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【高中物理精讲】牛顿第三定律

 当以读书通世事 2023-10-07 发布于甘肃

【学习导引】本期课我们学习牛顿第三定律。
一、国际单位制
1.基本物理量与基本单位
只要选定几个物理量的单位,就能够利用物理量之间的关系推导出其他物量的单位.这些被选定的物理量叫作基本物理量,它们的单位叫作基本单位.
2.导出单位
由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫作导出单位,例如速度、加速度的单位.
3.单位制
基本单位和导出单位一起组成了单位制.
4.国际单位制的诞生
1954年第十届国际计量大会决定采用米()、千克()、秒()、安培()、开尔文()和坎德拉()作为基本单位.1960年第十一届国际计量大会正式将上述六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为“国际单位制”,并规定其符号为“'.1974年的第十四届国际计量大会又将物质的量的单位摩尔()作为国际单位制的基本单位.

二、单位制在物理计算中的应用
(1)根据单位制的基本单位和导出单位,可以利用公式推导出其他物理量的单位,并确定该公式的比例常数.
如在国际单位制中,根据牛顿第二定律定义使质量为的物体产生加速度的力为,即.这时中,所以.
(2)根据物理量的单位发现错误.
在查阅资料或进行计算的过程中,如果发现某公式在单位上有问题,或所求结果的单位与采用的单位制中该量的单位不一致,那么该公式或计算结果肯定是错误的.
(3)在物理计算中,问题中已知量的单位都用同一单位制表示时,计算结果也一定是用同一单位制表示的.因此,用同一单位制进行计算时,可以不必一一写出各个量的单位,只要在数字后面写出正确的单位就可以了.
(4)量纲检查法
一个物理量可由几个基本物理量导出,它与基本物理量间的关系式为量纲式(注:量纲式均由大写字母表示),量纲式也就确定了这个物理量的单位.如速度的定义式为,量纲式为[],加速度的定义式为,量纲式为[].而对力的单位的确定,则是由牛顿第二定律的数学表达式中的比例常数取,力的量纲式为[].对于以后所学的很多物理量,也是用相同的规定来确定其量纲式,由量纲式可以确定一个表达式是否正确。

三、牛顿第三定律
力是物体对物体的作用,只要有力的作用,就一定有施力物体和受力物体.如图所示:图片人用力拉一端栓在墙上的绳子,人是施力物体,绳是受力物体.但我们可看到车和人一起向墙作加速运动,说明在人向绳施力的同时绳对人也有作用力,就是说人是施力物体的同时也是受力物体,绳是受力物体的同时也是施力物体.物体和物体之间的的作用总是相互的.我们把物体之间这一对相互作用的力叫做作用力和反作用力.

牛顿第三定律: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,作用在一条直线上.

牛顿第三定律的几点解释:
①作用力和反作用力大小相等,方向相反,作用在一条直线上,且同时产生,同时消失,即;
②作用力和反作用力分别作用在两个不同的物体上;
③作用力和反作用力是同种性质的力.

【知识点1】力学单位制
【例题1】(多选)用国际单位制验证下列表达式,可能正确的是( ).
.为位移、为加速度、为时间)
.为加速度、为动摩擦因数、为重力加速度)
.为作用力、为质量、为速度、为半径)
.为速度、为半径、为重力加速度)
详解.,的单位为,错误;
.为动摩擦因数,无单位,而的单位都是,故正确;
.,而的单位为,故错误;
.,为速度单位是,正确.
答案:.

【知识点2】牛顿第三定律
【例题2】2016年11月28日地处西北戈壁荒滩的酒泉卫星发射中心,“长征”号火箭发射,将“神州十一号”载人航天飞船发射到太空,并与“天宫二号”进行交会对接.下面关于飞船与火箭起飞的情形,叙述正确的是( ).
.火箭尾部向下喷气,喷出的气体反过来对火箭产生一个反作用力,从而让火箭获得了向上的推力;
.火箭尾部喷出的气体对空气产生一个作用力,空气的反作用力使火箭获得飞行的动力;
.火箭飞出大气层后,由于没有空气,火箭虽然向下喷气,但也无法获得前进的动力;
.飞船进入运行轨道之后,与地球之间仍然存在一对作用力与反作用力.
详解:火箭升空时,其尾部向下喷气,火箭箭体与被喷出的气体是一对相互作用的物体,火箭向下喷气时,喷出的气体同时对火箭产生向上的反作用力,即为火箭上升的推力,此动力并不是由周围的空气对火箭的反作用力提供的,因而与是否飞出大气层,是否在空气中飞行无关, 正确;飞船与地球之间的相互吸引力是一对相互作用力, 正确.
答案.

【例题3】(多选)如图所示,有人做过这样的实验,把生鸡蛋向另一个完全相同的生鸡蛋撞去(用相同部分撞击),结果每次都是被撞击的鸡蛋被撞破,下列说法正确的是( ).图片.的作用力的大小等于的作用力的大小
.的作用力的大小大于的作用力的大小
.碰撞瞬间的蛋黄和蛋白由于惯性会对的蛋壳产生向前的作用力
.碰撞部分除受到的作用力外,还受到的蛋黄和蛋白对它的作用力
详解的作用力和的作用力为作用力与反作用力,一定大小相等,方向相反,正确,错误;
撞击瞬间,蛋内蛋黄和蛋白由于惯性,会产生对蛋壳的作用力,使蛋壳接触处所受的合力比蛋壳的小,因此蛋壳易被撞破,故正确.
答案.

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