1、牛顿第一定律:
(1)内容: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。
(2)牛顿第一定律阐述了三点物理思想。
①说明了物体不受外力时的运动状态是匀速直线运动或静止,即力不是维持物体运动的原因。
②一切物体都有保持匀速直线运动状态或静止状态的特性。
③一切物体受外力时,就会改变原来的运动状态,即外力是迫使物体改变运动状态的原因。
(3)意义:
①澄清了力的概念:力是改变物体运动状态的原因,并不是维持物体运动的原因。
②指出了力和运动的定性关系:不受外力作用的物体,将保持匀速直线运动状态或静止状态。
③揭示了一切物体固有的属性——惯性,因此牛顿第一定律又叫做惯性定律。
(4)说明:
①运动状态的改变:是指物体的速度(包括大小和方向)的改变。
②牛顿第一定律的成立是有条件的;牛顿第一定律只适用于质点在惯性系中的运动,在非惯性系中不适用,该定律中所指的物体是质点,不适用于转动的物体。
2、对于惯性概念的理解:
(1)概念:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质叫做惯性。
(2)理解:
①惯性是物体的固有属性:一切物体都具有惯性。
②惯性与物体的受力情况及运动状态无关。
③惯性不是力,惯性是物体具有的保持匀速直线运动或静止状态的性质,而力是物体对物体的作用,力是改变物体运动状态的原因,二者在概念上有着本质的区别。
(3)说明:
①世界是由物质组成的,而任何物质都有一定的惯性,因为物质无处不在,所以惯性也无处不在,我们的世界是一个惯性的世界。
②惯性是物体性质的一种,物体的惯性与其外界因素无关,只与物体本身有关,不能认为只有匀速直线运动或静止的物体才有惯性,做变速运动的物体就没有惯性,更不能认为物体保持原来运动状态是因为受到了惯性力的作用,也不能认为物体的速度越大,惯性就越大。
③惯性大小的量度是质量,与物体运动速度无关。也不可认为物体越重其惯性就越大,因为物体所受重力虽然与地理位置有关,但惯性大小却与地理位置毫无关系。
3、牛顿第三定律及其特性:
(1)定律内容:两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。
(2)表达式:表示作用力,表示反作用力,“-”号表示两个力方向相反。
(3)物理意义:牛顿第三定律是牛顿对力学基础理论奠基的最具独创性的贡献,形象而深刻地揭示了自然界中相互作用的物体之间的力的规律与特点。
(4)牛顿第三定律也称为作用力与反作用力定律或一对相互作用力定律。
(5)牛顿第三定律的特性:
①普适性:一对作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,作用在同一条直线上。这里的“总是”是强调对于任何物体,无论在何时、何地、何种情形、何种条件下,两个力等大,反向的关系都是成立的,不受质量大小,运动状态等因素的影响。
②同时性:作用力与反作用力,总是同时产生、同时消失、同时变化、瞬时对应的。没有先后之分,也没有主次的差别,只有成对出现、形影相随的特点。
③等值法:作用力与反作用力总是大小相等。平衡态和非平衡态下的相互作用力都是一对等大的力;“以卵击石”时,也是“卵与石”之间的相互作用力大小相等。
④共线性:物体之间的作用力与反作用力永远在一条直线上,但方向相反。
⑤异体性:作用力与反作用力分别作用在两个物体上。所以施力物体同时也是受力物体。
⑥同质性:作用力与反作用力一定是一对性质相同的力。作用力是引力则反作用力也一定是引力。
⑦实验性:牛顿第三定律是一个实验定律,可以用实验方法来证明作用力与反作用力是等大反向的。
4、作用力与反作用力与一对平衡力的比较:
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作用力与反作用力 |
一对平衡力 |
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相同点 |
大小相等,方向相反,作用在同一直线上 |
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不同点 |
只涉及两个物体(施力物体同时也是受力物体) |
要涉及三个物体(两个施力物体、一个受力物体) |
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分别作用在两个物体上 |
共同作用在一个物体上 |
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没有合力 |
合力为零 |
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具有各自的作用效果 |
具有共同的作用效果 |
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性质一定相同 |
性质不一定相同 |
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相互依存,同时产生、同时变化、同时消失 |
无依赖关系,不一定同时产生、同时变化、同时消失 |
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任何状态、任何情形下都会出现 |
只有当物体处于平衡状态时才出现 |
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