VCE 物理 | 牛顿三大运动定律Newton laws of motion概念和讲解

2021年08月23日 曙光VCE



这节课给同学们讲解牛顿运动定律（Newton laws of motion），牛顿一共有三大定律。这三个定律经常在VCE物理学习中出现

Law of inertia


a)It depicts how things start, change, or stop moving


b)A body in uniform motion or at rest will continue to be uniform or at rest until an external force act on i


惯性定律说的是：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。

其中，静止状态 (rest) 指的是速度为0，但加速度不确定（no velocity, acceleration is not necessarily 0）；匀速直线运动指的是固定速度，没有加速度（fixed velocity, no acceleration）.

为什么静止状态可能会有加速度？

静止状态可能是瞬时的静止状态。试想一个小球以某一速度冲向一弹簧,小球会压缩弹簧,当压缩到最大程度瞬间时,速度为零小球静止,而此时小球在水平方向上只受弹簧弹力,必然有加速度。

（在11和12年级做题时，除了实验，我们可以自动省略空气阻力和摩擦力。除非题目要求你考虑空气阻力和摩擦力）

Law of acceleration


a)Acceleration is proportional to the force applied

b)Acceleration is inverse proportional to mass



牛顿第二定律说的是：物体加速度的大小跟作用力成正比，跟物体的质量成反比；加速度的方向跟作用力的方向相同。

这个定律是我们平时用的最多的。做题时，知道两个条件，就可以求出另一个变量。

力：
1.力的单位是牛顿。1牛顿是能使一千克质量的物体获得1m/s^2的加速度所需的力的大小。
2.值得注意的是，力指的是合力，也就是net force。看左下图，如果F1大小为3N, F2大小为3N， 那么合力就是0 


3.合力并不都是水平方向的，比如右下图。




质量：
1.质量就是我们平时说的重量，以公斤为单位。
2.Weight是重力，以牛顿为单位。重力加速度是9.8ms^-2。重力是垂直向下的力。

Law of Motion-Force and Acceleration


a)For every force there is an equal and opposite reaction

牛顿第三定律说的是：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

比如，A推B。B受到一个A的推力，A同时也受到一个水平方向，大小相同的反作用力。(A received reaction force by B)

值得注意的是，作用力和反作用力是没有定义主体的。A和B受到的都可以是作用力，也可以是反作用力。是一个相对的概念。

思考题


结合三大定律
假设一个箱子在静止状态，有力存在吗？加速度是多少？
第一，桌面对箱子施加了支撑力，与箱子的重力大小相同，方向相反。所以没有合力
第二，根据牛顿第二定律。合力为0，加速度为0



责任编辑/转载：猫叔徐超

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