事业单位公共基础知识：物理学之父——牛顿

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事业单位公共基础知识之科技知识：物理学之父——牛顿

牛顿是人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，被誉为“物理学之父”，他在1688年发表著作《自然哲学的数学原理》，用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律，在人类探索世界的道路上留下了浓彩重抹的一笔。

一、牛顿第一定律(惯性定律)

1.内容

任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时，总是保持静止状态或匀速直线运动状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。

物体所显示出的维持运动状态不变的这性质称为惯性。所以，这定律又称为惯性定律。

2.相关因素

质量是惯性大小的量度。

惯性大小只与质量有关，与速度和接触面的粗糙程度无关。质量越大，克服惯性做功越大;质量越小，克服惯性做功越小。

3.注意

力不是保持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因。

二、牛顿第二定律(加速度定律)

1.内容

物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。

2.公式

F合=ma。(F是合外力，m是质量，a是加速度)

3.注意

(1)牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消失。

(2)力是产生加速度的原因。物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。

(3)F合、m、a对应于同一物体。

(4)牛顿第二定律只适用于低速运动的物体(与光速比速度较低)和宏观物体，不适用于微观原子。

三、牛顿第三定律(作用力和反作用力定律)

1.内容

两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。

2.公式：

F=-F'(F表示作用力，F'表示反作用力，负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反)

3.注意

(1)力的作用是相互的。同时出现，同时消失。

(2)作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。

(3)作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同

(4)作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力。

四、万有引力定律

1.内容

自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟这两个物体的质量乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。

2.公式

(F为两个物体之间的引力;G为万有引力常量;m1、m2表示两个物体的质量;r表示两个物体之间的距离)

3.意义

(1)牛顿利用万有引力定律说明了天体运动规律，解释了月球运动中早已发现的二均差，出差等;另外，他还解释了彗星的运动轨道和地球上的潮汐现象。

(2)根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星。

(3)它第一次揭示了自然界中一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

牛顿的四条定律构成了一个统一的体系，被认为是"人类智慧史上最伟大的一个成就"，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。

【例题】

1. (单选题)下列关于力和运动关系的说法中，正确的是( )

A. 没有外力作用时，物体不会运动，这是牛顿第一定律的体现

B. 物体受力越大，运动得越快，这是符合牛顿第二定律的

C. 物体所受合外力为0，其速度一定为0;物体所受合外力不为0，则其速度也一定不为0

D. 物体所受的合外力最大时，速度却可以为0;物体所受的合外力为0时，速度却可以很大

【答案】D【解析】根据牛顿第一定律知，物体的运动不需要力来维持，力是改变物体运动状态的原因。根据牛顿第二定律a=F合/m，合力越大，加速度越大，但速度不一定大。故本题正确答案为D项。

2. (单选题)关于作用力和反作用力的以下说法，正确的是( )

A. 一个作用力和反作用力的合力为零

B. 地球对重物的作用力比重物对地球的作用力大

C. 两个物体处于平衡状态时，作用力和反作用力的大小才相等

D. 作用力和反作用力同时产生同时消失

【答案】D【解析】作用力与它的反作用力总是作用在两个物体上，大小相等，方向相反。但是不能相互平衡，也不能相互抵消。二者是同种性质的力，同时产生同时消失。故本题正确答案为D项。

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（编辑：zhongpen）