Niu 1:
Afirmación 1: Cuando cualquier objeto no está sujeto a ninguna fuerza externa (Fnet=0), siempre mantendrá un movimiento lineal uniforme o reposo hasta que algo actúe sobre él. . Hasta que la fuerza externa de arriba lo obligue a cambiar este estado.
Afirmación 2: Cuando una partícula está lo suficientemente lejos de otras partículas, se moverá en línea recta a una velocidad uniforme o permanecerá estacionaria.
Es decir: la masa es una medida de inercia.
El tamaño de la inercia sólo está relacionado con la masa y no tiene nada que ver con la velocidad y la rugosidad de la superficie de contacto.
Cuanto mayor es la masa, mayor es la inercia; cuanto menor es la masa, menor es la inercia.
Niu Er:
Contenido
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza externa neta sobre el objeto e inversamente proporcional a la masa del objeto. La dirección de la aceleración es proporcional a la fuerza externa neta sobre el objeto. La dirección de la fuerza externa es la misma.
Fórmula;
F = ma (unidad: N (newton) o kilogramo metro por segundo cuadrado)
La fórmula original publicada por Newton: F =d (mv)/dt (Ver Principios Matemáticos de Filosofía Natural)
Para un objeto con momento p, bajo la acción de una fuerza externa combinada F, la tasa de cambio de su momento con el tiempo es igual a Fuerza que actúa sobre el objeto combinada con fuerzas externas. En términos sencillos, la derivada de una función con t como variable independiente y p como variable dependiente es la fuerza externa total sobre el punto. Es decir: F=dp/dt=d(mv)/dt (d no significa delta, △, sino diferencial. Sin embargo, en problemas generales de aprendizaje en la escuela secundaria, no es necesario distinguir los dos)
Cuando un objeto se mueve a baja velocidad, mucho menor que la velocidad de la luz, la masa del objeto es una constante que no depende de la velocidad, por lo que F=m(dv/dt)=ma
Esto también se llama teorema del impulso. En la teoría de la relatividad, F=ma no es cierta porque la masa cambia con la velocidad, pero todavía se usa F=d(mv)/dt. Se puede obtener de experimentos que cuando la aceleración es constante, F∝m, y cuando la masa es constante, F∝a
(Sólo cuando F está en N, m está en kg y a está en m/s^2 Cuando se establece F = ma)
Algunas explicaciones:
Segunda Ley
(1) La segunda ley de Newton es la acción instantánea ley de fuerza. La fuerza y la aceleración surgen, cambian y desaparecen al mismo tiempo.
(2) F=ma es una ecuación vectorial. Se debe especificar la dirección positiva al aplicarla. Cualquier fuerza o aceleración que sea igual a la dirección positiva toma un valor positivo. valor negativo. Generalmente, la dirección de aceleración que se toma es la dirección positiva.
(3) De acuerdo con el principio de acción independiente de las fuerzas, cuando se utiliza la segunda ley de Newton para abordar el problema de un objeto que se mueve en un plano, las fuerzas sobre el objeto se pueden descomponer ortogonalmente en dos mutuamente perpendicular Las formas componentes de la segunda ley de Newton se aplican en las direcciones: Fx=max, Fy=may series de ecuaciones.
Seis propiedades de la segunda ley de Newton
(1) Causalidad: La fuerza es la causa de la aceleración.
(2) Consustancialidad: F, m y a corresponden al mismo objeto.
(3) Vectorialidad: La fuerza y la aceleración son vectores, y la dirección de la aceleración de un objeto está determinada por la dirección de la fuerza externa resultante sobre el objeto. En la expresión matemática ∑F = ma de la segunda ley de Newton, el signo igual no solo significa que los valores en los lados izquierdo y derecho son iguales, sino que también significa que las direcciones son consistentes, es decir, la dirección del objeto. La aceleración es la misma que la dirección de la fuerza externa resultante.
(4) Instantaneidad: Cuando la fuerza externa sobre un objeto (de masa constante) cambia repentinamente, la magnitud y dirección de la aceleración determinada por la fuerza también cambiarán repentinamente al mismo tiempo que la total; La fuerza externa es cero. La aceleración es cero al mismo tiempo, y la aceleración y la fuerza externa resultante mantienen una correspondencia uno a uno. La segunda ley de Newton es una ley de correspondencia instantánea, que indica el efecto instantáneo de la fuerza.
(5) Relatividad: existe un sistema de coordenadas en la naturaleza, en este sistema de coordenadas, cuando no hay fuerza, el objeto mantendrá un movimiento lineal uniforme o reposo. Dicho sistema de coordenadas se llama marco. de referencia. El suelo y los objetos que están estacionarios o que se mueven en línea recta con velocidad uniforme con respecto al suelo pueden considerarse sistemas de referencia inerciales. Las leyes de Newton sólo son verdaderas en los sistemas de referencia inerciales. (6) Independencia: Cada fuerza que actúa sobre un objeto puede producir de forma independiente una aceleración. La suma de las aceleraciones producidas por cada fuerza es igual a la aceleración producida por la fuerza externa combinada.
Ámbito de aplicación
(1) Sólo es aplicable a objetos que se mueven a baja velocidad (inferior a la velocidad de la luz).
(2) Sólo se aplica a objetos macroscópicos, y la segunda ley de Newton no se aplica a átomos microscópicos.
(3) El sistema de referencia debe ser un sistema inercial.
Niu San:
Contenido
La fuerza de acción y la fuerza de reacción entre dos objetos están en la misma línea recta, iguales en magnitud y opuestas en dirección. (Consulte la tercera ley del movimiento de Newton para obtener más detalles)
Expresión
F=-F' Tercera ley
(F representa acción, F' representa fuerza de reacción, el signo negativo indica que la fuerza de reacción F' está en la dirección opuesta a la fuerza de acción F)
Explicación
Para cambiar el estado de movimiento de un objeto, otros objetos deben interactuar con él. La interacción entre objetos se manifiesta a través de fuerzas. También señala que los efectos de las fuerzas son mutuos y que si hay una fuerza de acción, debe haber una fuerza de reacción. Actúan sobre la misma línea recta, son iguales en magnitud y de dirección opuesta.
Nota
1. ①Los efectos de las fuerzas son mutuos. Aparecen al mismo tiempo y desaparecen al mismo tiempo.
②La fuerza de interacción debe ser una fuerza de la misma naturaleza.
③La fuerza de acción y la fuerza de reacción actúan sobre dos objetos y los efectos no pueden anularse entre sí.
④La fuerza de acción también se puede llamar fuerza de reacción, pero los objetos de referencia seleccionados son diferentes.
⑤La fuerza de acción y la fuerza de reacción no se pueden calcular porque los puntos de acción no están en el mismo mismo objeto.
2. La diferencia entre fuerza de interacción y fuerza de equilibrio
①La fuerza de interacción es una fuerza de igual magnitud, en dirección opuesta, que actúa sobre dos objetos y sobre la misma línea recta. ; dos fuerzas Las propiedades son las mismas.
②Las fuerzas de equilibrio son dos fuerzas que actúan sobre el mismo objeto, con la misma magnitud, en direcciones opuestas y que actúan sobre la misma línea recta. Las propiedades de las dos fuerzas pueden ser diferentes.
③Dos fuerzas que se equilibran pueden existir solas, pero la fuerza de interacción existe y desaparece al mismo tiempo
Por ejemplo: si se coloca un objeto sobre una mesa, la gravedad y La fuerza de apoyo sobre el objeto será, ambas pertenecen a fuerzas equilibradas. Una vez que se retira el objeto, la fuerza de apoyo desaparece, pero la gravedad aún existe.
Cuando el objeto está sobre la mesa, la fuerza de apoyo sobre el objeto y la presión sobre la mesa son un par de fuerza de acción y fuerza de reacción. Una vez retirado el objeto, ambos desaparecen.
Aplicación:
Ejemplos típicos
Ejemplo 1: Respecto a la inercia, ¿cuáles de las siguientes afirmaciones son correctas?
Tren parado El. la velocidad cambia lentamente al arrancar porque la inercia del objeto es grande cuando está estacionario
B Cuando un avión de combate entra en combate, debe perder su tanque de combustible auxiliar y reducir su inercia para asegurar la flexibilidad de su. movimiento
C. El tenis de mesa se puede romper rápidamente porque la inercia del tenis de mesa es pequeña.
D No hay inercia para los objetos en una nave espacial que orbita la Tierra.
La masa analítica es el tamaño de la inercia. La única medida de , no tiene nada que ver con el estado de movimiento del objeto. De esto podemos ver que tanto A como D están equivocados. El tamaño de la inercia se refleja en la dificultad de cambiar el estado de movimiento de un objeto, por lo que B y C son ambas correctas, por lo que la respuesta correcta es B y C
Respuesta BC
Ejemplo 2: Si, como se muestra en la figura, un objeto M con forma de hendidura con superficies lisas se coloca en una pendiente fija con la superficie superior horizontal. Se coloca una pequeña bola lisa m en la superficie superior. El objeto se suelta desde el reposo, la pelota golpeará. La trayectoria de movimiento frente a la pendiente es
A. Una línea recta hacia abajo a lo largo de la pendiente B. Una línea recta verticalmente hacia abajo.
C. Curva irregular D. Parábola
Análisis: Dado que la pequeña bola m y el objeto en forma de hendidura M están en contacto suave, no hay fricción horizontal entre ellos y el estado de movimiento de m en la dirección horizontal. no cambiará durante el movimiento de m. Además de la gravedad, también existe la fuerza de soporte de M en la dirección vertical. En la dirección vertical, el movimiento de M reduce la fuerza de soporte de m, por lo que la fuerza externa resultante. en m en la dirección vertical no es cero, cambia el estado de movimiento, produce aceleración en la dirección vertical y la trayectoria del movimiento es una línea recta verticalmente hacia abajo, por lo que solo el elemento B es correcto
(2) La tercera ley de Newton
La tercera ley de Newton no solo revela la ley de interacción entre dos objetos, sino que también proporciona una base teórica para resolver problemas mecánicos y convertir objetos de investigación, ampliando el alcance de aplicación de la segunda ley de Newton y Es una parte inseparable e importante de la física newtoniana.
1. Contenido: La fuerza de acción y la fuerza de reacción entre dos objetos son siempre iguales en magnitud, opuestas en dirección y actúan sobre la misma línea recta.
2. Comprensión profunda de la tercera ley de Newton:
(1) La tercera ley de Newton contiene cuatro características y tres propiedades de la fuerza de acción y la fuerza de reacción.
Las cuatro características son: ① Igual magnitud; ② Dirección inversa; ③ *** Línea; ④ Misma naturaleza y fuerza.
Las tres propiedades son: ① Mutualidad, es decir, los dos son siempre mutuos y aparecen de dos en dos. ② Heterogeneidad, es decir, los dos actúan sobre dos objetos diferentes que interactúan entre sí. Esta es la diferencia más importante y obvia de un par de fuerzas de equilibrio. ③Simultaneidad, es decir, los dos aparecen, cambian y desaparecen al mismo tiempo.
(2) Distinguir entre fuerza de acción, fuerza de reacción y un par de fuerzas de equilibrio
Contenido
Fuerza de acción y fuerza de reacción
Un par Fuerza equilibrada
Objeto forzado
Actúa sobre dos objetos que interactúan
Actúa sobre el mismo objeto
Dependencia
La interdependencia, no puede existir sola, surge y desaparece al mismo tiempo
Sin dependencia, si se elimina una fuerza, la otra puede existir sola, pero ya no está equilibrada
Superposición
Los efectos de las dos fuerzas no se pueden compensar, superponer o la fuerza resultante no se puede calcular
Los efectos de las dos fuerzas se pueden compensar, superponer y la fuerza resultante se puede calcular y la fuerza resultante es cero
p>
La naturaleza de la fuerza
Debe ser una fuerza de la misma naturaleza
puede ser una fuerza de la misma naturaleza o una fuerza de diferente naturaleza
Ejemplo 3: Existen varios pares de fuerzas de interacción entre una persona y el suelo al caminar
Análisis de tres pares : fuerza de apoyo y presión, fuerza de fricción del suelo frente a la persona y fuerza de fricción de la persona contra el suelo
p>Gravedad y fuerza gravitacional del hombre sobre la tierra
Ejemplo 4: Dos personas, A y B, tienen masas iguales y están paradas en el mismo barco. Su velocidad inicial es cero. La fuerza de A es mayor que la de B. Cada uno sostiene un extremo de la cuerda y tira del otro con fuerza. ambos están estacionarios con respecto al barco, entonces (la resistencia del agua no se cuenta)
A El barco A llega primero al punto medio B. El barco B llega primero al punto medio
C. Los dos barcos alcanzaron el punto medio al mismo tiempo D. No se puede juzgar
Analiza las condiciones de fuerza de los dos barcos A y B y determina su movimiento. Trata a A y al barco como. un todo, y B y el barco Considerados en su conjunto, el análisis de fuerzas del barco A, el barco B y la cuerda es como se muestra en la figura.
La fuerza F1′ de A que actúa sobre la cuerda y la fuerza F1 que actúa sobre la cuerda son un par de fuerza de acción y fuerza de reacción, es decir, F1′= F1
La fuerza F1′ de B que actúa sobre la cuerda La fuerza F2 sobre F2′ y B sobre la cuerda es un par de fuerza de acción y fuerza de reacción, es decir, F2′= F2
Para una cuerda elástica ideal, Independientemente de la masa, las fuerzas F1′ y F2′ sobre la cuerda son iguales, es decir, F1′=F2′. De lo anterior, se puede deducir que F1 = F2, es decir, las fuerzas de tracción sobre A y B son iguales, y las masas de los dos barcos y de A y B son iguales, por lo que las aceleraciones de A y B y del barco son iguales y los dos barcos A y B llegan al punto medio al mismo tiempo.
Respuesta C
Ejemplo 5: Como se muestra en la figura, una cuerda sin masa cruza dos poleas fijas lisas en el mismo plano horizontal A y B tienen la misma masa, pero. A es más fuerte que B. Cada uno sostiene un extremo de la cuerda y comienza a subir a la misma altura desde el quieto. Si ambos hacen todo lo posible para trepar durante el proceso de gateo, entonces A. A llega primero a la cima de B.
B llega primero a la cima
C. Ambas personas llegan a la cima al mismo tiempo D. No puedo juzgar
Análisis La tensión en la misma cuerda ligera es igual en todas partes, es decir. , la tensión en A y B es La tensión en las cuerdas es igual. El análisis aislado de las fuerzas sobre A y B muestra que la gravedad que experimentan también es igual, por lo que la aceleración hacia arriba de A y B también es igual y llegan a la cima al mismo tiempo.
Respuesta C
Ejemplo 6: Un objeto con masa m se coloca en el suelo horizontal y está en reposo ¿Cuál es la presión de este objeto sobre el suelo?
Al analizar la presión sobre el suelo, no podemos medirla directamente, pero podemos calcular fácilmente que la fuerza de apoyo del suelo sobre el objeto es igual a la gravedad del objeto, y la presión y la fuerza de apoyo son un par de fuerzas que interactúan y deben ser iguales en magnitud, por lo que en este momento la presión es igual a la gravedad. De esta forma transformamos el objeto de investigación a través de la tercera ley de Newton y solucionamos el problema.
Ejemplo 7: Un gatito salta y se agarra de un poste de madera vertical que cuelga del techo. Como se muestra en la imagen, la cuerda que lo cuelga se rompe en este momento. Supongamos que el poste de madera es lo suficientemente largo. el pequeño El gato continúa trepando, por lo que la altura del gatito desde el suelo permanece sin cambios, entonces la fuerza sobre el poste de madera tiene magnitud y dirección.
(Supongamos que la masa del gatito es my la masa del poste de madera es M)
Análisis Primero, realice un análisis de fuerza sobre el gato, ya que la altura del gato en relación con el suelo permanece sin cambios. es decir, el gato está en un estado de equilibrio y el gato se ve afectado por la gravedad. El efecto de G1=mg y el poste de madera sobre la fuerza de fricción hacia arriba f del gato es como se muestra en la figura. las fuerzas G1 y f están equilibradas, es decir, f=G1=mg
Luego realice un análisis de fuerza en el poste de madera: el poste de madera se ve afectado por la gravedad G2=Mg ya que el poste de madera tiene una dirección hacia arriba. fuerza de fricción sobre el gato, se puede saber a partir de la tercera ley de Newton que el gato tiene una fuerza de fricción hacia abajo f′ sobre la varilla, y f′= f.
Respuesta Mg=mg Abajo
IV.Resumen
Para la primera ley de Newton, debemos entender especialmente que la fuerza es la causa del cambio del estado de movimiento de un objeto, en lugar de mantenerlo. La razón del estado de movimiento de un objeto es recordar que el tamaño de la inercia sólo está determinado por la masa y no tiene nada que ver con la fuerza y el estado de movimiento del objeto. Para la tercera ley de Newton, uno debe poder descubrir la fuerza de interacción, distinguir entre fuerza de interacción y fuerza de equilibrio y poder utilizar la tercera ley de Newton para resolver problemas relacionados.
Preguntas simuladas de prueba (Tiempo de respuesta: 30 minutos)
1. Entre las siguientes afirmaciones sobre la inercia, ¿cuál es la correcta?
Solo existe un objeto. cuando está en reposo Tiene inercia
B. Cuanto mayor es la velocidad de un objeto, mayor es su inercia
C Los objetos en el espacio no tienen inercia
. D. Independientemente del movimiento del objeto y No, los objetos tienen inercia ya sea que estén bajo fuerza o no
2 El tren circula a velocidad constante en una vía larga y recta. carro con puertas y ventanas cerradas lanza la llave en su mano verticalmente hacia arriba hacia el auto La llave caerá detrás de la mano B. delante de la mano C. cae en la mano D. no puede. determinar
3. Respecto al experimento ideal de Galileo, ¿cuál de las siguientes es correcta?
A El experimento ideal es un experimento imaginario no científico B. Las conclusiones obtenidas del experimento ideal no son confiables.
C. El experimento ideal es un método científico D. La primera ley de Newton Describe un estado idealizado
4 Respecto a la primera ley de Newton, ¿cuál de las siguientes opiniones es correcta?
A. El experimento para verificar la primera ley de Newton no se puede realizar. Sin embargo, la primera ley de Newton se puede derivar mediante un razonamiento científico adicional sobre la base de hechos.
B. no se puede hacer, por lo que la ley de inercia no puede ser definitivamente correcta
C El experimento para verificar la primera ley de Newton se puede hacer, por lo que la ley de inercia es correcta
D. el experimento para verificar la primera ley de Newton no se puede hacer ahora, algún día se podrá hacer experimentalmente Verificación
Cuando una persona camina, los logaritmos de la fuerza de acción y la fuerza de reacción entre la persona y la tierra. son
A. Un par B. Dos pares C. Tres pares D. Cuatro Sí
6. Para la comprensión de la tercera ley de Newton, la siguiente afirmación es correcta.
A. Cuando se genera la fuerza de acción, se genera una fuerza de reacción. Cuando la fuerza desaparece, se genera la fuerza de reacción. La fuerza desaparece lentamente.
B. la gravedad no tiene fuerza de reacción
C. La fuerza de reacción del objeto A sobre el objeto B es una fuerza elástica, y el objeto B no tiene fuerza de reacción. La fuerza que actúa sobre un objeto puede ser una fuerza de fricción.
D. La fuerza de acción y la fuerza de reacción no estarán equilibradas bajo ninguna circunstancia
7. Una cuerda cuelga un cubo en el aire cuando
C. cuerda sobre el cañón, la fuerza del cañón sobre la tierra D. La fuerza de tracción del cañón sobre la cuerda, la gravedad del cañón
*8. cuál de las siguientes afirmaciones es correcta
A. La presión es la gravedad de un objeto
B La presión es la fuerza de equilibrio de la gravedad de un objeto
C. Presión y nivel La fuerza de soporte frente a un objeto es un par de fuerza de acción y fuerza de reacción
D Presión y soporte horizontal La fuerza de soporte frente a un objeto es un par de fuerza de equilibrio
*9. Love Einstein dijo: “Los descubrimientos de Galileo y los métodos de razonamiento científico que aplicó son uno de los mayores logros en la historia del pensamiento humano y marcan el verdadero comienzo de la física.
En la historia de la ciencia, Galileo goza de la reputación de "el fundador de la metodología científica moderna". Según su estudio de la física y su comprensión de Galileo, sus métodos de pensamiento físico son principalmente
A Proponer hipótesis, razonamiento matemático, verificación experimental y extrapolación razonable
B. , verificación experimental, extrapolación razonable, propuesta de hipótesis
C verificación experimental, extrapolación razonable, propuesta de hipótesis, razonamiento matemático
D. verificación experimental
*10. La pequeña bola A se coloca estacionaria sobre el piso liso del automóvil (suponiendo que el piso del automóvil sea lo suficientemente largo como se muestra en la figura, cuando una fuerza horizontal hacia la derecha actúa sobre el automóvil). F, el automóvil Partiendo del reposo, realiza un movimiento lineal con velocidad creciente en el plano horizontal. Durante este movimiento, el movimiento de la bola A con respecto al suelo es
A. B. Hace un movimiento con el carro Un movimiento lineal con velocidad creciente en la misma dirección
En estado estacionario D. Un movimiento lineal con velocidad creciente en la dirección opuesta al carro
.**11. Superficie lunar La aceleración de la gravedad en la Tierra es 1/6 de la aceleración de la gravedad en la Tierra. Comparando el mismo avión en la superficie de la luna con el de la superficie de la tierra
A La inercia se reduce a 1/6 y la gravedad permanece sin cambios B. Tanto la inercia como la gravedad se reducen a. 1/6
C. La gravedad se reduce a 1/6 y la inercia permanece sin cambios D. La inercia y la gravedad permanecen sin cambios
**12. En la figura, el recipiente se llena con agua y el agua se coloca en la bola de hierro P y la bola de madera Q están atadas a la parte superior e inferior del recipiente con líneas finas respectivamente. Cuando el recipiente está estacionario, las líneas finas están en posición vertical. dirección. Ahora deje que el contenedor se mueva en línea recta con aceleración uniforme hacia la derecha con una cierta aceleración a. Entonces la dirección de movimiento de las dos bolas P y Q con respecto al contenedor en este momento es A. la bola de hierro se desvía hacia la izquierda B. Las dos bolas ambas se desplazan hacia la izquierda
C La bola de madera se desplaza hacia la derecha D. Ambas bolas se desplazan hacia la derecha
(Es posible que la imagen no se pegue, puede ir al sitio web original para ver/tongbu/gaoyi/8916/G1WLI916.htm）