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牛頓定律范文第1篇

關(guān)鍵詞 金屬；自由電子；牛頓定律；電場(chǎng)；運(yùn)動(dòng)；阻力

中圖分類號(hào)O301 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2011）52-0102-02

自由電子論認(rèn)為：金屬中價(jià)電子擺脫原子核束縛，成為在金屬體積中高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的自由電子，自由電子服從量子規(guī)律，牛頓定律不再適用。作者在《論金屬價(jià)電子不是自由電子》一文中，論證了金屬中價(jià)電子僅具有可移動(dòng)性，但不是自由電子的認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)，并建立電子在金屬中運(yùn)動(dòng)的阻力方程，本文在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步研究電場(chǎng)作用下，金屬中價(jià)電子移位運(yùn)動(dòng)（文中“電子運(yùn)動(dòng)”無(wú)特別說(shuō)明均指移位運(yùn)動(dòng)）的規(guī)律。

1 穩(wěn)恒電場(chǎng)作用下，金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

1.1 外電場(chǎng)由0躍變?yōu)镋金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

設(shè)：電子電量為e，金屬中載流電子的濃度為n，電阻率，電子運(yùn)動(dòng)速度為v。則金屬對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的阻力f為：

（1）[1]

圖1 電場(chǎng)作用下金屬中運(yùn)動(dòng)電子受力分析

在電場(chǎng)E作用下，金屬中運(yùn)動(dòng)電子受兩個(gè)力的作用：一個(gè)是電場(chǎng)施加的作用力eE，另一個(gè)是來(lái)自金屬對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的阻力f，運(yùn)動(dòng)電子受力分析如圖1所示。根據(jù)牛頓第二定律，電子運(yùn)動(dòng)微分方程為：

（2）

由于金屬對(duì)電子移位運(yùn)動(dòng)具有阻礙作用，電子克服金屬阻力運(yùn)動(dòng)必須消耗能量。因此，在無(wú)外界能量補(bǔ)充的條件下，金屬中價(jià)電子只能繞核運(yùn)動(dòng)，其移位運(yùn)動(dòng)速度為0，即初始條件為。特別指出：金屬價(jià)電子移位運(yùn)動(dòng)為0，表示價(jià)圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，而不是靜止不動(dòng)。

求解（2）式微分方程并把初始條件代入，可得：

（3）[2]

在外力的作用下，金屬中價(jià)電子原有的平衡狀態(tài)被破壞，將建立一個(gè)新的平衡狀態(tài)。我們定義暫態(tài)時(shí)間常數(shù)：

（4）

暫態(tài)時(shí)間常數(shù)的單位是秒，反映金屬中價(jià)電子由舊的穩(wěn)定狀態(tài)過(guò)渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)的快慢程度。

對(duì)于金屬而言，，載流電子濃度n~1028/m3，電子電量e為C，電子質(zhì)量m為kg。金屬中電子運(yùn)動(dòng)的暫態(tài)時(shí)間常數(shù)s，（3）式中在極短的時(shí)間內(nèi)快速衰減為0（不到s）。我們忽略電子運(yùn)動(dòng)中極短暫的不穩(wěn)定過(guò)程，（3）式簡(jiǎn)化為：

（5）

（5）式表明，在溫恒電場(chǎng)的作用下，電子以的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)電子受力情況為，處于力學(xué)平衡狀態(tài)。電子移位運(yùn)動(dòng)機(jī)理：電場(chǎng)作用力推動(dòng)eE可移動(dòng)電子加速運(yùn)動(dòng)，伴隨著電子移位運(yùn)動(dòng)，金屬對(duì)運(yùn)動(dòng)電子產(chǎn)生的阻力；阻力隨著電子運(yùn)動(dòng)速度增大而增大，當(dāng)時(shí)，電子達(dá)到新的力學(xué)平衡狀態(tài)，以勻速運(yùn)動(dòng)。電子從到不穩(wěn)定過(guò)程時(shí)間極為短暫，可以忽略不計(jì)，電場(chǎng)和電流可以認(rèn)為（5）式的即時(shí)關(guān)系。

1.2 外電場(chǎng)由躍變?yōu)? 金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

電場(chǎng)由E突變?yōu)?，則金屬中電子運(yùn)動(dòng)的微分方程（2）式退化為：

（6）

（6）式表明：電場(chǎng)消失，由于失去外界能量補(bǔ)充金屬中價(jià)電子移位運(yùn)動(dòng)無(wú)法為繼，電子移位運(yùn)動(dòng)速度由快速衰減為，成為繞核運(yùn)動(dòng)的束縛電子。

上述兩種情況表明：穩(wěn)恒電場(chǎng)作用下，金屬中電子的微觀運(yùn)動(dòng)嚴(yán)格遵循牛頓定律。

2 交變電場(chǎng)作用下，金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

2.1 施加外電場(chǎng)金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

設(shè)：金屬中交變電場(chǎng)的角頻率為，電場(chǎng)強(qiáng)度為。根據(jù)牛頓第二定律，圖1中電子運(yùn)動(dòng)微分方程為：

（7）

解（7）式微分方程，并把初始條件代入可得：

（8）[3]

根據(jù)（4）式結(jié)論，一般金屬電子運(yùn)動(dòng)的不穩(wěn)定時(shí)間常數(shù)s。對(duì)于的“低頻”交變電場(chǎng)，，，在10-12s之內(nèi)快速衰減為0。忽略極短暫的暫態(tài)過(guò)程，穩(wěn)定后（8）式電子移位運(yùn)動(dòng)速度簡(jiǎn)化為：

（9）

（9）式表明，交變電場(chǎng)作用下，金屬中電子移位運(yùn)動(dòng)與電場(chǎng)同頻振動(dòng)，相差為。交變電場(chǎng)作用下金屬中載流電子（移位）運(yùn)動(dòng)的機(jī)理：在正弦規(guī)律變化的交變電場(chǎng)作用下，電場(chǎng)對(duì)金屬中運(yùn)動(dòng)電子的作用力也呈正弦規(guī)律變化，運(yùn)動(dòng)電子新的穩(wěn)定狀態(tài)為變加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)（9）式電子運(yùn)動(dòng)加速度a為：

（10）

2.2 交變電場(chǎng)突然消失 金屬中電子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

若時(shí)刻交變電場(chǎng)消失，電場(chǎng)強(qiáng)度由突變?yōu)?，此時(shí)電子移位運(yùn)動(dòng)速度為。時(shí)刻以后電子運(yùn)動(dòng)僅受阻力的作用，根據(jù)（6）式易得到，T時(shí)刻以后電子運(yùn)動(dòng)的速度規(guī)律為：

（11）

即交變電場(chǎng)消失，由于沒(méi)有外界能量補(bǔ)充，電子移位運(yùn)動(dòng)不能為繼，移位運(yùn)動(dòng)速度快速衰減為0，退化為繞核運(yùn)動(dòng)的束縛電子。

上述兩種情況表明：交變電場(chǎng)作用下，金屬中電子的微觀運(yùn)動(dòng)也嚴(yán)格遵循牛頓定律。

3 結(jié)論

原子核激發(fā)的電場(chǎng)是保守場(chǎng)，價(jià)電子在保守場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)不消耗能量，無(wú)需外界補(bǔ)充能量，金屬中價(jià)電子能夠長(zhǎng)期保持圍繞原子核運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。但是，阻力是耗散力，價(jià)電子擺脫原子核束縛，在不同的原子間移位運(yùn)動(dòng)，克服金屬阻力做功必須消耗能量，沒(méi)有外界源源不斷地補(bǔ)充能量，自由電子不可能長(zhǎng)期保持高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，金屬價(jià)電子不可能是高速無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的自由電子，這是本文認(rèn)識(shí)的基石。

本文的認(rèn)識(shí)結(jié)論：無(wú)論是穩(wěn)恒電場(chǎng)還是交變電場(chǎng)的作用下，金屬中電子運(yùn)動(dòng)都嚴(yán)格遵循牛頓定律，并沒(méi)有超越牛頓定律的作用范圍。本文的認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)，與物理學(xué)理論關(guān)于“微觀領(lǐng)域牛頓定律不再適用”的認(rèn)識(shí)觀點(diǎn)商榷，對(duì)重新認(rèn)識(shí)牛頓定律在微觀粒子運(yùn)動(dòng)中的基礎(chǔ)地位具有先導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)

[1]余子山.論金屬價(jià)電子不是自由電子.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2009，1：205.

牛頓定律范文第2篇

關(guān)鍵詞：法律;牛頓三定律

根據(jù)物理學(xué)，物體在外力作用下其狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化。相應(yīng)的，如果我們將法律看作是一種物質(zhì)，將影響其發(fā)展的政治、經(jīng)濟(jì)、文化看作是影響法律發(fā)展的外力，則法律會(huì)在這些外力的作用下變化。在物理學(xué)上，力和物體的作用符合牛頓三大定律。相應(yīng)的，通過(guò)比較，我們發(fā)現(xiàn)法律的和周圍影響因素的相互作用也符合牛頓三大定律。從而我們可以借鑒牛頓三定律促進(jìn)法律的發(fā)展。

一、 借鑒牛頓第一定律推進(jìn)法律穩(wěn)定性發(fā)展

根據(jù)牛頓第一定律，即慣性定律，任何一個(gè)物體在不受外力或受平衡力的作用時(shí)，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。相應(yīng)的，如果將法律看作是物體，其在穩(wěn)定的社會(huì)環(huán)境中，法律這個(gè)物體也是穩(wěn)定存在的。但其也會(huì)受社會(huì)因素的影響，例如政治、經(jīng)濟(jì)、文化的變化會(huì)導(dǎo)致法律穩(wěn)定性的破壞，這些影響法律穩(wěn)定的因素可以看作是影響法律穩(wěn)定性的阻力?！傲⒎ㄕ呦褚晃混`巧的建筑師，他的責(zé)任就在于糾正有害的偏重方向，使形成建筑物強(qiáng)度的那些方向完全協(xié)調(diào)一直。”［1］從而我們可以借鑒牛頓第一定律，減少有害偏重方向的影響因素，使法律穩(wěn)定發(fā)展。

一是完善法律體系推進(jìn)法律穩(wěn)定性發(fā)展。

根據(jù)牛頓第一定律，質(zhì)量是慣性大小的量度。也就是說(shuō)，慣性大小只與質(zhì)量有關(guān)，與速度和接觸面的粗糙程度無(wú)關(guān)。相應(yīng)的，法律的穩(wěn)定性也與體系的完備程度有關(guān)，法律體系越完善，其慣性就越大，就越不容易被影響。

二是穩(wěn)定的法律體系帶來(lái)更大的作用效果。根據(jù)牛頓第一定律，質(zhì)量越大，做功越大；質(zhì)量越小，做功越小。相應(yīng)的，法律體系越完備，其穩(wěn)定性就越高，想要使其改變就需要更大的外力作用，對(duì)社會(huì)的影響也就越大。具體來(lái)說(shuō)，宏觀上，我國(guó)不斷完善的的社會(huì)主義法律體系是不可能輕易變成大陸法系和羅馬法系的。微觀上，我國(guó)不斷完善的法律體系對(duì)人民生活的影響做功也不斷擴(kuò)大，從刑法到民法，從商法到經(jīng)濟(jì)法，從國(guó)際法到國(guó)際司法等等，涉及到人們生活的各個(gè)方面。

所以，我們可以借鑒牛頓第一定律，完善法律體系使法律穩(wěn)定發(fā)展。但在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上我們也要提高效率，更快更好的發(fā)展。

二、 借鑒牛頓第二定律提高法律發(fā)展效率

物理學(xué)上，任何物質(zhì)都是有質(zhì)量的，如果我們將法律看作是物質(zhì)，那么法律也是有質(zhì)量的。從而我們可以定義法律體系的復(fù)雜程度為法律質(zhì)量的大小。根據(jù)牛頓第二定律（F=ma），物體的加速度跟物體所受的合外力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。相應(yīng)的，如果我們將法律的影響因素看作是外力，法律發(fā)展的快慢也符合牛頓第二定律。

首先，法律發(fā)展也有加速度。根據(jù)牛頓第二定律，力是產(chǎn)生加速度的原因。有力才有加速度。相應(yīng)的，法律的發(fā)展也需要外力的作用，政治、經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)的推動(dòng)給法律帶來(lái)加速度。具體來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)，政治體制越完善，社會(huì)文明程度高，法律發(fā)展的加速度就越大；反之，經(jīng)濟(jì)落后，政治體制不完善，社會(huì)文明程度低，法律發(fā)展的加速度就越小。所以，國(guó)家必須積極發(fā)展經(jīng)濟(jì)、政治、文化建設(shè)，使法律發(fā)展有好的加速度。

其次，法律發(fā)展也有方向性。根據(jù)牛頓第二定律，F(xiàn)=ma是個(gè)矢量方程，應(yīng)用時(shí)有方向性，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負(fù)值。加速度方向與所受外力方向相同。相應(yīng)的，法律的發(fā)展也有方向性，適應(yīng)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展為正方向，不適應(yīng)生產(chǎn)力的發(fā)展為負(fù)方向。所以，外力的作用要與作用國(guó)生產(chǎn)力發(fā)展的方向相一致，從而使受力國(guó)家的法律正向發(fā)展。

再次，法律發(fā)展也有相互性。根據(jù)牛頓第二定律，力和加速度同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)變化、同時(shí)消逝。相應(yīng)的，法律的發(fā)展也與政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、文化的發(fā)展協(xié)調(diào)同步的。具體來(lái)說(shuō)，在政治上，政治逐步民主化，以權(quán)力為標(biāo)志的政府也逐步步入了依法行政和權(quán)力制約的軌道，這個(gè)良好的政治環(huán)境為法律的發(fā)展提供了社會(huì)氛圍；經(jīng)濟(jì)上，生產(chǎn)力的發(fā)展為法律思想的進(jìn)步提供了經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)；社會(huì)上，人民和政府官員的法律素養(yǎng)和法律信仰日益增高，法律得到了大多數(shù)人的認(rèn)可，這個(gè)良好的法制環(huán)境為法律的發(fā)展提供了社會(huì)基礎(chǔ)；文化上，各國(guó)傳統(tǒng)文化為法律的發(fā)展提供史觀之維，深化了法律發(fā)展的民族特質(zhì)。在法律發(fā)展的同時(shí)經(jīng)濟(jì)、政治、文化也得到的發(fā)展。

最后，法律發(fā)展的多樣性。根據(jù)牛頓定律，作用在物體上的各個(gè)力，都能各自獨(dú)立產(chǎn)生一個(gè)加速度，各個(gè)力產(chǎn)生的加速度的矢量和等于合外力產(chǎn)生的加速度。相應(yīng)的，法律的發(fā)展也是多樣因素影響的結(jié)果，政治、經(jīng)濟(jì)、文化對(duì)法律都各自產(chǎn)生一個(gè)加速度，這些因素的作用有好有壞，從而產(chǎn)生的加速度也有正有負(fù)，但最終決定法律是否前進(jìn)發(fā)展是這些加速度方向的總和。

所以，我們可以借鑒牛頓第二定律，使法律產(chǎn)生正向的、數(shù)值大的加速度，從而提高法律發(fā)展的速率。在穩(wěn)定、高效發(fā)展的同時(shí)，我們也要使法律于其他社會(huì)因素協(xié)調(diào)發(fā)展。

三、 借鑒牛頓第三定律促進(jìn)法律協(xié)調(diào)發(fā)展

根據(jù)牛頓第三定律，兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。要改變一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，必須有其它物體和它相互作用。物體之間的相互作用是通過(guò)力體現(xiàn)的。并且指出力作用是相互的，有作用力必有反作用力。相應(yīng)的，法律的狀態(tài)也與政治、經(jīng)濟(jì)、文化有關(guān)，彼此間相互作用，協(xié)調(diào)發(fā)展。

首先，力的作用是相互的。根據(jù)牛頓第三定律，作用力與反作用力同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失。相應(yīng)的，法律與政治、經(jīng)濟(jì)、文化的相互作用也是同時(shí)出現(xiàn)，同時(shí)消失。法律在受其它因素影響的同時(shí)也會(huì)回應(yīng)社會(huì)。具體來(lái)說(shuō)，法律的發(fā)展最終是為了積極的回應(yīng)社會(huì)的需要，這才是法律的歸宿，只有這樣它才會(huì)充分發(fā)揮其應(yīng)有的引導(dǎo)、約束以及控制功能，進(jìn)而會(huì)造福全人類

其次，力的作用是不可抵消的。根據(jù)牛頓第三定律，作用力和反作用力作用在兩個(gè)物體上，產(chǎn)生的作用不能相互抵消。相應(yīng)的，法律與其它因素的相互作用也是不能抵消的，法律和政治、經(jīng)濟(jì)、文化的相互作用勢(shì)必會(huì)給其帶來(lái)變化。因此，法律問(wèn)題不單純是一個(gè)法律問(wèn)題，它會(huì)帶來(lái)政治、經(jīng)濟(jì)、文化問(wèn)題，即“問(wèn)題復(fù)合體”。所以，我們?cè)诖龠M(jìn)法律發(fā)展的同時(shí)，也要促進(jìn)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展，使國(guó)家各個(gè)方面協(xié)調(diào)發(fā)展。

最后，力的作用是相對(duì)性的。根據(jù)牛頓第三定律，作用力也可以叫做反作用力，只是選擇的參照物不同。相應(yīng)的，法律與其它因素的相互作用也是相對(duì)的，在相互作用的過(guò)程中沒(méi)有絕對(duì)意義上的作用力和反作用力。法律可以作用政治、經(jīng)濟(jì)、文化，相應(yīng)的，政治、經(jīng)濟(jì)、文化也可以作用法律。這也就是說(shuō)，法律也可以是施力方。

所以，我們可以借鑒牛頓第三定律，促進(jìn)法律與政治、經(jīng)濟(jì)、文化協(xié)調(diào)發(fā)展。借鑒牛頓三大定律，促進(jìn)法律的穩(wěn)定、高效、協(xié)調(diào)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

牛頓定律范文第3篇

1初中物理受力分析策略

物理學(xué)科在揭示自然界固有規(guī)律與屬性的過(guò)程中，不能離開(kāi)系統(tǒng)孤立存在，通常具有特定的參考系統(tǒng)，因此在復(fù)雜系統(tǒng)中的對(duì)象選取是決定問(wèn)題難易度的關(guān)鍵所在，也體現(xiàn)了物理學(xué)習(xí)者所具備知識(shí)體系的科學(xué)素養(yǎng).

受力分析是解決力學(xué)問(wèn)題的基本技能，為研究物體運(yùn)動(dòng)行為提供了具體途徑，通過(guò)受力分析能夠?qū)⑽矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和受力通過(guò)定量關(guān)系聯(lián)系起來(lái).因此，初中物理中受力分析的首要策略是從物體所處狀態(tài)特征出發(fā)，尋找題目中隱含的特殊狀態(tài)，亦即靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)特征，進(jìn)而根據(jù)慣性定律對(duì)物體進(jìn)行定性分析.初中物理受力分析與物體所處的狀態(tài)相互依存，科學(xué)受力分析必須以物體所處狀態(tài)為前提，并且始終以慣性定律為理論指導(dǎo).

此外，對(duì)于復(fù)雜系統(tǒng)而言，系統(tǒng)內(nèi)各受力對(duì)象具有相互制約性，因此對(duì)其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的判斷應(yīng)該從具有特殊狀態(tài)的對(duì)象入手，而后根據(jù)特殊受力條件列出定量方程.

2受力分析中牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用技巧

2.1假設(shè)法反推物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為受力分析提供客觀依據(jù)

首先，對(duì)于力學(xué)受力分析而言，其首要任務(wù)是對(duì)物體所處的狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，通過(guò)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)一步反推出受力條件.作用力的存在必須以合理的施力對(duì)象為前提，這是判斷物體是否受力的首要判據(jù).初中物理中的特殊運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第一定律可知，這兩種狀態(tài)下研究系統(tǒng)受力達(dá)到平衡狀態(tài)，或者所受合外力為零，進(jìn)而根據(jù)該特殊受力關(guān)系進(jìn)行定量求解.

其次，假設(shè)法是特殊受力分析過(guò)程中常用的技巧.假設(shè)物體在某運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到了該力的作用，則必然會(huì)改變物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而將最終的運(yùn)動(dòng)特征與題設(shè)中給出的信息進(jìn)行對(duì)比，方可直觀地驗(yàn)證假設(shè)的力是否存在，進(jìn)而為物體受力分析提供客觀的依據(jù)，避免初學(xué)者憑借主觀思想對(duì)受力特征進(jìn)行臆斷分析.采用假設(shè)法反推的過(guò)程中，往往涉及到特殊位置的判定，例如物體間存在明顯的相互接觸，容易誤導(dǎo)學(xué)生將該接觸點(diǎn)看作力的作用點(diǎn)，因此無(wú)形中主觀設(shè)想了該力的存在，然而真正的力學(xué)規(guī)律并非僅通過(guò)接觸來(lái)判斷力的存在，必須結(jié)合物體接觸過(guò)程中是否發(fā)生了形變或者相互擠壓，而這一信息的獲得必須以牛頓定律為基礎(chǔ)，進(jìn)行狀態(tài)反推才能得到驗(yàn)證.

例1如圖1所示，小球與水平面和臺(tái)階接觸并處于靜止?fàn)顟B(tài)，試分析小球的受力情況.并畫(huà)出圖示.

分析該題設(shè)給出的信息相對(duì)較少，通過(guò)小球處于靜止?fàn)顟B(tài)可以確定受到的合外力為零.然而由于對(duì)小球和水平面的表面特征不確定，粗糙接觸和光滑接觸對(duì)于本題的受力分析完全不同，因此對(duì)小球的受力分析必須根據(jù)接觸面是否具有摩擦力進(jìn)行分類討論.

首先，當(dāng)接觸面光滑時(shí)，由小球水平方向上靜止可知，此時(shí)小球在水平方向上不受力，因此盡管小球和墻壁存在接觸，但是不受彈力的作用.按照上述分析，該彈力是否存在可以通過(guò)假設(shè)法進(jìn)行驗(yàn)證，假設(shè)該力存在，必然會(huì)導(dǎo)致小球水平方向上受力不為零，亦即不可能維持題設(shè)所述的靜止，進(jìn)而說(shuō)明該彈力不存在，如圖1所示.

其次，如果小球和水平地面間的接觸面粗糙，此時(shí)小球在水平方向上的合力效果將存在不確定性，因此需要進(jìn)一步討論：當(dāng)小球不具備向右的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知，此時(shí)小球依然不受摩擦力，因此結(jié)果同上；然而當(dāng)小球具有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，界面處必然存在摩擦力f，因此小球在水平方向上靜止的前提是豎直墻壁對(duì)小球存在向右的彈力Fn，如圖2所示.

2.2以平衡狀態(tài)為核心，巧用整體、隔離思想

牛頓第一定律闡述了作用力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的唯一原因，因此將運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與作用力之間聯(lián)系在了一起，然而這一理論并未從定量角度給出具體的求解途徑.初中物理受力分析的目的是對(duì)物體所處的狀態(tài)從固有理論的角度給出定性、定量的認(rèn)識(shí)，因此除了第一定律所遵循的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系之外，尋找系統(tǒng)平衡狀態(tài)必將成為解決具體問(wèn)題的關(guān)鍵.初中物理中的平衡狀態(tài)為靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)系統(tǒng)所受合外力為零，只有以此為核心，才能把握力學(xué)問(wèn)題的主線.

此外，物體狀態(tài)的研究不能脫離系統(tǒng)孤立存在，對(duì)任何物理規(guī)律的研究都存在一定的參考系統(tǒng)，因此對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部研究對(duì)象的劃分是成功解題的前提，恰當(dāng)?shù)剡x取研究對(duì)象是決定解題難易程度的關(guān)鍵.復(fù)雜系統(tǒng)物體的受力分析方法中整體法與隔離法是巧用平衡狀態(tài)的有效物理思維，能夠?qū)?fù)雜的物體模型簡(jiǎn)單化，提升解題效率.

例2如圖3所示，在光滑水平面上的小車上固定一塊磁鐵，人用木桿吊著一塊磁鐵，始終保持兩塊磁鐵之間有一定的間隙且不變，試描述小車的狀態(tài)？

分析本題是典型的復(fù)雜系統(tǒng)中的受力分析模型，小車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)直接決定了磁鐵之間的相對(duì)位移，而人在整個(gè)過(guò)程中通過(guò)吊桿對(duì)磁鐵施加的力其方向、大小無(wú)法確定，因此本題中如果采用隔離法單獨(dú)研究磁鐵或者小車將無(wú)法進(jìn)行定量描述.如果采用整體思想，將車、人以及磁鐵看作整體，當(dāng)兩塊磁鐵間的距離保持不變時(shí)，表明磁鐵的受力在運(yùn)動(dòng)前后保持恒定，并且處于平衡狀態(tài)，亦即做勻速直線運(yùn)動(dòng)或者靜止.因此磁鐵和車屬于整體，只有在不受外力或者受到的合外力為零時(shí)，滿足該條件的小車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)只能是靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng).可見(jiàn)，通過(guò)整體分析思想大幅度簡(jiǎn)化了系統(tǒng)內(nèi)部之間的相互作用，排除了人對(duì)磁鐵作用力的具體屬性，只需從宏觀角度考慮系統(tǒng)整體的受力以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)即可.

牛頓定律范文第4篇

人類對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系問(wèn)題的認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)曲折漫長(zhǎng)的歷史過(guò)程，本節(jié)課就是想通過(guò)學(xué)生的學(xué)習(xí)，將人類的認(rèn)識(shí)和研究過(guò)程進(jìn)行重演。初中學(xué)生對(duì)牛頓第一定律的內(nèi)容已有部分了解，高中教材安排“牛頓第一定律”這節(jié)課的目的，是讓學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的深度和廣度能有更多的認(rèn)識(shí)。對(duì)比而言，高中知識(shí)的有以下幾點(diǎn)不同：

一是知識(shí)內(nèi)容不同，初中：一切物體在沒(méi)有受到外力作用的時(shí)候，總是保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；高中：一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，除非作用在它上

面的力迫使它改變這種狀態(tài)。高中教材中的表述具有更為豐富的內(nèi)涵，它強(qiáng)調(diào)了力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，突出了第一定律的獨(dú)立性和重要意義，也為學(xué)習(xí)牛頓第二定律做了一定的鋪墊，便于學(xué)生在頭腦中建構(gòu)一個(gè)動(dòng)力學(xué)的完整的系統(tǒng)理論。

二是過(guò)程、方法（主要是演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、探究及思維深度）不同，初中：讓小車從斜面頂端滑下，分別滑到有毛巾、棉布、木板的平面上；高中：演示伽利略斜面實(shí)驗(yàn)并推理，主要突出理想實(shí)驗(yàn)這種科學(xué)方法的價(jià)值。

三是情感、態(tài)度、價(jià)值觀的體現(xiàn)不同，初中僅對(duì)牛頓第一定律建立的歷史簡(jiǎn)單帶過(guò)，高中教材在回顧歷史的基礎(chǔ)上，進(jìn)行歷史反思，突出科學(xué)推理的重要作用，使學(xué)生能更深刻地認(rèn)識(shí)到，物理理論的形成需要經(jīng)過(guò)很多物理學(xué)家共同的努力。另外，通過(guò)伽利略的研究，使學(xué)生體會(huì)質(zhì)疑精神的重要性。

本節(jié)內(nèi)容在整個(gè)牛頓經(jīng)典力學(xué)中的地位：牛頓第一定律指出了物體在不受力的情況下，處于怎樣的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣就可以進(jìn)一步研究物體在受力的情況下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因此，牛頓第一定律是研究整個(gè)力學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。

二、教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與能力

1、知道伽利略的理想實(shí)驗(yàn)及其主要推理過(guò)程和推論，知道理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法；

2、理解牛頓第一定律的內(nèi)容及意義；

3、知道什么是慣性，會(huì)正確地解釋有關(guān)慣性的現(xiàn)象。

過(guò)程與方法

1、觀察生活中的慣性現(xiàn)象，了解力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系；

2、通過(guò)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)牛頓第一定律的理解；

3、理解理想實(shí)驗(yàn)是科學(xué)研究的重要方法。

情感態(tài)度與價(jià)值觀

1、通過(guò)伽利略和亞里士多德對(duì)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同認(rèn)識(shí)，了解人類認(rèn)識(shí)事物本質(zhì)的曲折性；

2、感悟科學(xué)是人類進(jìn)步的不竭動(dòng)力。

三、學(xué)情分析

學(xué)生在初中對(duì)本節(jié)已有認(rèn)識(shí)，但較片面，對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)度較淺。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生對(duì)牛頓第一定律有更全面的認(rèn)識(shí)。而且要使學(xué)生從形象思維慢慢上升到抽象思維，逐步達(dá)到使學(xué)生能全面看問(wèn)題和分析物理問(wèn)題的能力。

四、教學(xué)方式

以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮學(xué)生的自主能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性；這是建構(gòu)主義教學(xué)理論的核心，也是課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。本著這個(gè)主導(dǎo)思想，在本節(jié)課中我將采用“引導(dǎo)探究”“實(shí)驗(yàn)”“討論歸納”的教學(xué)方式，其目的就是在教師指導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法。

五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)

1、創(chuàng)設(shè)情境

舉學(xué)生的生活實(shí)例（例如：公交車緊急剎車時(shí)乘客身體的反應(yīng)是什么？）

引出生活中眾多運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象背后的原因是什么？

2、新課教學(xué)

首先給出亞里士多德的觀點(diǎn)。

（說(shuō)明僅憑“直覺(jué)”來(lái)判斷問(wèn)題是靠不住的。）

其次介紹伽利略的想法和質(zhì)疑并引出斜面實(shí)驗(yàn)。

①演示伽利略斜面實(shí)驗(yàn)。

（讓學(xué)生觀察完實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)并得出下面的結(jié)論：伽利略斜面實(shí)驗(yàn)是以可靠的實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，并進(jìn)行了合理的推理。找到了隱藏在表面現(xiàn)象之后的力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。）

然后給出法國(guó)科學(xué)家笛卡兒補(bǔ)充和完善后的觀點(diǎn)。

讓學(xué)生指出笛卡兒的觀點(diǎn)與伽利略的觀點(diǎn)相比，內(nèi)容上的區(qū)別在哪里？

（使學(xué)生體會(huì)到人們對(duì)慣性定律的認(rèn)識(shí)在慢慢逼近真理。）

最后給出牛頓繼承前人的研究成果，并通過(guò)他個(gè)人勤奮的思考，得出的牛頓第一定律。

（使學(xué)生體會(huì)到研究問(wèn)題時(shí)向前人學(xué)習(xí)的重要性。）

展示牛頓第一定律的內(nèi)容，并對(duì)定律的兩層含義進(jìn)行解析。

為說(shuō)明一切物體都有慣性，演示氣體具有慣性的實(shí)驗(yàn)。因?yàn)楣腆w和液體比較直觀學(xué)生有一定的生活體會(huì)，僅通過(guò)創(chuàng)設(shè)生活場(chǎng)景，進(jìn)行思想實(shí)驗(yàn)即可。

②演示氣體具有慣性的實(shí)驗(yàn)

為體現(xiàn)慣性和質(zhì)量的關(guān)系，請(qǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并詳細(xì)說(shuō)明操作步驟。

③演示細(xì)繩懸掛的兩個(gè)體積相同，質(zhì)量不同的球體在幾乎相同的外力作用下，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變的情況不同。

得出結(jié)論：質(zhì)量是慣性大小的量度。

（通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，突出體現(xiàn)要盡量降低影響實(shí)驗(yàn)效果的各種因素，才能更方便地研究各種物理問(wèn)題。）

3、小結(jié)

讓學(xué)生回顧本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，體會(huì)本節(jié)課知識(shí)與初中知識(shí)的不同點(diǎn)。

思考：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，即產(chǎn)生加速度的原因；慣性是物體抵抗運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的本領(lǐng)，質(zhì)量又是慣性大小的量度。那么力、加速度和質(zhì)量三者之間有怎樣的定量關(guān)系。下節(jié)課我們將進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

（通過(guò)提出思考問(wèn)題順利過(guò)渡到下節(jié)要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。體現(xiàn)知識(shí)的連貫性和整體性。）

4、布置作業(yè)

牛頓定律范文第5篇

略

例1：物體運(yùn)動(dòng)的速度方向、加速度方向與作用在物體上合外力的方向之間的關(guān)系是：A.速度方向、加速度方向、合外力方向三者總是相同的

B.速度方向可與加速度成任何夾角，但加速度方向總是與合外力的方向相同

C.速度方向總是與合外力方向相同，而加速度方向可能與速度方向相同，也可能不相同

D.速度方向總是與加速度方向相同，而速度方向可能與合外力方向相同，也可能不相同。

此正確答案應(yīng)為B

例2：一個(gè)物體受幾個(gè)力的作用而處于靜止?fàn)顟B(tài)，若保持其余幾個(gè)力不變，而將其中一個(gè)力F1逐漸減小到零，然后又逐漸增大到F1(方向不變)，在這個(gè)過(guò)程中，物體的

A.加速度始終增大，速度始終增大

B.加速度始終減小，速度始終增大

C.加速度先增大，后減小，速度始終增大直到一定值

D.加速度和速度都是先增大后減小

此題答案應(yīng)為“C”

例3：如圖所示，在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)下，皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶以速率v向右水平運(yùn)行，現(xiàn)將一塊磚正對(duì)皮帶上的A點(diǎn)輕輕地放在皮帶上，此后

A.一段時(shí)間內(nèi)，磚塊將在滑動(dòng)摩擦力的作用下對(duì)地做加速運(yùn)動(dòng)

B.當(dāng)磚的速率等于v時(shí)，磚塊與皮帶間摩擦力變?yōu)殪o摩擦力

C.當(dāng)磚塊與皮帶相對(duì)靜止時(shí)它位于皮帶上A點(diǎn)的右側(cè)的某一點(diǎn)B

D.磚塊在皮帶上有可能不存在磚塊與皮帶相對(duì)靜止的狀態(tài)

此題答案應(yīng)為AD

例4：自由下落的小球下落一段時(shí)間后與彈簧接觸，從它接觸彈簧開(kāi)始到彈簧后縮到最短的過(guò)程中，小球的速度、加速度的變化情況是怎樣的?

解答：運(yùn)動(dòng)過(guò)程分三段

(1)加速度逐漸減小的變加速運(yùn)動(dòng)

(2)速度達(dá)到最大

(3)加速度逐漸增大的變減速運(yùn)動(dòng)，直到速度減小為零

例5：如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩球之間系著一條不計(jì)質(zhì)量的輕彈簧，放在光滑的水平面上，A球緊靠墻壁，今用力F將B球向左推壓彈簧，平衡后，突然將力F撤去的瞬間，則

A.A球的加速度為

B.A球的加速度為零

C.B球的加速度為

D.B球的加速度為0

此題正確答案應(yīng)為BC

例6：一質(zhì)量為m的小球，用兩根細(xì)繩懸吊處于靜止，其中A、B繩水平，OB繩與豎直方向成角，如圖所示

(1)當(dāng)剪斷水平繩AB的瞬間，小球加速度多大?方向如何?此時(shí)繩OB的拉力多大?(2)若剪斷繩OB，則小球的加速度又是多大?方向如何?繩AB的拉力多大?

解：(1)剪斷水平繩AB時(shí)，由于得力的作用效果，重力的一個(gè)分力拉BO繩，另一個(gè)分力使球沿垂直于繩OB的方向向下運(yùn)動(dòng)，mgsin=ma,a=gsin，方向垂直于OB向下，繩OB的拉力TOB=mgcos

(2)當(dāng)剪斷OB繩，此時(shí)小球在重力作用下沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)，其加速度就是重力加速度g，而繩AB的拉力為零。

例7：一根質(zhì)量為M的木棒，上端用細(xì)繩系在天花板上，棒上有一質(zhì)量為m的猴子，如圖所示，若將繩子剪斷，猴子沿棒向上爬，仍保持與地面間高度不變，求這時(shí)木棒下落的加速度。

解法一：分別以棒和猴為對(duì)象，作其受力分析圖。

猴子：mg=f(1)

木棒：Mg+f=Ma(2)

(1)(2)聯(lián)立：Mg+mg=Ma

解法二：

由牛頓第二定律有：

(M+m)g=Ma，

五、力學(xué)單位制

1、什么是單位制：

基本單位和導(dǎo)出單位一起組成了單位制

2、力學(xué)單位制