- 牛顿运动定律合集
牛顿运动定律包括以下三个定律:
1. 第一定律:又称为惯性定律,所有物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
2. 第二定律:合外力与物体加速度之间的关系,即加速度的大小与合外力成正比,与物体质量成反比。
3. 第三定律:关于作用力和反作用力的定律,即每一物体都和其它所有的物体具有这种等量的、方向相反的相互吸引力。
这三个定律构成了经典力学的基础,是描述物体运动和受力情况的基本原理,也是工程、物理和科学计算中不可或缺的要素。
相关例题:
题目:一个质量为5kg的物体在水平地面上受到一个大小为20N的水平外力作用,沿着水平方向移动了10m。已知物体与地面之间的动摩擦因数为0.2,求合外力对物体所做的功。
解析:
物体受到重力、支持力、拉力和滑动摩擦力的共同作用,根据牛顿第二定律和运动学公式,可以求得合外力对物体所做的功。
已知物体的质量为:5kg
已知水平外力的大小为:20N
已知物体移动的距离为:10m
已知动摩擦因数为:0.2
根据牛顿第二定律,可得到物体受到的合力:
$F_{合} = F - f = ma$
其中,a为物体的加速度,$F$为水平外力,$f$为滑动摩擦力。
根据运动学公式,可得到物体的末速度:
$v = sqrt{2ax}$
其中,x为物体移动的距离。
根据滑动摩擦力公式,可得到滑动摩擦力的大小:
$f = mu F_{N}$
其中,$mu$为动摩擦因数,$F_{N}$为物体对地面的压力。
将已知量代入上述公式中,可得到合力的大小:
$F_{合} = 20 - 2 times 5 times 10 times 0.2 = 14N$
根据动能定理,合外力对物体所做的功等于物体动能的变化量:
$W = Delta E_{k}$
其中,$Delta E_{k}$为物体动能的变化量。
根据动能定理,可得到合力对物体所做的功:
$W = frac{1}{2}mv^{2} - frac{1}{2}mv_{0}^{2}$
其中,$v_{0}$为初速度。
将已知量代入上述公式中,可得到合外力对物体所做的功:
$W = frac{1}{2} times 5 times (40)^{2} - frac{1}{2} times 5 times (0)^{2} = 460J$
所以,合外力对物体所做的功为460J。
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