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dp dt名詞解釋

來源:N       更新時間:2010-4-15
 
dpdt名詞解釋

 

牛頓第一定律:
一切物體在沒有受到外力作用的時候,總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態。
一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。這就是牛頓第一定律。
牛頓第一定律還可縮寫成:動者恒動,靜者恒靜。
牛頓第一定律(newton'sfirstlawofmotions):即是慣性定律(lawofinertia)。意謂除非受外力作用,否則物體會繼續保持其靜止狀態,或在直線上均速度運動。例如:一塊木頭可以在完全光滑的桌面上自由滑動。
任何物體,在不受外力作用時,總保持靜止狀態或勻速直線運動狀態,直到其他物體對它施加作用力迫使它改變這種狀態為止,這就是“牛頓第一定律”。該定律說明力并不是維持物體運動的條件,而是改變物體運動狀態的原因。牛頓第一定律亦稱“慣性定律”。它科學地闡明了力和慣性這兩個物理概念,正確地解釋了力和運動狀態的關系,并提出了一切物體都具有保持其運動狀態不變的性質——慣性,它是物理學中一條基本定律。上述定律主要是從天文觀察中,間接推導而來,是抽象概括的結論,不能單純按字面定義而用實驗直接驗證。和實際情況較接近的說法是:任何物體在所受外力的合力為零時,都保持原有的運動狀態不變。即原來靜止的繼續靜止,原來運動的繼續作勻速直線運動。物體的慣性實質是物體相對于平動運動的慣性,其大小即為慣性質量。物體相對于轉動也有慣性,但它跟第一定律所說的慣性不是一回事,它的大小為轉動慣量。慣性質量和轉動慣量都用來表示慣性,但它們是不同的物理量,中學物理不出現轉動慣量的名詞,可不必提兩者的區別。物體在沒有受到外力作用或所受合外力為零的情況下,究竟是靜止還是作勻速直線運動,這除了和參考系有關外,還要看初始時的運動狀態。
牛頓第一定律說明了兩個問題:⑴它明確了力和運動的關系。物體的運動并不是需要力來維持,只有當物體的運動狀態發生變化,即產生加速度時,才需要力的作用。在牛頓第一定律的基礎上得出力的定性定義:力是一個物體對另一個物體的作用,它使受力物體改變運動狀態。⑵它提出了慣性的概念。物體之所以保持靜止或勻速直線運動,是在不受力的條件下,由物體本身的特性來決定的。物體所固有的、保持原來運動狀態不變的特性叫慣性。物體不受力時所作的勻速直線運動也叫慣性運動。牛頓在第一定律中沒有說明靜止或運動狀態是相對于什么參照系說的,然而,按牛頓的本意,這里所指的運動是在絕對時間過程中的相對于絕對空間的某一絕對運動。牛頓第一定律成立于這樣的參照系。通常把牛頓第一定律成立的參照系成為慣性參照系,因此這一定律在實際上定義了慣性參照系這一重要概念。牛頓第一定律是作為牛頓力學體系一條規律,它具有特殊意義,是三大定律中不可缺少的獨立定律。不能將第一定律看作牛頓第二定律的特例。

牛頓第一定律的發現及總結
300多年前,伽利略對類似的實驗進行了分析,認識到:運動物體受到的阻力越小,他的運動速度減小得就越慢,他運動的時間就越長。他還進一步通過進一步推理得出,在理想情況下,如果水平表面絕對光滑,物體受到的阻力為零,它的速度講不會減慢,這是將以恒定不變的速度永遠運動下去。
牛頓概括了前人的研究結果總結出了著名的牛頓第一定律。
牛頓第二定律:
1.定律內容:物體的加速度跟物體所受的合外力f成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同。
2.公式:f合=ma
3.幾點說明:
(1)牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。
(2)f=ma是一個矢量方程,應用時應規定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負值,一般常取加速度的方向為正方向。
(3)根據力的獨立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時,可將物本所受各力正交分解,在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式:fx=max,fy=may列方程。
4.牛頓第二定律的五個性質:
(1)同體性:f合、m、a對應于同一物體。
(2)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。牛頓第二定律數學表達式∑f=ma中,等號不僅表示左右兩邊數值相等,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。
(3)瞬時性:當物體(質量一定)所受外力發生突然變化時,作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律,表明了力的瞬間效應。
(4)相對性:自然界中存在著一種坐標系,在這種坐標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的坐標系叫慣性參照系。地面和相對于地面靜止或作勻速直線運動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。
(5)獨立性:作用在物體上的各個力,都能各自獨立產生一個加速度,各個力產生的加速度的矢量和等于合外力產生的加速度。

(6)因果性:在式f合=am來看,f合是使物體產生加速度的原因,而加速度a則是合力f作用產生的效果。

(7)統一性:式f合=am中的各量必須統一使用國際值單位,合力f的單位是n,質量m的單位是千克,加速度的單位是米每二次方秒。



牛頓第二定律的適用范圍
(1)只適用于低速運動的物體(與光速比速度較低)。

接近光速的情況下,牛頓第二定律更改為f=dp/dt(實際上牛頓本人給出的就是這個公式,只不過低速情況下質量為常數所以可以把p=mv中的m提出來,但高速情況下則不行)。

(2)只適用于宏觀低速物體,牛頓第二定律不適用于微觀原子。
(3)參照系應為慣性系。
(4)對于這里的f和a來講,應遵循對應性,即,當一個研究對象具有多個力時,應使每個f與其產生的作用效果對應起來(加速度a),不可混在一起帶入公式。

 

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