請問牛頓第二定律只適用於什麼參考系

時間 2021-08-11 17:51:07

1樓:s向隅姑娘

牛頓第二定律適用於慣性參考系,牛頓第二運動定律只適用於慣性參考系。慣性參考系是指牛頓運動定律成立的參考系,在非慣性參考系中牛頓第二運動定律不適用。但是,通過慣性力的引入。

可以使牛頓第二運動定律的表示形式在非慣性系中使用。

牛頓第二運動定律只適用低速問題。解決高速問題必須使用相對論。由於牛頓動力學方程不是洛倫茲協變的,因而不能和狹義相對論相容,因此當物體做高速移動時需要修改力、速度等力學變數的定義,使動力學方程能夠滿足洛倫茲協變的要求。

應用:第一類問題已知質點的質量和運動狀態,已知質點的在任意時刻的位置即運動方程或速度表示式或加速度表示式,求作用在物體上的力,一般是將已知的運動方程對時間求二階導數或將速度方程對時間求一階導數,求出加速度,再根據牛頓第二定理求出未知力。

第二類問題已知質點的質量及作用在質點上的力,求質點的運動狀態,即求運動方程、速度表示式或加速度表示式,通常是由牛頓第二運動定律列出方程,求出物體的加速度表示式,由加速度和初始條件,定積分求出速度表示式,由速度表示式和初始條件,定積分求出運動方程。

2樓:果實課堂

牛頓第二定律的幾個特性

3樓:love就是不明白

牛頓第二定律:

物體的加速度跟物體所受的合外力f成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。  公式 f合=ma

適用範圍

(1)只適用於低速運動的物體(與光速比速度遠低,特指f=ma形式)。

(2)只適用於巨集觀物體,牛頓第二定律不適用於微觀粒子。

(3)參照系應為慣性系。在非慣性系中不適用。

牛頓第一定律是不是牛頓第二定律的特例?

4樓:匿名使用者

1、力的真實性問題

力是物體間的相互作用,是物體發生形變或運動狀態變化的原因。從力效應的真實性可以判定,力是真實的。物理學中有各種性質的力:

引力、彈力、摩擦力、電磁力、分子力等等,這些都是真實力。但也有非真實的力,例如慣性力、慣性離心力、科氏力等,因為這種「慣性力」沒有產生力的真實效應。為什麼會出現「慣性力」這一非真實力概念,並且在一些人看來它是真實的,甚至也有人猜測:

慣性力是一種引力。真實力與非真實力之所以界線不清,易混淆,原因在於牛頓定律表述上的不嚴格。

牛頓第一定律的表述是這樣的:物體總保持勻速直線運動或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。即力是使物體產生加速度的原因。

據此,很容易得出這樣一個推論:力的存在是相對的,因為運動狀態是相對的,一個物體相對某一參照物做勻速運動,似乎不受力的作用,同一物體的運動相對另一參照物又做加速運動,似乎又受力的作用。於是人們開始懷疑力的真實性問題,力是真實的存在還是我們的虛幻?

但是,力確實是不以人的意志為轉移的客觀實在。這說明牛頓第一定律的表述存在問題。

牛頓第一定律應該改述為:物體總保持原來運動狀態,直至有外力迫使它改變這種狀態為止。這種表述適用於任何參照系,因此,不妨把它叫做廣義牛頓第一定律。

廣義牛頓第一定律中的「原來運動狀態」既可能是勻速運動或靜止狀態,也可能是某種加速運動狀態,這取決於所選的參照系。物體的這種不受外力時具有保持原來勻速或加速運動狀態的性質可叫做物體的「廣義慣性」。而物體在不受外力時的原來運動狀態的加速度,在此可把它叫做「慣性加速度」。

根據廣義牛頓第一定律,物體不受外力的作用既可能做勻速運動,也可能做加速運動;物體受外力的作用,既可能做加速運動也可能做勻速運動。物體受力或不受力時究竟做何種運動,取決於所選的參照物(系)。因此,「力是使物體產生加速度的原因」這一說法是錯誤的,這種說法正是產生非真實「慣性力」的理論基礎。

2、力是改變物體原來運動狀態的原因從廣義牛頓第一定律不難得知,不管物體處在怎樣的一個參照系中,原來運動狀態如何,只要有外力作用,這個物體的原來運動狀態就會改變。。加速度也是運動狀態參量。如果把相對原來的運動狀態的改變,表述為相對於「慣性加速度」的加速度增量,這樣,也就可以說,力是使物體加速度變化的原因,準確地說,力是使物體產生相對於「慣性加速度」的加速度變化的原因。

從現有的力學實驗和牛頓定律可以推出:物體相對「慣性加速度」的加速度增量,與作用在物體上的外力成正比,與其質量成反比,增量的方向與外力方向一致。如果用a 0表示慣性加速度向量,a 表示受力後的加速度向量,f表示外力向量,則:

f=m(a—a 0)

這一關係適用於所有的參照系,只是在不同的參照系裡慣性加速度a 0不同而已。在此,我們把它叫做廣義牛頓第二定律。牛頓第二定律是廣義牛頓第二定律的特例。

廣義牛頓第三定律與牛頓第三定律相一致,適用於任意參照系。牛頓定律,作為廣義牛頓定律的特例,僅適應於特殊參照系即慣性參照系。

3、什麼是慣性參照系

現在的物理教科書中都是這樣定義慣性參照系的:慣性參照系就是牛頓定律成立的參照系。仔細分析不難發現,雖然這種定義中所反映的牛頓定律與慣性系間的關係是正確的,但是,這一定義從邏輯上講是迴圈定義,並不能說明什麼是慣性參照系。

本來,牛頓定律是在慣性參照系中的實驗定律,什麼是慣性參照系?慣性參照系就是牛頓定律成立的參照系,這種迴圈定義非但不能說明慣性系是什麼,反而還會產生這樣的歧義:非慣性系也是慣性系,因為在非慣性系中應用牛頓定律時設想了一個「慣性力」後,有些人把它又視為真實力,則牛頓定律又能成立,在這些人看來,非慣性系又是慣性系。

根據廣義牛頓定律,我們可以這樣來定義:慣性參照系就是慣性加速度為零的參照系。在這樣的參照系中,物體不受外力時的加速度為零,即保持勻速直線運動或靜止狀態,受外力時有下式成立:

f=ma

也就是說,判斷一個參照系是不是慣性系,要依據實驗、觀察或設想,看一個物體在這個參照系裡不受外力時(或設想不受外力時)的加速度是否為零,當a 0=0,則這個參照系是這個物體的慣性參照系;如果a 0不等於零,則這個參照系不是慣性參照系。

4、結論

總之,物理學中應該嚴格區分真實力與非真實力。為此,可用「慣性加速度」取代「慣性力」這一概念,將牛頓定律改進為廣義牛頓定律:

廣義牛頓第一定律表述為:物體總保持原來運動狀態,直至有外力迫使它改變這種狀態為止。這種原來運動狀態的加速度叫「慣性加速度」。

廣義牛頓第二定律表述為:物體相對於慣性加速度的加速度增量與物體所受的外力成正比,與其質量成反比,增量的方向與外力方向一致。用公式表示即:

f=m(a—a 0)

5樓:匿名使用者

這麼理解 問題不大 合外力為0 則加速度為0 依慣性運動 個人意見

6樓:機元修茆儀

滿意回答並不正確。

牛頓第二定律的適用條件是慣性參考系,而牛頓第一定律定義了慣性參考系(慣性參考系指使牛頓第一定律成立的參考系。通俗地講就是靜止或勻速直線運動的參考系)。所以,應用牛頓第二定律時,已經預設牛頓第一定律的正確。

所以,牛頓第一定律不是牛頓第二定律的特例。

7樓:農沙万俟秋巧

我有問過老師這個問題哦!老師說,因為牛頓第一定律的幾個意義啊!

1.說明力不是維持物體運動的原因,而是改變……2、說明一切物體都有慣性

特別是第二點,是第二定律不能說明的。

所以,主要從意義上來理解

8樓:鐸祺辜珍瑞

牛頓第一定律指出,物體「不受外力」作用時的運動狀態,或者是靜止不動;或者是做勻速直線運動

牛頓第二定律:物體的加速度跟物體所受的

「合外力f

」成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。

你要區分,合外力為0不等於不受力!!第二定律針對的是有合外力作用時的狀態,第一定律是針對沒有外力的狀態!!!

證明牛頓第二定律,如何實驗證明牛頓第二定律

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