牛顿三大定律的基础

牛顿力学有三大定律。这些所谓的规律，就是科学家通过各种实验从实验现象中总结出来的规律。其正确性是通过实验保证的。规律不能通过数学公式“推导”或“证明”，被证明的东西称为定理。与数学相比，数学可以从几个预设的公理出发，通过逻辑推理和演绎来证明各种定理。在一个体系内，只要逻辑自洽、不自相矛盾，各种体系就可以和谐共存。物理学必须对现实世界负责，基础不能随意选择。它必须符合实验和我们在自然界中观察的结果。

第一个提出将实验与数学结合起来，将自然科学从亚里士多德的“自然哲学”中带出来的人是伽利略。他提出了三个重要的思想实验（用实验+推理的方法在头脑中进行的实验）。这三个实验为牛顿建立惯性定律奠定了基础。

第一个是两个不同重量的铁球落下，看谁先落地。他是这样想的：如果重的比轻的下落得快，如果把两个铁球绑在一起，轻的球就会减慢重的球的下落速度，合起来的速度就会比重的球慢；但两个铁球绑在一起的总重量会更大。大的应该落得最快，这是矛盾的，说明重的应该和轻的落得一样快（事实上，他后来做了一个在斜面上滚动的球的实验，通过观察物体沿着斜面滚下，他推断出物体坠落时的情况，并证明无论严重程度如何，物体坠落的速度越来越快，坠落的速度是相同的）。

二是斜率实验。制作一个极其光滑的V 形斜坡，并沿着斜坡的左侧释放一个极其光滑的球。球会滚到右侧，几乎与左侧相同的高度；减小坡度，右侧与地面的角度再次释放。球滚得更远了一点，但它仍然会滚到右侧相同的高度。继续减小斜坡右侧与地面的角度。如果右侧完全水平，那么球只能一直向下滚动，因为它永远不会到达右侧相同的高度，这意味着我们所说的力并不是维持物体运动的力。

第三个就是说你在一个大船舱里，船舱里还有其他的飞虫、动物、鱼。你可以在船上跳跃和扔东西，但你看不到外面。如果船保持静止或匀速直线移动而没有任何晃动，你将无法判断自己是在移动还是静止。

正是在伽利略研究的基础上，牛顿最终提出了牛顿第一定律，即惯性定律。如果物体不受力作用，它将保持静止或匀速直线运动。

牛顿第二定律的出现

牛顿第一定律通过各种实验和现象证明力是改变物体运动状态的原因。那么如果我给你一个力，你的运动状态（速度）会改变多少？这种定量计算需要通过牛顿第二定律来进行。

由于力可以改变物体的速度，因此我们需要一个物理量来描述速度的变化。汽车能够向前行驶是由于发动机提供的牵引力，从而改变了汽车的速度。这是比速度的变化量吗？显然不是。当人从静止跑到10m/s时，慢跑和快跑必须用不同的力量。火车慢慢地提高速度，最终可以超过汽车，但是速度变化的时间不同，所以我们需要限制相同的时间，并比较相同时间内速度的变化量，即我们启动时的加速度学校。还是看跑步，我们可以意识到，力（合外力）越大，速度变化越快，加速度也越大。

还有其他因素影响加速度吗？如果人们用同样的力拉不同的物体，一侧拉自行车，另一侧拉汽车，显然越轻的自行车更容易拉。也就是说，物体的加速度不仅与力的大小有关，还与物体的质量有关。质量越大，加速度越小，这也与第一定律相呼应。物体的质量越大，惯性越大，改变速度就越困难。

这时，牛顿第二定律就发挥作用了。物体的加速度与净外力成正比，与质量成反比。写为F=ma。

再看一下牛顿第三定律。力量的作用总是相互的。如果你对桌子施加压力，你也会感受到桌子给你的支撑。

有了牛顿运动三定律，它们就构成了牛顿力学的基础，然后我们就可以分析万物的运动。

物体为什么会移动？其背后隐藏着怎样的模式？许多人试图解释它，但没有一个令人满意。牛顿三定律给出了一套完整的解释：如果一个物体不受外力作用（总外力为零），那么它将保持原来的运动状态，要么静止，要么匀速直线运动。速度。如果净外力不为零，则其速度将发生变化并获得加速度。想知道具体的加速度是多少吗？可以用F=ma来计算。

为什么举起的物体会掉落？因为重力。如何到达那里？下落得越来越快，因为重力提供了加速度。为什么轻的物体和重的物体下落速度相同？因为重力与质量之比相同，所以加速度也相同。

类似的例子还有很多，但我们会发现，物体复杂多变的运动形式可以通过力的分析来研究，这意味着运动和力是紧密联系在一起的。此时，运动学的重点已从运动分析转向力分析。想要学好牛第二定律，就必须把前面的受力分析研究透。

换个角度看题型变化

很多学生觉得习题很难，但从出题者的角度来看，高中的出题确实没有太大变化。

牛第二定律F=ma，一侧是力，另一侧是运动。所有问题都基于改变运动形式的力。

我们需要学习哪些力量？本质上，力只有两种：重力和电磁力。电磁力的表现形式还包括弹力、支撑力、压力、摩擦力、电场力、磁场力等。重力只能用重力的形式来表示。

锻炼的形式有哪些？静止、匀速直线运动、匀变速直线运动、平抛运动（实际上是匀速直线运动和匀变速直线运动的叠加）、圆周运动，仅此而已（变加速运动不学就不考了） 。

最简单的测试方法是给你一个力，然后要求你找出它给物体带来的加速度。这可以通过制定它来完成。如何？力的类型可以改变。重力完成后，弹力就会被取代。弹力将完成，然后由摩擦力代替。摩擦力完成后，其他力就会被替代。运动就用匀速直线运动、匀变速直线运动、圆周运动、平抛运动即可。

但高考却没有那么简单。这是一项选择性考试，必须提高难度。力的类型无法添加，运动的形式也无法添加（不允许变速运动），那怎么办？

第一种是将力叠加，使物体多受几个力的作用，也就是我们常说的“带电粒子在电场和磁场中的运动”，或者用弹簧拉动物体在弹簧上运动。粗糙的表面。重力、弹性、摩擦力都会用到。

第二种方法是动作叠加，不是同时进行，而是分阶段“累积”，即先匀加速，再匀速，再循环，再平抛。只要在这四个动作上多加几个阶段，难度就上来了，也能惊呆一些学生。

第三种方法是物体叠加，即多个物体受力一起运动，这也会让一些学生目瞪口呆。统计很多物体，包括两个物体之间的接触（滑板、传送带）、两个物体之间的碰撞（子弹木块）、两个物体之间的连接（绳子连接、杆子连接、弹簧连接）。相信大家都还记得解决办法。在方法隔离方法之间来回切换。