牛顿力学三定律

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牛顿力学三定律范文第1篇

牛顿第一定律是孤立质点保持静止或做匀速直线运动。第二定律是在外力的作用下，其动量随时间的变化率同该质点所受的外力成正比，并与外力的方向相同。第三定律是相互作用的两个质点之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

牛顿运动定律包括牛顿第一运动定律、牛顿第二运动定律和牛顿第三运动定律三条定律，由艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》一书中总结提出。牛顿运动定律中的各定律互相独立，且内在逻辑符合一致性。其适用范围是经典力学范围，适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，在各领域上应用广泛。

（来源：文章屋网 ）

牛顿力学三定律范文第2篇

开普勒家境贫寒，一生艰辛，凭借勇于创新、执着探索的可贵精神，发现了著名的行星运动三定律。

第一定律（轨道定律）：所有行星分别在大小不同的椭圆轨道上围绕太阳运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。

第二定律（面积定律）：每一行星的矢径（行星中心到太阳中心的连线）在相等的时间内扫过相等的面积。

第三定律（周期定律）：行星绕太阳运动的周期T的二次方与该行星的椭圆半长轴r的三次方成正比。

开普勒发现这些定律，经历了艰苦的探索历程，期间，1600年他成为＂星学之父＂第谷的助手，是一个转折点．第谷有一双明亮的眼睛，为了编制包括一千个天体的星表，二十年如一日持续观测，积累了大量可靠资料，测量误差不超过2ˊ。第谷1601年去世，这笔宝贵的科学财富就留给了开普勒。而他和第谷犹如天文学中一对互补的双星，他从第谷的资料中发现了真理。如果以匀速圆周运动来研究和第谷的观测结果比较，至少相差8ˊ以上，而第谷数据的误差不允许大于2ˊ。顽强的探索使开普勒突破了匀速率运动和圆轨道两个传统观念的束缚，于是误差消除，第一、第二定律随之诞生。想象和直觉第三次引导开普勒，使他感到还有秘密：杂散的数据中应该有统一，不协调中应该有和谐，后来终于发现：如果将地球的周期和轨道半长轴都设为1个单位，则所有行星的T2都等于r 3（（见下表），这就是第三定律。

行星

偏心率e

r3（r地=1）

T2（T地=1）

水星

0.206

0.058

0.058

金星

0.007

0.378

0.378

地球

0.017

1.000

1.000

火星

0.093

3.540

3.537

木星

0.048

141.0

140.7

土星

0.055

878.1

867.7

开普勒的最后一次探索，是猜想行星运动定律只是某一个更普遍定律的表现，并着手从物理原因，即太阳的作用去寻找这个定律。开普勒没有完成这次探索，但方向无疑是正确的。他不愧为天体力学的奠基人。

从运动现象研究力——万有引力定律的建立

牛顿在《自然哲学的数学原理》的前言中说:“我奉献这一作品，作为哲学的数学原理，因为哲学的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力，然后从这些力去说明其他现象。”万有引力定律的建立，体现了牛顿“从运动现象研究力，从力去说明其他现象”这一研究方法的完整过程。他在前人的基础上，以严整的理论体系，建立了关于物体运动的三个定律和万有引力定律。两者，如同互相支撑的两大基石，构成了经典力学和天文学。

当时已知的六大行星，其偏心率e除水星外都不大（见上表），可把行星轨道近似看作圆形，根据面积定律，行星应作匀速率圆周运动。

所以，其向心加速度：                                                          ①

对圆轨道，周期为：                                                            ②

周期定律：                 （K为与太阳有关的常量）                            ③

将②③代入①有：

                   ④

根据牛顿第二定律，即得行星受到的向心力：                                   ⑤

这说明，开普勒第三定律实际上向人们提示这样的结论：一个行星所受到的向心力与其质量成正比，与它到太阳的距离二次方成反比。当然也是建立在牛牛顿经典力学的基础上的。

牛顿认为这种力应该是“万有”的，即普适的、统一的。因此地球对月亮、对地面重物也应遵循上述结论。于是月球绕地球沿圆轨道运行的向心加速度，按④式应是

其中 是地月距离， 是与地球有关的常量。类推地面物体，如果物体以足够大的水平速度射出，它就能不落地面而绕地球作圆周运动， 就是它的向心加速度。设地球半径为 ，则

从这两式消去 ，在将 代入，就得      或   ，                     ⑥

其中 天是月球绕地球运动周期。早在公元前2世纪，古希腊天文学家已测得 ，据此推算，月球的向心加速度应是g值的 ，⑥式中 就是月球的向心加速度。只要测得地球半径，就可以检验⑥式是否正确。现代的数据 ， ， 显然符合⑥式。牛顿获得了地球半径的准确数据之后，肯定了这一结果，证明了万有引力的假设是正确的。

    万有引力定律的表述

   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的乘积成正比，跟它们的距离的二次方成反比。即

式中 是万有引力常数 。

牛顿力学三定律范文第3篇

等效原理是爱因斯坦广义相对论理论的基本出发点，但是还有它的错误。牛顿力学的理论结构需要重新调整，也就是需要重新建立“公理化”体系。我的“惯性力学三定律”就是此新的公理化体系的尝试。 

一、等效原理的对与错

有人说“等效原理”违背了力学的知识，这话不假。问题是对这个认识有两个结果：一是全盘否定等效原理，而原来的力学知识是不可动摇的；二是这正说明了目前力学知识的局限性及不完整性，正是说明力学知识需要变革。（“等效原理”是独立于牛顿三定律与引力定律之外的。）

从我的角度来看，等效原理所包含的客观现象事实方面是不可否定的，是原来力学知识（牛顿力学）所没有涉及到的客观事实。所以，力学知识需要变革。爱因斯坦的伟大功绩就在于看到了此客观事实，且力图变革牛顿力学的知识，从而建立了他的“广义相对论”。爱因斯坦思想的精髓就是他在他的《狭义与广义相对论浅说》一书中说的：“物体的同一性质按照不同的处境或表现为‘惯性’，或表现为‘重量’（字面意义是‘重性’）。”（注：读者看一看！就连翻译此文的译者都回避“重性”这一词，可见原来的力学知识的“惯性”。爱因斯坦在写此话的时候是用加重号的，由此可见这是爱因斯坦思想的精髓。）如果说“苹果自己落地”是由于它的“重性”，这等于白说，而爱因斯坦的伟大功绩的伟大就在于把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到了它们是同一性质。把许多人看来是毫不相关的不同客观现象联系起来，认识到是同一的性质，这也许就是科学研究真正价值的最重要的体现。牛顿的伟大功绩不在于“发现了万有引力”，而是发现了“苹果落地”现象与天体的公转“向心加速度”属于同一性质。我们不能怪牛顿把这同一性质归于“引力”，因为在牛顿时代还没有“演化”的观念，没有“场”的概念。牛顿作为一位严谨及严肃的科学家，仅肯定了在此问题上的自己的两点成就：.肯定了地球上的“重力”与天体“向心力”在性质上具有同一性；.用数学方法表示了这个“引力”。而牛顿本人也一直怀疑“引力超距”性。然而可悲的是，牛顿以后的人们至今，还把“万有引力”当作牛顿的伟大发现。更可悲的是，从牛顿时代至今，许许多多的人把解决引力的“超距作用”变为“直接作用”问题当作毕生的研究方向。“引力”呀！“引”无数英雄竞折腰。如果说牛顿把这个“同一性质”用“引力”一词来表达是出于他的无奈，今天的人们可以原谅他的这种无奈，然而，今天的许多人还要承认这个“无奈”是伟大的发现，且绞尽脑汁去虚构什么“微粒子”（不管是什么名称）来实现“直接作用”，那实在是太可悲了。我想起了中世纪教会里的教士们在争论“一个针尖上能站住几个天使”故事，今天的人们一定觉得这样的“研究课题”实在是没有意义。那我也可以说，“引力为什么会超距作用”的研究课题，对于后来的人们来说，也同样是没有任何意义的问题。既然是“引力”，依照“对立”思维，又依然有人弄出个什么“斥力子”，那实在是更可悲了。当然，我并不掩盖我对他们的敬意，因为他们毕竟是“舍生忘死献身于科学事业”的人们，而不是只为自己活着的人们。? 颐遣坏貌环此嘉颐侨死嗨嘉?娜毕萘恕H欢??么?腥毕莸乃嘉?ヌ剿魉嘉?娜毕荩?鞘翟谑翘?蚜恕N颐俏?裁床蛔?灰幌挛颐堑乃嘉?绞剑?nbsp;

我在给我的东北师范大学物理系同一届毕业的校友说：物体的自由下落是由于物体的“重性”，不是由于“外力”作用的结果，当然不是“地心引力”作用的结果了。此校友又说了：那为什么物体会自己“下落”？我回答道：那为什么不可以认为物体不是由于外力的原因，而由于自己的“重性”可以自己“下落”呢！有人在此会笑话我，如果物体自己下落，那我们还要研究它干吗！是啊！仅仅如此认识还要研究它干吗。我在上面不是说了吗。仅仅把“自由落体”的原因归于“重性”，不是科学。而重要的是，爱因斯坦把“重性”与“惯性”联系了起来，认识到是同一的性质，那才是科学，才是科学的真正的价值。再下一步，就是怎样改变原来力学知识结构的问题了。然而遗憾的是爱因斯坦有了正确的出发点，却没有完成改变原来力学知识结构（也就是力学理论结构的重组问题）任务。那为什么爱因斯坦没有完成呢！当然是由于他的认识上的缺陷所造成的了，从而走了很大的弯路。爱因斯坦说卓别林的幽默能被全世界的人所理解，而卓别林说爱因斯坦的理论在这个世界上只有几个人“理解”。依我看来，爱因斯坦的理论只有几个人“理解”，正说明爱因斯坦本人也没有真正“理解”，那更谈不上那几个人的“理解”了。真理应该是简单明了的。然而遗憾的是，一些人把本来是一本“糊涂帐”的东西，自己不理解（也没法理解）却怪别人不理解，然后，又把它变得“高深莫测”，“高深莫测”了，才认为是真理，这是什么逻辑！爱因斯坦的“处境”（见前面的那句话）语言是非科学化的语言。而爱因斯坦对“等效原理”的“科学化”的描述，则是走向“弯路”的开始。

爱因斯坦的等效原理是一个内涵不明确，外延无限大的经验命题，是一个很不成熟的经验命题，是还没有上升到理性认识（本质认识，实际上，真的达到了本质的认识，此经验命题也就完成了它的历史使命。）的经验命题。许多书分别对等效原理的表述都不相同，就说明了这一点。总的来说，有两方面的感性认识角度的内涵表述，一个是“加速度计读数”的观察者角度的表述；另一个是自我感觉的“失重与有重”角度的表述。而局部的“处境”则是以“升降机”、“实验室”来表述。坐标系（参考系）“处境”角度的表述，则没有了“局部处境性”，为了恢复这局部处境性，就用“邻域”与小“度规”来表述。然而这都不是理性认识层次上的表述。

爱因斯坦的等效原理外延无限大的错误的直接后果就是光速的“等效思维实验”。我在此不得不提出一个反例。爱因斯坦说在“自由空间”中接近光速加速直线运动的一个实验室的壁上有一个小孔，光从这小孔射入此实验室中。于是，此光束在此实验室中是弯曲的。从而就“等效”出了在“引力场”中的光束也是弯曲的。于是，什么黑洞，什么引力透镜都出来了。我也可以进行一下“思维实验”：在此自由空间中接近光速“匀速直线运动”的实验室里的光束，也是偏折的，如果有若干个这样的实验室并排作等差匀速直线运动，在这些实验室里的光束也会是弯曲偏折的。这又怎么解释？本来“等效原理”的本源是“低速”现象范畴。 

二、否定之否定

我从岁就决定我这一生要解决“引力”本质问题，我在年自认为基本上达到了我的目标，并写了约五万字的论文。后来我没有机会发表我的论文，就转入了科技发明活动。在前几年，也就是在我 “天命”之年，我有了发表我观点的机会（见本文后面的 仅仅涉及运动问题，当然就仅仅涉及空间与时间问题了，同时也涉及运动的相对性的问题了，接着，就涉及到参考系的问题了。然而如今的人们在空间与时间的问题上纠缠得太多太久了。空间与时间本是物质存在的“形式”，在“形式”上纠缠而浪费精力实在是犯不上。现在通常的广泛的提法是说爱因斯坦的广义相对论是把“引力归于几何性质”，这正是说反了（也是认识反了），应该是“几何（空间与时间）被赋予了物理性质”（也就是“场”），就像我们物理学中的许多数学公式具有物理涵义一样。要注意的是，我们认识的出发点是客观物理世界，而不是数学公式。总想在数学公式的推导中来发现真理，在认识论上是错误的。有人动辄就什么依某某定律，岂不知我们“赋予”其物理意义的表达在多大的程度上是准确的，而不去深入地考虑。也就是说，我们应该注意的是，我们的数学公式在多大的程度上准确地表达了我们对“物理世界”的认识。比如：我在我的论文里说牛顿引力定律的真正的物理涵义是物体的广义惯性力，而不是“引力”。数学公式是我们表达对“物理”意义的比较好的方式，而不是认识的出发点。我们对“物理世界”认识的变化，对其表达的数学公式也要随之变化。比如：我在我的论文里提出了惯性力学（区别于牛顿力学）三定律，就是对原来力学基本（公理化）数学公式的改变。在我的惯性力学三定律里包含了牛顿第一第二定律，也包含了“等效原理”内涵，也包含了牛顿的“引力定律”。

在此我多说一句，物理学里的数学公式分两种：一种是公理化（约定）公式，如牛顿三定律；另一种是经验公式（在公理化的力学体系里，经验公式仅具有引用的意义，不具有公理逻辑大前提的意义。）如牛顿引力定律。一般的来说经验公式永远是对的（有的人说“好使”），但不是无条件精确的，比如，既然引力定律如此精确，其质量无论怎么小的两个物体之间的距离，如果小于一个距离单位，并且趋近于零，其引力值应该趋近无穷大，那么，我们就应该无法把书翻开了，在现实世界里为什么没有此现象发生？当航天器在太阳系中“自由”运动时，出现了“不自由”的加速或减速的现象时，一般会提出这多余的“力”是哪儿来的问题。比如，先锋十号飞船与十一号飞船有降速效应,就认为有另一种力在起作用。为什么不能认为这个问题反而说明了引力定律的经验性、局限性及近似性，（美国科学家现在已经开始质疑牛顿引力定律了，认为引力定律有局限性了，见本文的

牛顿力学三定律范文第4篇

2、牛顿，英国物理学家， 动力学的奠基人，总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学；

3、开普勒，丹麦天文学家，发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础；

4、卡文迪许，英国物理学家，巧妙的利用扭秤装置，测出了万有引力常量；

5、布朗，英国植物学家，用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了布朗运动；

6、焦耳，英国物理学家，测定了热功当量J=4、2焦/卡，为能的转化守恒定律的建立，提供了坚实的基础，研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律；

7、开尔文，英国科学家，创立了把-273℃作为零度的热力学温标；

8、库仑，法国科学家，利用库仑扭秤研究电荷之间的作用，发现了库仑定律；

牛顿力学三定律范文第5篇

知识目标

1、在开普勒第三定律的基础上，推导得到万有引力定律，使学生对此定律有初步理解；

2、使学生了解并掌握万有引力定律；

3、使学生能认识到万有引力定律的普遍性（它存在宇宙中任何有质量的物体之间，不管它们之间是否还有其它作用力）．

能力目标

1、使学生能应用万有引力定律解决实际问题；

2、使学生能应用万有引力定律和圆周运动知识解决行星绕恒星和卫星绕行星运动的天体问题．

情感目标

1、使学生在学习万有引力定律的过程中感受到万有引力定律的发现是经历了几代科学家的不断努力，甚至付出了生命，最后牛顿总结了前人经验的基础上才发现的．让学生在应用万有引力定律的过程中应多观察、多思考．

教学建议

万有引力定律的内容固然重要，让学生了解发现万有引力定律的过程更重要．建议教师在授课时，应提倡学生自学和查阅资料．教师应准备的资料应更广更全面．通过让学生阅读“万有引力定律的发现过程”，让学生根据牛顿提出的几个结果自己去猜测万有引力与那些量有关．教师在授课时可以让学生自学，也可由教师提出问题让学生讨论，也可由教师展示出开普勒三定律和牛顿的一些故事引导学生讨论．

万有引力定律的教学设计方案

教学目的：

1、了解万有引力定律得出的思路和过程；

2、理解万有引力定律的含义并会推导万有引力定律；

3、掌握万有引力定律，能解决简单的万有引力问题；

教学难点：万有引力定律的应用

教学重点：万有引力定律

教具：

展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人图片．

教学过程

（一）新课教学(20分钟)

1、引言

展示第谷、哥白尼，伽利略、开普勒和牛顿等人照片并讲述物理学史：

十七世纪中叶以前的漫长时间中，许多天文学家和物理学家(如第谷、哥白尼，伽利略和开普勒等人)，通过了长期的观察、研究，已为人类揭示了行星的运动规律．但是，长期以来人们对于支配行星按照一定规律运动的原因是什么．却缺乏了解，更没有人敢于把天体运动与地面上物体的运动联系起来加以研究．

伟大的物理学家牛顿在哥白尼、伽利略和开普勒等人研究成果的基础上，进一步将地面上的动力学规律推广到天体运动中，研究、确立了《万有引力定律》．从而使人们认识了支配行星按一定规律运动的原因，为天体动力学的发展奠定了基础．那么：

(1)牛顿是怎样研究、确立《万有引力定律》的呢？

(2)《万有引力定律》是如何反映物体间相互作用规律的？

以上两个问题就是这节课要研究的重点．

2、通过举例分析，引导学生粗略领会牛顿研究、确立《万有引力定律》的科学推理的思维方法．

苹果在地面上加速下落：(由于受重力的原因)：

月亮绕地球作圆周运动：(由于受地球引力的原因)；

行星绕太阳作圆周运动：(由于受太阳引力的原因)，

(牛顿认为)

牛顿将上述各运动联系起来研究后提出：这些力是属于同种性质的力，应遵循同一规律；并进一步指出这种力应存在于宇宙中任何具有质量的物体之间．

3、引入课题．

板书：第二节、万有引力定律

(1)万有引力：宇宙间任何有质量的物体之间的相互作用．(板书)

(2)万有引力定律：宇宙间的一切物体都是相互吸引的．两个物体间的引力大小，跟他们之间质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．(板书)

式中：为万有引力恒量；为两物体的中心距离．引力是相互的(遵循牛顿第三定律)．

（二）应用（例题及课堂练习）

学生中存在这样的问题：既然宇宙间的一切物体都是相互吸引的，哪为什么物体没有被吸引到一起？（请学生带着这个疑问解题）

例题1、两物体质量都是1kg，两物体相距1m，则两物体间的万有引力是多少？

解：由万有引力定律得：

代入数据得：

通过计算这个力太小，在许多问题的计算中可忽略

例题2.已知地球质量大约是，地球半径为km，地球表面的重力加速度．

求：

（1）地球表面一质量为10kg物体受到的万有引力？

（2）地球表面一质量为10kg物体受到的重力？

（3）比较万有引力和重力？

解：（1）由万有引力定律得：

代入数据得：

（2）

（3）比较结果万有引力比重力大．原因是在地球表面上的物体所受万有引力可分解为重力和自转所需的向心力．

（三）课堂练习：

教师请学生作课本中的练习，教师引导学生审题，并提示使用万有引力定律公式解题时，应注意因单位制不同，值也不同，强调用国际单位制解题．请学生同时到前面，在黑板上分别作1、2、3题．其它学生在座位上逐题解答．此时教师巡回指导学生练习随时注意黑板上演算的情况．

（四）小结：

1、万有引力存在于宇宙中任何物体之间(天体间、地面物体间、微观粒子间)．天体间万有引力很大，为什么？留学生去想（它是支配天体运动的原因）．地面物体间，微观粒子间：万有引力很小，为什么？它不足以影响物体的运动，故常常可忽略不计．

2、应用万有引力定律公式解题，值选，式中所涉其它各量必须取国际单位制．

（五）布置作业(3分钟)：教师可根据学生的情况布置作业．

探究活动

组织学生编写相关小论文，通过对资料的收集，了解万有引力定律的发现过程，了解科学家们对知识的探究精神，下面就是相关的题目．

牛顿力学三定律范文第6篇

关键词：课堂探究；以人为本；培养目标

1.授课背景

2012年9月，我在本校新2010级一班讲授了一堂高三复习课，课题为第三章《牛顿运动定律》的第一节《牛顿第一定律、牛顿第三定律》，该节属力学重点内容，II级要求。授课班级为理科班，学生基础总体相对较好，有一定的课堂探究氛围。

2.课前准备

课件准备；查阅考纲要求和课程标准及四川省物理学科教学要求；撰写教学简案；布置学生复习必修的该节教材，完成教辅资料学案。

3.授课（部分）实录

本节采用自主学习、合作探究、讲练结合进行教学。①自主梳理再现：牛顿第一定律、牛顿第三定律内容及重点提示，约10分钟。②典例探究应用：两大定律的规律方法、习题探究例1、例2、例3，约15分钟。③变式跟踪训练：跟踪训练1、2，约10分钟。④归纳总结：约5分钟。

4.课后问题的由来

本次课就知识本身而言我觉得自己讲授不存在问题，讲课也如行云流水，但课后该班一学生就跟踪训练2的提问使我猛然意识到，我的课堂处理有问题，引起了我强烈的震撼！

【跟踪训练2 】有学者做过一个实验：如图所示，把一个鸡蛋A快速向另一个静止的鸡蛋B撞去（B和A完全一样，用相同部位撞击），最后都是静止的鸡蛋B被撞破，则以下说法无误的是（ACD）

A.B对A的作用力的大小等于A对B的作用力的大小

B.B对A的作用力的大小小于A对B的作用力的大小

C.碰撞瞬间，A蛋内蛋黄和蛋白由于惯性会对A蛋壳产生向前的作用力

D.A蛋碰撞部位除受到B对它的作用力外，还受到A蛋中蛋黄和蛋白对它的作用力，所以碰撞部位所受合力较小

课后有学生追问我：①老师，当真会是B被撞破吗？②老师，两个完全一样的鸡蛋，经受同样的撞击，为什么会有截然不同的结果？结局咋差别这么大？

学生的追问使我猛然意识到，我在课堂上有两个地方的处理有遗憾：①原来我可以在与学生一起探究跟踪训练2时，用两个鸡蛋在课堂上亲自演示，以使学生真正信服，但我没有动手做实验。②结局咋差别这么大，原因是主动与被动（惯性），我可以把这个结论顺势提升到哲理高度进行思想教育：同样一个人，对事情（学习）的处理态度不一样，结果相去甚远——使学生明白培养积极主动心态的重要性！

5.课后反思

（1）新课程的培养目标是什么？《普通高中物理课程标准》明确指出：新课程要进一步提高学生科学素养，满足全体学生的终身发展需求。

（2）课标三个维度中，情感态度与价值观的地位怎么样？评价一个人的标准首先是看其“德”，故情感态度与价值观在三维目标中应该是首要培养目标，新课程下的课堂探究，应该以人为本，德育优先。

（3）亲历探究实验对学生知识技能的生成有多大影响？ “探究”即探索追究，多方寻求答案，解决疑问。只有亲身经历探究实验过程，才会对知识结论有更深入的理解，才会在此基础上形成解决问题的能力。

6.重新设计（部分）

（1）导入：简介牛顿运动定律有关物理学史，伽利略的理想斜面实验，约4分钟。

（2）自主梳理再现：牛顿第一、三定律内容及重点提示，约6分钟。

（3）典例探究应用：两大定律的规律方法应用探究例1、例2、例3，反思讨论，约13分钟。

（4）变式学案跟踪：跟踪训练1、2，约15分钟。对跟踪训练2拓展：①课堂实验探究：用两个鸡蛋做碰撞实验，以验证跟踪训练2的选项结果。②提问：两个完全一样的鸡蛋，一个运动，一个静止，结果运动的完好无损，静止的被撞破了，这个现象说明了什么？（主动与被动关系）③把这个结论引申到哲理人生，有何启发？（积极进取）

（5）归纳总结，作业布置，约2分钟。

牛顿力学三定律范文第7篇

1 认清一个本质

由运动学、牛顿力学知识可以知道，运动中存在因果关系。物体的运动状态，与物体所受的内因和外因有必然的因果联系。即物体在某一时刻的运动状态（位移、速度、加速度等）由物体的内因（初始位移、初始速度、质量）和外因（所受力、受力时间等）决定。其数学表现形式：

天体运动作为一个具体的运动形式，必然遵循上述因果关系。只不过，此时的物体是某些具体的天体，起主导作用的作用力为万有引力而已。因此，在天体运动问题的教与学的过程中，要牢牢把握住这样一个本质特征：天体运动的位移（轨迹）、速度等运动参量由天体的质量、初始位移、初始速度、所受的力及受力时间等共同决定。

认识到这一点，就不难理解天体为何或做圆周运动、或做椭圆运动、或做抛物线运动。人造天体在绕地运行中发生变轨，也是因为人造天体的速度与受力的关系发生了变化。通过改变人造天体的速度大小或方向，就可以提升或降低天体运行的轨道。

2 融合三大定律

从该专题在教材中出现的位置来看，天体运动为开普勒三定律、牛顿三大运动定律及万有引力定律的综合应用。它综合了经典力学中的力、运动、能量等多方面的知识，是对力、运动、能量等知识加深理解的绝好楔入点。

可见，开普勒三定律、牛顿三大运动定律及万有引力定律三者之间是一般规律（牛顿三大运动定律）与具体运动形式（天体运动）之间的关系。由此，可以得到再结合重力、圆周运动等相关概念，就会形成一系列较为复杂的特别具体的天体运动情形，从而就有了相当多的计算公式。如何恰当使用有关公式，分析某个天体运动情形，就成了一个重点和难点。这也是不少学生害怕天体运动这一类问题的根本原因。

在教学中，就是要引导学生在厘清三大定律的基础上，紧扣F向=F万这一核心关系，理解各类天体运动情形的分析过程，掌握相关公式的推演。在此基础上，引导学生甄别天体运动情形，恰当使用有关公式，提升分析解决问题的能力。

3 掌握五类典型问题

为进一步加强教学效果，加深对天体运动专题的理解和认识，这里列举天体运动五个典型问题说明。

3.1 计算天体质量或密度

通过物体在某个天体表面所受的“重力”或围绕某个天体运动的情形，利用万有引力计算该天体质量或密度。这里以计算天体质量为例。

情形一：通过物体在某个天体表面所受的“重力”，利用万有引力计算该天体质量。

物体在天体表面所受到的万有引力近似等于物体的“重力”，不考虑天体自传影响。

其中，G为万有引力常数，g为天体表面的“重力”加速度，R为天体的半径。

需要指出的是，这一近似在其他涉及近天体表面问题中也被广泛使用。

情形二：通过物体围绕某个天体运动，利用万有引力计算该天体质量。

可以先将物体围绕某个天体运动近似地看成圆周运动，此时万有引力充当向心力。

其中，r、v、ω、T分别为物体围绕某个天体运动的半径、线速度、角速度和周期。

3.2 同步卫星

所谓“同步卫星”，通常以地球为例，指人造卫星绕地球的周期和地球的自转周期相同，又称“静止卫星”。可以证明，此时人造卫星的动行轨道只能在赤道上方，且T卫=T自。

3.3 双星运动

两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象，叫双星运动。双星运动问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容，双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动，且周期相等，其向心力由两恒星间的万有引力提供。

设双星的两子星的质量分别为M1和M2，相距L，M1和M2的线速度分别为v1和v2，角速度分别为ω1和ω2（ω1=ω2，T1=T2），由万有引力定律和牛顿第二定律得：两子星间的距离L与两子星做圆周运动的轨道半径r1、r2之间的约束关系：L=r1+r2。

3.4 变轨问题

3.5 能量转化

牛顿力学三定律范文第8篇

关键词：物理定律；教学方法；多种多样

关键词：是对物理规律的一种表达形式。通过大量的观察、实验归纳而成的结论。反映物理现象在一定条件下发生变化过程的必然关系。物理定律的教学应注意：首先要明确、掌握有关物理概念，再通过实验归纳出结论，或在实验的基础上进行逻辑推理（如牛顿第一定律）。有些物理量的定义式与定律的表式相同，就必须加以区别（如电阻的定义式与欧姆定律的表式可具有同一形式R＝U/I），且要弄清相关的物理定律之间的关系，还要明确定律的适用条件和范围。

（1）牛顿第一定律采用边讲、边讨论、边实验的教法，回顾“运动和力”的历史。消除学生对力的作用效果的错误认识；培养学生科学研究的一种方法——理想实验加外推法。教学时应明确：牛顿第一定律所描述的是一种理想化的状态，不能简单地按字面意义用实验直接加以验证。但大量客观事实证实了它的正确性。第一定律确定了力的涵义，引入了惯性的概念，是研究整个力学的出发点，不能把它当作第二定律的特例；惯性质量不是状态量，也不是过程量，更不是一种力。惯性是物体的属性，不因物体的运动状态和运动过程而改变。在应用牛顿第一定律解决实际问题时，应使学生理解和使用常用的措词：“物体因惯性要保持原来的运动状态，所以……”。教师还应该明确，牛顿第一定律相对于惯性系才成立。地球不是精确的惯性系，但当我们在一段较短的时间内研究力学问题时，常常可以把地球看成近似程度相当好的惯性系。

（2）牛顿第二定律在第一定律的基础上，从物体在外力作用下，它的加速度跟外力与本身的质量存在什么关系引入课题。然后用控制变量的实验方法归纳出物体在单个力作用下的牛顿第二定律。再用推理分析法把结论推广为一般的表达：物体的加速度跟所受外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。教学时还应请注意：公式F＝Kma中，比例系数K不是在任何情况下都等于1；a随F改变存在着瞬时关系；牛顿第二定律与第一定律、第三定律的关系，以及与运动学、动量、功和能等知识的联系。教师应明确牛顿定律的适用范围。

（3）万有引力定律教学时应注意：①要充分利用牛顿总结万有引力定律的过程，卡文迪许测定万有引力恒量的实验，海王星、冥王星的发现等物理学史料，对学生进行科学方法的教育。②要强调万有引力跟质点间的距离的平方成反比（平方反比定律），减少学生在解题中漏平方的错误。③明确是万有引力基本的、简单的表式，只适用于计算质点的万有引力。万有引力定律是自然界最普遍的定律之一。但在天文研究上，也发现了它的局限性。

（4）机械能守恒定律这个定律一般不用实验总结出来，因为实验误差太大。实验可作为验证。一般是根据功能原理，在外力和非保守内力都不作功或所作的总功为零的条件下推导出来。高中教材是用实例总结出来再加以推广。若不同形式的机械能之间不发生相互转化，就没有守恒问题。机械能守恒定律表式中各项都是状态量，用它来解决问题时，就可以不涉及状态变化的复杂过程（过程量被消去），使问题大大地简化。要特别注意定律的适用条件（只有系统内部的重力和弹力做功）。这个定律不适用的问题，可以利用动能定理或功能原理解决。（5）动量守恒定律历史上，牛顿第二定律是以F＝dP/dt的形式提出来的。所以有人认为动量守恒定律不能从牛顿运动定律推导出来，主张从实验直接总结。但是实验要用到气垫导轨和闪光照相，就目前中学的实验条件来说，多数难以做到。即使做得到，要在课堂里准确完成实验并总结出规律也非易事。故一般教材还是从牛顿运动定律导出，再安排一节“动量和牛顿运动定律”。这样既符合教学规律，也不违反科学规律。中学阶段有关动量的问题，相互作用的物体的所有动量都在一条直线上，所以可以用代数式替代矢量式。学生在解题时最容易发生符号的错误，应该使他们明确，在同一个式子中必须规定统一的正方向。动量守恒定律反映的是物体相互作用过程的状态变化，表式中各项是过程始、末的动量。用它来解决问题可以不过程物理量，使问题大大地简化。若物体不发生相互作用，就没有守恒问题。在解决实际问题时，如果质点系内部的相互作用力远比它们所受的外力大，就可略去外力的作用而用动量守恒定律来处理。动量守恒定律是自然界最重要、最普遍的规律之一。无论是宏观系统或微观粒子的相互作用，系统中有多少物体在相互作用，相互作用的形式如何，只要系统不受外力的作用（或某一方向上不受外力的作用），动量守恒定律都是适用的。