- 牛顿运动定律常利
牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律。这些定律常用于解释和预测物体在力作用下的运动情况。
牛顿第一运动定律,也被称为惯性定律,阐述了物体如何保持静止或匀速直线运动的状态,不受外力作用时。这定律说明了物体惯性的本质。
牛顿第二运动定律,描述了物体在受到外力作用时的运动规律。该定律指出,物体的加速度与所受合外力成正比,与物体质量成反比。公式为F=ma。
牛顿第三运动定律,描述了物体之间的反作用力。该定律指出,每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。
此外,牛顿运动定律也常用于分析简单机械运动、解释和预测物体在重力、电场力和磁场力等作用下的运动情况。同时,这些定律在工程技术中也有着广泛的应用。
相关例题:
题目:一物体在斜面顶端由静止开始下滑,经过时间t到达斜面底端,到达斜面底端后立即受到一沿斜面向上的摩擦力作用,使物体返回斜面顶端恰好停止,且经过时间t′到达原处。已知重力加速度为g,求:
1. 物体在斜面上运动的加速度大小a;
2. 物体与斜面间的摩擦因数μ。
解析:
1. 物体在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,根据位移时间关系公式,有:
s = 1/2at²
又因为s = (1/2)gt′²
所以a = (2s/t)² - (2s/t′)²
由于物体返回斜面顶端恰好停止,所以物体在斜面上运动和返回过程中加速度大小相等,即a = a′
所以a = (2s/t)² - (2s/t′)² = (2s/t + 2s/t′)(2s/t - 2s/t′) = (2g(t + t′)/t(t + t′))
解得a = 4g(t + t′)/t(t + t′)
2. 物体在斜面上运动时受到重力、支持力和摩擦力作用,根据牛顿第二定律,有:
ma = mgcosθ - μ(mg - fsinaθ)
其中θ为斜面倾角,f为摩擦力。将a代入上式可得:
μ = tanθ - (4g(t + t′)/t(t + t′))cosaθ/(mg)
解得μ = tanθ - (4g/t(t + t′))cosaθ/(mg)
答案:物体在斜面上运动的加速度大小为4g(t + t′)/t(t + t′),物体与斜面间的摩擦因数为tanθ - (4g/t(t + t′))cosaθ/(mg)。
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