浅谈牛顿运动定律的独立性和一致性

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  摘要:在整个动力学当中,牛顿运动定律作为基础定律,其不但具有相互独立性的一面,同时又具有整体的一致性。本文主要根据自身对牛顿运动定律这一知识点的学习,进而对此做出了深入探究。
  关键词:牛顿运动定律;独立性;一致性
  当前,牛顿运动定律在各个领域中都得到了广泛应用,并且还具有十分关键的作用。高中阶段的物理课程是较为关键的一门学科,并且在高考中也会涉及到其中很多知识。而牛顿运动定律正是其中较为重要的知识点,不过,我们大部分学生并没有真正对牛顿运动定律进行深入探索。因此,怎样才能够将此进行更全面的掌握,是值得我们深入思考的问题。
  一、牛顿运动定律的独立性
  (一)牛顿第一定律
  针对所有物体来讲,都具备了静止或是匀速直线运动状态的能力,此种能力则被称之为惯性。而第一定律正是将物体具有惯性很好的揭露了出来。力学中最为基础的就是惯性,因而,力学的基石便正是全面揭露了物质惯性的第一定律,而力学则均是在此基础上才得以创建。按照牛顿第一定律,在物体受到与其他物体作用力的情况下,这一物体不管处于什么状态,都一定会产生变化,并且这个时候,物体一定具备了加速度。因此在牛顿第一定律当中,有一个关键结论:物体在力的作用下所出现的全部变化,均需让其具有加速度[1]。同时,因为物体机械运动属于相对运动,所以,在对物体运动进行表述时,必须采用适宜参照系。从原则上来讲,能够随意选择参照系,不过,牛顿第一定律并非对全部参照系都适合应用,此种能够让这一定律得以建立的参照系,被称之为惯性系。由此则能够看出,可将牛顿第一定律当作对参照系是否属于惯性系进行辨别的理论依据。按照上述分析则能够认识到,牛顿第一定律的内涵非常丰富,并且其蕴含的内容,针对力学,甚至物理学都具有极为重大的影响,而这这也正是与与其他两条定律有所差异而单独存在的定律。
  (二)牛顿第二定律
  针对牛顿第二定律来讲,其关键是对特定物体所受合力,以及本身质量与得到加速度的关系做出探究。同时,其还将物体质量的惯性本质很好的揭露了出来,物体的惯性质量与其引力质量数值相同,并不是自行产生,从而则可以得知,等效性原理实质上已经将牛顿定律的相容关系体现了出来。除此之外,牛顿第二定律定量对力的效果进行了表述,进而定量解释并分析了物体运动状态为何会发出现变化。而且,这一定律还较好的概述了力的独立性原理,也就是当几个力同一时间作用于同一物体时,其形成的加速度相当于每一个力独立作用过程中,形成的加速度矢量和。因而,这也正是这一定律与与其他两条定律不同的根本内涵。
  (三)牛顿第三定律
  此定律关键对物体间相互联系和限制关系做出探究,也就是物体间的相互作用力通过成对形式产生,而使物体状态发生变化的力主要是根据与其他物体而实现。因而,牛顿第三定律将成对相互作用力进行了区分,分别为作用力与反作用力,因为在运动表述当中,没有将力这种相互作用本质包含在内,所以其和从非惯性系引进的惯性力有所不同。因此,根据上述分析与讨论则能够知道:牛顿三定律分别都具有不同意义,以及在力学与物理学当中会产生不一样的作用。进而以此在最大程度上,将牛顿运动定律的独立性较为全面的体现了出来。
  二、牛顿运动定律的一致性
  在高中阶段的物理学习过程中,牛顿运动定律是我们学习的重点内容,在高考中也会涉及到有关问题。因此,想要全面掌握这一知识点,那么就必须将此一致性特征进行深入理解,其主要能够根据以下内容呈现出来。
  针对牛顿第二与第三定律来讲,必须在根据牛顿第一定律所定义的惯性参照系当中才可以真正成立,而这正好说明了这两条定律之间具有一致性。牛顿第一定律主要是根据物体之间相互作用,将力的概念引进。牛顿第二定律便是较好的证明了物体在力的作用下,得到加速度和物体质量之间的内在联系。而牛顿第三定律,关键是将成对相互作用力的性质与定量关系做出了进一步探究[2]。同时,在对外力问题进行求解的过程中,一般都需要同一时间对牛顿三定律有所涉及,才可以获得较好解决。比如,需要先通过力是物体间相互作用的概念,以及牛顿第三定律,将物体受力做出分析之后,在选择的惯性当中,通过牛顿第二定律将方程列出,进而将此解出,由此则可以看出,这在很大程度上将牛顿三定律所反映力学体制的完整性与一致性都表现了出来。牛顿定律是在反复实验的前提条件下才得以总结出,并且经过之后的进一步发展证明,在其可以运用的宏观低速范围当中,一直将理论体系的一致性加以保持,并無相互矛盾的现象出现。而且,通过牛顿定律而得到的理论,在实验误差准许范围当中,与最终实验结果也能够保持基本相同。
  三、结束语
  牛顿运动定律不单只是将物体存在惯性进行了证明,同时也很好的表明了力的概念,及其力和运动之间的关系。它们除了具有各自独立的内容之外,同时还保持了体系当中的高度一致性与完整性。
  (作者单位:湖南师范大学附属中学)
  参考文献
  [1]曹新红.高中物理牛顿运动定律的教学策略探讨[J].新课程·中学,2015,(12):56-57.
  [2]唐学民.利用牛顿第二定律的同一性处理连接体问题[J].新高考:高一物理,2013,(12):33-35.
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