隔中,它们的速度改变是相同的。

3、牛顿第三定律

内容: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。

说明:要改变一个物体的运动状态,必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。

牛顿运动定律是力学中重要的定律,是研究经典力学甚至物理学的基础,阐述了经典力学中基本的运动规律。 该定律的适用范围为由牛顿第一运动定律所给出惯性参考系,并使人们对物理问题的研究和物理量的测量有意义。

牛顿运动定律批驳了延续两千多年的亚里士多德等人关于力的概念的错误观点,为确立正确的力的概念奠定了基础。 该定律最早科学地给出了惯性质量、力等经典力学中的几个基本概念的定性定义,为由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系原理奠定了概念基础。

我不知道你为什么要这个,可能是学校会用到。但是我也要告诉你:牛顿的三大定律已经被爱因斯坦证明是错误的了,霍金在《时间简史》里也明确证明了这个定律的伪性,即不成立性。但是我下面提供的资料还是会有帮助的。

牛顿第二运动定律

Newton's second law of motion

1.定律内容:物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。

2.公式:F合=ma

3.几点说明:

(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。

(2)F=ma是一个矢量方程,应用时应规定正方向,凡与正方向相同的力或加速度均取正值,反之取负值,一般常取加速度的方向反正方向。

(3)根据力的独立作用原理,用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时,可将物本所受各力正交分解,在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。

4牛顿第二定律的五个性质:

(1)因果性:力是产生加速度的原因。

(2)矢量性:力和加速度都是矢量,物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中,等号不仅表示左右两边数值相等,也表示方向一致,即物体加速度方向与所受合外力方向相同。

(3)瞬时性:当物体(质量一定)所受外力发生突然变化时,作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变;当合外力为零时,加速度同时为零,加速度与合外力保持一一对应关系。牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律,表明了力的瞬间效应。

(4)相对性:自然界中存在着一种坐标系,在这种坐标系中,当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态,这样的坐标系叫惯性参照系。地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系,牛顿定律只在惯性参照系中才成立。

(5)独立性:作用在物体上的各个力,都能各自独立产生一个加速度,各个力产生的加速度的失量和等于合外力产生的加速度。

(6)同一性:a与F与同一物体某一状态相对应。

牛顿第二定律的适用范围

(1)只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低)。

(2)只适用于宏观物体,牛顿第二定律不适用于微观原子。

(3)参照系应为惯性系。

牛顿第二定律公式是桥梁,F=ma,公式得左边联系的物体的受力,右边联系的是物体的运动情况。因此相关的公式,左边是有关力的:受力分析,三种常见力的公式;右边是有关运动的:匀变速直线运动的公式,规律。

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