牛顿第一定律概念

一头肌2023-05-06  20

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这个结论叫做牛顿第一定律

①牛顿第一定律描述的是物体在一种理想情况下的运动规律——物体不受力作用时的运动规律,它无法用实验来直接验证。虽然物体在合外力为零时表现出来的运动规律与不受力时的运动规律是一致的,但不能由物体受平衡力时的运动情况来验证牛顿第一定律。

②牛顿第一定律定性地揭示了力和运动的关系。它说明了物体不受力作用时是匀速直线运动或静止状态,所以力不是维持物体运动原因;定律指出外力作用迫使物体运动状态改变,所以力是改变物体运动状态的原因。

③牛顿第一定律还揭示了物体有一种性质,保持速度不变的性质叫惯性。

请指教。 1、定律的建立 古希腊思想家亚里士多德认为运动的物体要继续运动,必须有力来维持,没有力的作用,物体的速度就会失去。因为与人们的日常经验相符,他的这种理论持续了2000多年。伽利略以斜面实验为基础,运用逻辑思维作出了合理的外推,他认为“任何速度一旦施加给一个运动着的物体,只要除去加速或减速的外因,此速度就可以保持不变。” 1687年牛顿在出版的名著《自然哲学的数学原理》中将这一观点加以发展并表述成现在形式的定律,牛顿还把它列为三条基本运动定律之首,作为力学的基础。 2、科学性 牛顿第一定律描述的是一种理想化的运动状态,即物体不受外力作用的状态。很显然这无法用实验直接验证,但伽利略在分析大量事实的基础上,忽略次要因素、突出主要因素,运用理想实验这一科学推理的思维方法,阐明了力不是维持物体运动的原因。伽利略不但证实了牛顿第一定律的正确性,也开创了科学研究的正确方法——实验与思维的完美结合,开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,因此他被称为“近代科学之父”。他的工作,为牛顿理论体系的建立奠定了基础。 3、丰富的内涵 ①、牛顿第一定律揭示了自然界一切物体在不受任何外力作用时,将如何运动的规律——总保持静止状态或匀速直线运动状态。自然界中不受外力作用的物体是没有的,但这一规律是客观的正确的,也足见在认识自然上人类智慧的力量。 ②、定律揭示了任何物体都具有保持运动状态不变的本性——惯性,这是物体的固有属性,由物体的内在因素决定,物体要保持的这种运动也称为惯性运动。 ③、牛顿第一定律定性地给出了力的科学定义:力是使物体运动状态改变的原因,即使物体产生加速度的原因,从而也批判了力是维持物体运动原因的错误。牛顿第一定律已指出了运动维持、运动改变的根本原因,虽没有直接解决加速度与力、质量的定量关系,但这两个问题已明白地提出,对这两个问题的深入探索和研究才导致了牛顿第二定律的产生。 ④、定律也表明,物体的静止状态与匀速直线运动状态具有等价性。实质上,静止和运动只不过是相对于不同的参考系而得到的不同观察结果,静止和匀速直线运动均要求物体所受的合力为零。同时它给经典力学体系选取了一个特殊的参考系——惯性参考系,即静止或做匀速直线运动的物体。只有在惯性参考系里,牛顿运动定律才得以遵守。 4、基础性和独立性 根据牛顿第一定律可以比较严密地定义惯性,揭示惯性运动的本质,进一步还可以引入惯性参考系、惯性质量,定性地给出力的科学定义,表述力的本质和力的效果。牛顿第一定律包括了惯性、惯性运动、惯性参考系和力的概念,还启迪人们去研究物体运动状态的改变与外力作用的关系,可见牛顿第一定律是其它力学定律建立的基础。不能从形式上理解,认为牛顿第一定律是牛顿第二定律在作用力为零时的特例。否则就是舍弃了牛顿第一定律的精髓,即割裂了牛顿第一定律与牛顿运动定律整体间的逻辑结构关系。没有牛顿第一定律就没有惯性、惯性运动、惯性参考系、力的科学概念,牛顿第二定律就无从谈起,牛顿第一定律是前提、是基础,具有独立性。 5、关于惯性的说明 ①、惯性是一切物体具有的保持原来的匀速直线运动状态或静止状态的性质。惯性是物体的固有属性,既不是只有运动物体才有惯性,也不是只有静止物体才具有惯性,惯性与物体的运动状态无关,也与该物体是否受外力作用也无关。 ②、物体惯性的大小描述了物体保持原来运动状态的本领强弱,物体的惯性大,保持原来运动状态的本领强,物体的运动状态就难改变。惯性的大小仅与物体的质量有关,质量是物体惯性大小的唯一量度。物体质量越大,运动状态越难改变,即惯性越大,与惯性相关的质量即惯性质量。 ③、惯性不是力。惯性是物体自身具有的一种保持原来运动状态的性质,而力是物体对物体的作用,惯性和力是两个不同的概念。

牛顿第一运动定律,简称牛顿第一定律。又称惯性定律、惰性定律。常见的完整表述: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。

牛顿第一运动定律

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。

牛顿第一定律的意义

准确的描述了力和运动的关系。由牛顿第一定律我们可以看出,没有力的时候,物体可以做匀速直线运动,所以,力不是维持运动的原因,或者说,匀速直线运动不需要力来维持。另一方面,它也说明,如果物体受到不为零的合外力的作用,它将不能保持静止或匀速直线运动,也就说明了力是改变物体运动状态的原因。因此力和运动的关系可以描述为:力是改变物体运动状态的原因,而不是维持运动的原因。

发展过程如下

伽利略的研究和科学想象

同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始滑下,(这是为了保证每次小车到达水平面时有相同的速度)。第一次在水平面上铺上毛巾,小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了;第二次在水平面铺上较光滑的棉布,小车在棉布上滑行的距离较远;第三次是光滑的木板,小车滑行的距离最远。

伽利略认为,是平面对小车的阻力使小车停下,平面越光滑小车滑行就越远。表明阻力越小,小车滑行就越远.伽利略科学地想象:要是能找到一块十分光滑的平面,阻力为零,小车的滑行速度将不会减慢。

笛卡尔的补充

笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究,他认为:如果运动物体,不受任何力的作用,不仅速度大小不变,而且运动方向也不会变,将沿原来的方向匀速运动下去。

牛顿的伟大贡献

英国的伟大科学家牛顿,总结了伽利略等人的研究成果;从而概括出一条重要的物理定律:一切物体在没有受到力的作用的时候,总保持静止状态或匀速直线运动状态。这就是牛顿第一定律。

以上就是我整理的牛顿第一运动定律的知识点,供参考。

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。

另:

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。

另需要注意:

(1)作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

(2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。

(3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。

(4)与参照系无关。

牛顿第一定律

一切物体在没有受到外力作用的时候,总保持匀速直线运动状态或静止状态。

一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这就是牛顿第一定律。

牛顿第一定律 (Newton's First Law Of Motions):即是惯性定律 (law of inertia)。意谓除非受外力作用,否则物体会继续保持其静止状态,或在直线上均速度运动。例如:一块木头可以在完全光滑的桌面上自由滑动。

任何物体,在不受外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态,直到其他物体对它施加作用力迫使它改变这种状态为止,这就是“牛顿第一定律”。该定律说明力并不是维持物体运动的条件,而是改变物体运动状态的原因。牛顿第一定律亦称“惯性定律”。它科学地阐明了力和惯性这两个物理概念,正确地解释了力和运动状态的关系,并提出了一切物体都具有保持其运动状态不变的性质——惯性,它是物理学中一条基本定律。上述定律主要是从天文观察中,间接推导而来,是抽象概括的结论,不能单纯按字面定义而用实验直接验证。和实际情况较接近的说法是:任何物体在所受外力的合力为零时,都保持原有的运动状态不变。即原来静止的继续静止,原来运动的继续作匀速直线运动。物体的惯性实质是物体相对于平动运动的惯性,其大小即为惯性质量。物体相对于转动也有惯性,但它跟第一定律所说的惯性不是一回事,它的大小为转动惯量。惯性质量和转动惯量都用来表示惯性,但它们是不同的物理量,中学物理不出现转动惯量的名词,可不必提两者的区别。物体在没有受到外力作用或所受合外力为零的情况下,究竟是静止还是作匀速直线运动,这除了和参考系有关外,还要看初始时的运动状态。

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