牛頓三大定律是?
來(lái)源:高三網(wǎng) 2021-12-02 20:17:40
第一定律說(shuō)明了力的含義:力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物體獲得加速度;第三定律揭示出力的本質(zhì):力是物體間的相互作用。
1牛頓三定律是哪三個(gè)定律
牛頓第一定律
內(nèi)容:一切物體在任何情況下,在不受外力的作用時(shí),總保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
說(shuō)明:物體都有維持靜止和作勻速直線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由它的運(yùn)動(dòng)速度決定的,沒有外力,它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不會(huì)改變的。物體的保持原有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的性質(zhì)稱為慣性(inertia)。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律(law of inertia)。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用,指出了是力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)榧铀俣仁敲鑼懳矬w運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化,所以力是和加速度相聯(lián)系的,而不是和速度相聯(lián)系的。在日常生活中不注意這點(diǎn),往往容易產(chǎn)生錯(cuò)覺。
注意:
1.牛頓第一定律并不是在所有的參照系里都成立,實(shí)際上它只在慣性參照系里才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立,作為一個(gè)參照系是否慣性參照系的判據(jù)。
2.牛頓第一定律是通過(guò)分析事實(shí),再進(jìn)一步概括、推理得出的。我們周圍的物體,都要受到這個(gè)力或那個(gè)力的作用,因此不可能用實(shí)驗(yàn)來(lái)直接驗(yàn)證這一定律。但是,從定律得出的一切推論,都經(jīng)受住了實(shí)踐的檢驗(yàn),因此,牛頓第一定律已成為大家公認(rèn)的力學(xué)基本定律之一。
牛頓第二定律
定律內(nèi)容:物體的加速度跟物體所受的合外力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。
公式:F合=ma
幾點(diǎn)說(shuō)明:
。1)牛頓第二定律是力的瞬時(shí)作用規(guī)律。力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消逝。
。2)F=ma是一個(gè)矢量方程,應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負(fù)值,一般常取加速度的方向反正方向。
(3)根據(jù)力的獨(dú)立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個(gè)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的問題時(shí),可將物本所受各力正交分解,在兩個(gè)互相垂直的方向上分別應(yīng)用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max,F(xiàn)y=may列方程。
牛頓第二定律的三個(gè)性質(zhì):
。1)矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式∑F = ma中,等號(hào)不僅表示左右兩邊數(shù)值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同。
(2)瞬時(shí)性:當(dāng)物體(質(zhì)量一定)所受外力發(fā)生突然變化時(shí),作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時(shí)發(fā)生突變;當(dāng)合外力為零時(shí),加速度同時(shí)為零,加速度與合外力保持一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律是一個(gè)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)的規(guī)律,表明了力的瞬間效應(yīng)。
。3)相對(duì)性:自然界中存在著一種坐標(biāo)系,在這種坐標(biāo)系中,當(dāng)物體不受力時(shí)將保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài),這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系。地面和相對(duì)于地面靜止或作勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立。
適用范圍:
。1)只適用于低速運(yùn)動(dòng)的物體(與光速比速度較低)。
。2)只適用于宏觀物體,牛頓第二定律不適用于微觀原子。
。3)參照系應(yīng)為慣性系。
牛頓第三定律
內(nèi)容:作用在兩個(gè)物體的一對(duì)作用力方向相反、大小相等、作用在同一直線上、作用在不同的兩個(gè)物體上。
表達(dá)式:F1=F2,F(xiàn)1表示作用力,F(xiàn)2表示反作用力。
適用范圍:
牛頓運(yùn)動(dòng)定律是建立在絕對(duì)時(shí)空以及與此相適應(yīng)的超距作用基礎(chǔ)上的所謂超距作用,是指分離的物體間不需要任何介質(zhì),也不需要時(shí)間來(lái)傳遞它們之間的相互作用.也就是說(shuō)相互作用以無(wú)窮大的速度傳遞.
2牛頓三大定律是錯(cuò)的嗎
現(xiàn)代物理否定了牛頓三大定律,為什么還要學(xué)習(xí)?首先,談?wù)撨@個(gè)問題一定要跳出經(jīng)典物理學(xué)的認(rèn)識(shí)世界的范式。提出這個(gè)問題本身在認(rèn)識(shí)論上就是經(jīng)典物理學(xué)認(rèn)識(shí)方法。
牛頓的三大定律在十九世紀(jì)末和二十世紀(jì)初,和麥克斯韋方程、統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)一同達(dá)到了當(dāng)時(shí)物理學(xué)的頂峰,合并起來(lái)稱為經(jīng)典物理學(xué)?梢越忉尞(dāng)時(shí)幾乎全部的物理現(xiàn)象,直到今天,在人感官所認(rèn)識(shí)的日常生活里,經(jīng)典物理學(xué)依然是有其非常完美的解釋和適用性。從認(rèn)識(shí)論角度看,經(jīng)典物理學(xué)依然符合人的感官所認(rèn)識(shí)的世界,但其理論基礎(chǔ)是絕對(duì)論,因果論,客觀性。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是認(rèn)識(shí)這個(gè)世界理論是建立脫離觀察者者的角度去認(rèn)識(shí)物體。理論具有客觀性,無(wú)論誰(shuí)去觀察均應(yīng)是一樣的結(jié)果。這樣的認(rèn)識(shí)論,也就經(jīng)典物理學(xué)的時(shí)代認(rèn)識(shí)世界所提出的理論具有絕對(duì)真理性。就象這個(gè)題目所提出的問題,認(rèn)為現(xiàn)代物理已經(jīng)否定了牛頓三大定律,這種問法就是認(rèn)識(shí)論上的絕對(duì)性。認(rèn)為現(xiàn)代物理學(xué),也就是相對(duì)論和量子力學(xué)是真理,牛頓三大定律不是真理。這種看法就是停留在經(jīng)典物理學(xué)年代的看法。
現(xiàn)代物理學(xué)不僅僅是其數(shù)學(xué)上的復(fù)雜性,使得一般不是理論物理研究者很難懂。其最關(guān)鍵和核心的問題是,現(xiàn)代物理研究所的問題已經(jīng)超出我們普通人的經(jīng)驗(yàn)體系。物理學(xué)家無(wú)論如何用很形象化的事物去解釋,但依然無(wú)法讓人化為自己理解的形象化認(rèn)識(shí)。只能用數(shù)學(xué)的方式去解釋。這是人由于感官所帶了認(rèn)識(shí)世界放局限性。
簡(jiǎn)單的說(shuō)量子力學(xué)下的微觀世界,已經(jīng)無(wú)法逃離觀察者的影響,任何一次試驗(yàn)和觀察都有觀察者的干擾。無(wú)法也不可能有事實(shí)上的絕對(duì)旁觀,每次的試驗(yàn)都有不同的結(jié)果。最終理論只有概率論上的結(jié)果,這就是愛因斯坦和波爾世紀(jì)之辯的根本。為了向大眾形象解釋這個(gè)問題,只能提煉出薛定諤的貓的形象化解釋來(lái)描述一個(gè)測(cè)不準(zhǔn)原理,但實(shí)際研究理論物理的可能知道,這可是厚厚的一本書的書的事。有人說(shuō)這有什么用啊研究這個(gè),唉!只能簡(jiǎn)單放說(shuō),我們現(xiàn)代化的生活已經(jīng)離不開量子力學(xué)。以經(jīng)典物理學(xué)的理論范圍是不可能發(fā)明計(jì)算機(jī)的芯片的。量子力學(xué)研究的尺度太小了,很多的演變過(guò)程觀察已無(wú)法進(jìn)行,很多的解釋只具有相對(duì)性,并不像經(jīng)典物理學(xué)那樣有自然而然的理所應(yīng)當(dāng)?shù)目捶ā?br />
在愛因斯坦的廣義相對(duì)論下的宏觀世界,也是超越我們?nèi)祟惛泄偎J(rèn)識(shí)的范圍。從空間角度上,無(wú)論如何描述,已經(jīng)是我們無(wú)法到達(dá)的距離,從時(shí)間的角度,研究的問題已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的超越了人類的存在的歷史。在你有限的人生里你是無(wú)法觀察和理解這么宏大的問題的。在這個(gè)尺度上的問題也是存在人的問題。
通過(guò)以上的理論體系的解釋,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代物理學(xué)中,人的認(rèn)識(shí)才是問題核心。從中得出理論的相對(duì)性。簡(jiǎn)單的解釋就是真理只有在證偽時(shí)才是真理。就是說(shuō),這個(gè)理論只有被證明其在某一范圍是錯(cuò)的時(shí)候 才能說(shuō)明其理論的正確性,就是說(shuō)物理的理論都有其適用范圍。如果你說(shuō)你的理論就是真理,放在什么地方都適合,那對(duì)不起,你的這個(gè)理論具有自說(shuō)自話自圓其說(shuō)的本事,那這個(gè)理論就不是物理問題了,那是神學(xué),或是宗教信仰問題,和物理無(wú)關(guān)。
所以,現(xiàn)代物理學(xué)不是否定牛頓的三大定律,而是界定了牛頓三大定律的適用范圍,否定的只是牛頓三大定律的背景后的認(rèn)識(shí)論。在人的日常經(jīng)驗(yàn)體系中,牛頓三大定律依然有著完美精確性,依然有著對(duì)事物的完美解釋,而且其數(shù)學(xué)公式具有非常優(yōu)美的簡(jiǎn)單和統(tǒng)一性。我相信誰(shuí)家買菜也不會(huì)精確到毫克吧?這就是依然要學(xué)的道理,學(xué)習(xí)三大定律也是物理學(xué)的入門最基礎(chǔ)理論和數(shù)學(xué)鍛煉。如果連這都學(xué)的得迷迷糊糊,那現(xiàn)代物理學(xué)的東西就不要再提。
不說(shuō)全部都是吧,但現(xiàn)在大多數(shù)民科的問題,就是經(jīng)典物理學(xué)這個(gè)還沒弄清楚就談?wù)摤F(xiàn)代物理學(xué),而且是用經(jīng)典物理學(xué)的方法去證明現(xiàn)代物理學(xué)的東西,往往犯得都是低級(jí)錯(cuò)誤。
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