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标题 牛顿运动定律在生活中的存在与应用
范文

    盛一恒

    【摘 要】日常生活中,事物之间有着各种各样的运动形式,这些运动形式其实都遵循着某种客观规律,显示着特定的运动轨迹。艾萨克·牛顿在1687年提出了牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律,也就是我们常说的牛顿运动定律。牛顿运动定律奠定了经典力学的基础,而在生活中的应用更是比比皆是。本文试图将生活中许多常见的现象和运动形态,运用牛顿运动定律来解剖说明。

    【关键词】日常生活;牛顿定律;运动规律;力;方向

    一、关于牛顿第一运动定律

    牛顿第一运动定律,也就是我们常说的牛顿第一定律,其规范定义为:任何物体都会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。实际生活中,任何一个物体都会受到来自其他物体的力的作用,几乎没有任何一个物体可以不跟外界发生关系和接触,所以牛顿运动第一定律也可以这样理解,即物体不受外力时,保持原有的运动状态;物体受到来自其他物体的作用力越小,就越能保持原有的运动状态,难以发生大的改变。生活中的牛顿第一运动定律存在有很多形式,例如,从斜坡面上冲下来的模型小车,可以在光滑的玻璃轨道行驶好长的距离,才会停下来。玻璃轨道由于比较光滑,摩擦力较小,对于小车施的力较小,可以让小车保持较长时间的运动状态。同理,在汽车的行驶过程中,如果司机遇到状况突然刹车,乘客会向前倾倒;如果汽车在停滞的状态下突然启动,车上的乘客会向后倒。这是因为汽车突然刹车时,乘客由于惯性还保持向前运动的状态和速度,车子停了,乘客却还在向前运动,所以会向前倾倒;而汽车突然启动时,乘客由于惯性还是静止状态,汽车已经向前移动了,所以乘客会向后倾倒。下雪天,路面结冰,汽车在冰面上容易打滑,出现刹车失灵、溜车的现象,这同样可以用牛顿第一定律来解释。由于冰面上的摩擦力较小,当汽车刹车时,轮胎受到冰面上的阻力比较小,汽车由于惯性还会往前行驶一小段路程,即我们所说的溜车现象。了解了牛顿第一定律在生活中的存在形式和原理,就要在生活中保持注意,就好比下雪天开车,一定要谨慎慢行,否则会发生溜车现象,进而导致交通事故。

    二、生活中的牛顿第二运动定律

    牛顿第二运动定律,即牛顿第二定律,其规范定义是:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比,加速度的方向跟作用力的方向相同。物体受几个外力作用,在一个外力作用下产生的加速度只与此外力有关,与其他力无关。

    牛顿第二运动定律定量地说明了物体运动状态的变化和对它施加的力之间的关系,不仅仅是在物理专业领域,在我们日常生活中,牛顿第二定律的存在案例也俯拾皆是。例如一个椅子静止在地面上,当我们用力地推或者拉这个椅子时,椅子会瞬间获得加速度,开始运动。当我们使的劲越大,即施加在椅子上的力越大时,椅子运动的速度越快,即椅子获得的加速度越大。当我们朝相反方向推椅子时,椅子会朝我们推的方向运动;当我们向内拉椅子时,椅子会向我们拉的方向运动。还有,在我们踢足球的过程中,当我们接到队员的传球再踢出去时,足球由于受到不同方向的力,运动的速度和运动的方向都发生了改变,出现了朝相反的方向运动的状态。

    三、牛顿第三运动定律在生活中的应用

    牛顿第三定律的规范定义是,当两物体相互作用时,它们对各自对方的相互作用力总是大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,力不能离开物体单独存在。也就是说作用力和反作用力是相互的,均以对方存在为自己存在的前提,没有反作用力的作用力是不存在的;力不能单独存在,只能依賴物体之间的相互作用才能产生。还需要说明的一点是,物体相互之间的作用力与反作用力是同时发生同时消失的,没有先后顺序。

    生活中有很多牛顿第三运动定律的应用案例,非常普遍。最常见的例子:我们平时跑步的时候,脚向后蹬,人向前运动。这是由于脚向后蹬的时候,对地面施加了作用力,方向向后,而同时地面也向人施加了反作用力,方向向前,人正是由于这种向前的反作用力而向前跑步运动的。在人跑步进程中,人对地面施加了摩擦力,地面对人也同样施加了摩擦力。再比如我们在用拳头捶打墙壁时,手会感到疼痛。这是由于拳头向墙壁施加了作用力,肉眼虽然看不见墙壁有任何变化和运动,但是墙壁也向拳头施加了作用力,且是相反方向的作用力,在反作用力的施加下拳头当然会感觉到疼痛。生活中其他常见的应用,例如马拉车时马同时也会受到车向后的拉力;火箭向下喷气、向上起飞等都与牛顿第三定律有着密切的关系,可见牛顿第三定律对科技发展的重要性。

    牛顿运动定律在生活中的存在和应用非常广泛,只要我们平时多留心、多观察,就一定能够捕捉到它,并进而研究它的运动规律。掌握了它的运动规律,就能有目的的加以运用,从而更有效地使它直接或间接地为我们的生产生活和现代化建设服务。

    【参考文献】

    [1]曾庆军.《对生活中常见的物理小知识的解析》新教育时代电子杂志:教师版[J].2017年第11期

    [2]杨佳琪.《关于“牛顿运动定律”的学习体会》文理导航旬刊[J].2017年第2期

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更新时间:2024/12/22 17:13:16