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牛顿第三定律的内容和应用
牛顿第三定律不仅揭示两物体相互作用的规律,而且为解决力学问题转换研究对象提供了理论基础,拓宽了牛顿第二定律的适用范围,是牛顿物理学中不可分割的重要组成部分。
1、内容:两个物体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。
2、对牛顿第三定律的深层次理解:
(1)牛顿第三定律中包含了作用力和反作用力的四个特征,三个性质。
四个特征是:①等大;②反向;③共线;④同种性质力。
三个性质是:①相互性,即两者总是相互的,成对出现的。②异体性,即两者作用在彼此相互作用的两个不同物体上,这是与一对平衡力的最主要、最明显的区别。③同时性,即两者同时产生、同时变化、同时消失。
说明:要改变一个物体的运动状态,必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的,有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直线上,大小相等,方向相反。
另需要注意:
(1)作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。
(2)这一对力是作用在不同物体上,不可能抵消。
(3)作用力和反作用力必须是同一性质的力。
(4)与参照系无关。
棒球中运用的物理知识
一,击打棒球整个过程涉及很多知识。假设水平击出,不受阻力。在这里简单地分析一下,击打棒球后到球落地的过程,望多多包涵:
1.水平方向:不受外力作用,水平方向做速度为V1的匀速直线运动,可以测出击打棒球后到球落地的时间T1,击打位置和落地点的水平距离L1.则。未知数:① V1=L1/T1
2.竖直方向:只受重力,牛顿第二定律得:② mg=ma. 所以做加速度为g的匀加速直线运动,运动的等时性,落地时间为T1,测竖直高度记作L2,竖直初速度为零,运动学公式得,竖直速度:③V2= 根号下2gL2(技术有限)
3.落地的合速度:运动的合成与分解,三角形定则(平行四边形),
④V3=根号下(V2的平方+V1的平方) 。以上是平抛运动的分解。
二,能量守恒定律:人的生物能转化为球的动能和其他能量(有些一般忽略)总能量=各部分能量之和
三,动量守恒(不考虑阻力):mv=m(v1+v2+...)
四,作用力与反作用力(牛顿第三定律):棒与球接触瞬间,棒对球的作用力与球对棒的作用力大小一样,方向相反。F1=F2
五,惯性定律(牛顿第一定律):手不用力,棒会继续向前飞。
六,击打棒球后,一般是斜抛。以最高点为始,跟平抛一样计算,最高点两边对称。
七,动量与冲量 MV=Ft(平时很难自己测量计算)
牛顿运动三大定律
牛顿第一运动定律:
孤立质点保持静止或做匀速直线运动;
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。
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。
牛顿第二运动定律:
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。
牛顿第三运动定律:
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。
第一定律说明了力的含义:力是改变物体运动状态的原因;第二定律指出了力的作用效果:力使物体获得加速度;第三定律揭示出力的本质:力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立,且内在逻辑符合自洽一致性。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。
短跑运动员通常在起跑时都使用助跑器,助跑器有什么作用?运用了什么物理原理
助跑器直到加速的作用。
运用了牛顿第三定律。
(当你给助跑器多大的力,助跑器就给你同样大的力。使你加速)
太极拳怎么打 掌握5个物理学原理
太极拳是中华民族的国术、国宝、国粹和国魂,她结合古代引导术和吐纳术,吸收了中国古代朴素辩证法的阴阳学说和中医理论的经络学说,以技击动作为主要内容,以套路运动为基本运动形式。太极拳的动作要领与仿生学、力学原理等紧密相连,尤其是太极拳的劲力,要求在太极拳圆的运动规律引导下,做到由内向外,圆活柔顺,内外合一。下面就太极拳与物理学原理的结合做一下浅析。
一、“力的三要素”在太极拳中的应用
力的三要素就是力的大小、方向和作用点。力的三要素决定力的作用效果。哪一要素发生变化,都会使力的作用结果发生改变。下面就这三要素加以说明:
(1)力的大小
太极拳把这种力叫“劲力”,是太极拳演练中的一种特殊的活力,这种活力就是“掤劲”。掤劲在太极拳演练中无所不在,所以太极拳称为“掤劲拳”,太极拳就是由八门劲(掤劲、扌履 劲、挤劲、按劲、采劲、挒劲、肘劲、靠劲)构成。八门劲主要练的是掤劲,掤劲是一种绵软不断的“弹簧劲”,而这种弹性劲不是人身固有的劲,要练出这种“弹性劲”,必须摧毁自身旧有的僵劲,旧劲不去,新劲不生。
所以拳论说:“运动如百炼钢,何坚不催”。掤劲生于弹性,弹性则生于身肢放长,并在行拳过程中做到“毋使有缺陷处,毋使有凹凸处,毋使有断续处”。而做到这些的前提,是神聚气敛,才能加强掤劲的内在因素,才能做到连绵不断、节节贯穿,从而提高劲力的作用效果。
(2)力的方向
在太极拳中就是运动的方向和方位。历代太极拳大师在盘拳过程中十分注意方向和方位。在盘拳时不可横抹、竖直,要走弧线,这是太极拳特性所决定的,如何将太极拳盘得圆活,走出弧线,并方位正确?太极拳先贤们都十分重视。太极拳讲究“八门五步十三势”。“八门”即北、东、西、南、东北、东南、西北、西南。“五步”为前进、后退、左顾、右盼、中定。十三势是太极拳的方向方位。太极拳大师杨禹廷为使学生将太极拳盘圆活,更好地理解太极拳的方向方位,创编了“八门线”,并被公认为布局周密、照顾全面、合理利用空间最好的拳艺功法。
何谓“八方线”?八方线是将八角平面的八卦太极图以圆线连接起来,画成一个360°的圆形图,练拳人所在的位置便是“八方线”的中心,一只脚不动作为轴心,另一只脚围绕轴心画一圆环,行拳时手脚不离八方线,这样练拳就有章可循。盘拳的过程,是上下左右循弧线行拳修炼的过程,也是将拳走圆的过程。八方线是太极拳的重要拳法,遵循这一拳法,就可以登堂入室走进太极之门。天长日久,拳架规范,方位准确,练拳一日,技精一日。
(3)力的作用点
物理学中力的作用点不同,那么力的作用效果也会不同。太极拳中把这个点叫“着力点”,也叫“劲力点”或“劲点”。这一点不同,力的作用效果也会截然不同。在技击中通过着力点的变化,按到对方的来力方向并且每个开合的落点都表现出“四正”“四隅”的劲别,这个劲力点要极坚刚,但作用时间却很短,如蜻蜓点水,一沾即起,而后又极其柔软,这就是所说的“柔行气,刚落点”。而且这一劲力点是通过缠丝劲发出去的,有了螺旋缠丝力就有了方向,在达到劲点的一刹间具有极强的穿透力,同时这样打出的劲点才有太极拳的味道。
二、“速度和加速度”在太极拳中的应用
速度和加速度是物理学中常用的两个物理量。速度表示物体运动的快慢和运动的方向,而加速度是表示物体速度变化的快慢和变化方向的物理量。这两个物理量在太极拳中表现得十分明显,把握和运用的好坏,也决定盘拳的质量。太极拳刚柔相济、快慢相间都是由这两个量表现出来的。
盘一趟拳架的时间是速度,在单位时间内由慢转快的程度就是加速度。这两个物理量在太极拳中都有一定要求,如转关处要慢,过了转关处就逐渐加快,而运到落点时最快,以后复转慢,如此周而复始,在技击中“动急则急应,动缓则缓随”。创造出有力于自己的条件,都是要求把握好这两个量。在太极中有个术语叫“闪挪”,闪就是变速,再把变化时间考虑进去就是加速度,根据需要通过一个快速小圈折迭,瞬时变速,变向,即增大加速度,使太极拳表现出空、灵、冷、脆的特点,在技击中往往能产生意想不到的效果。
三、“重心”在太极拳中的应用
重心在物理学中是重力的作用点,即物体各部分受到重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。在盘拳中重心的位置决定人体的稳定和平衡程度,在太极拳中讲究虚实及其转换,“实”对于下肢即重心靠近的位置,“虚”则离重心较远的位置,但无论怎样转换,也不能离开人体下肢所确定的支撑面,否则将易倾倒。
在太极拳中要求“中土不离位”,即自己的重心线一定要在自己的支撑面上。重心位置合适,虚实合理,避免双重,可做到不滞、不重,使步伐移动灵活,如做弓步时,两脚要有一定的横向距离,保证合适的支撑面,重心位置应在两腿间距离的中间三分之一的范围,就可使两脚均有着落,称为半轻半重。
当然,在变换虚实时,只有在中正立身的情况下,才可以达到灵活转换的要求。在技击中稳固重心线是防守与进攻的基本条件,利用重心转换,身法的协调,胸腰的折迭、运化,乃至步法的调整,最终达到重心线始终保持垂直方向的位置,并使对方远离我的重心线。“左重则左虚,右重则右杳”,从而保持不败的态势。
四、“冲量”在太极拳中的应用
物理学中的冲量是作用在物体上的力和作用时间的乘积。冲量是描述力对时间的积累效果,是过程量。不难看出,力的积累效果不只与力的大小有关,还与作用时间有关。也就是说,力大效果不一定大,力小效果不一定小。譬如,太极拳高手张志俊大师,在央视《发现之旅》和《走进科学》栏目,用最先进的科学仪器对他发出的力进行科学数据测定,结果发现他的拳比较其他几位体格硕壮的测试者,发出的力最小,但他拳的穿透能力却最强。其原因是他发出的拳作用时间最长,这个时间与力的乘积,也就是说产生的冲量最大。
另外从物理学中的动量定理(动量是质量和速度的乘积,内容是物体所受的合外力的冲量等于物体动量的变化量)可以推断出他的拳接触到物体瞬间速度极大。所以他的拳才具有极强的穿透力。太极拳谚中有“动贵短,意贵远,劲贵长”。劲贵长也含有劲力点的作用时间长,从而增加力的冲量,使其积累更大的效果,产生更强的作用。
五、“牛顿第三定律”在太极拳中的应用
牛顿第三定律是两个物体间的作用力和反作用总是大小相等,方向相反,作用在一条直线上。也就是说物体之间的作用力总是相互的,施力物体对受力物体施加多大的力,反过来受力物体也对施力物体施加多大的力。
太极拳在行拳中通常注重这两个力的关系,太极推手中,要求不丢、不抗、听劲而动、粘走相随,“不偏不倚、忽隐忽现”就是化解对方推逼,保持自身稳定的同时随势破坏对方平衡,懂得“气由内生,劲由外借”的道理,不使对方借上力,使其作用力不易发挥,反作用力也就自然减少或消失。在太极拳技击中要达到制胜的目的,身体各部分的配合,尤其是两手的配合与协调也非常重要,做到“舍已从人、引进落空、借力打力、化打合一”,进而有效地牵制对方,都是离不开牛顿第三定律的原则。
太极拳在很多方面与物理学有关,除上述论述之外还有“惯性、杠杆、弹力、摩擦力、向心力、离心力”等,无处不体现物理学在太极拳中的应用。所以我们要练好太极拳,除勤学苦练外,也必须遵循物理力学原理及其各项规律,方可事半功倍,一举成功。
结语:太极拳不仅仅是一项运动,它还包含了还多物理原理,让我们好好消化一下上面的知识并把它运用到实际的操作中去,这样打拳你就不会觉得枯燥哦~