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牛頓三定律范文1
定律內容:一切物體總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態,直到有外力迫使它改變這種狀態為止。理解時應注意:
(1)牛頓第一定律是建立在伽利略可靠的實驗事實基礎之上,尤其注意伽利略理想實驗這一科學推理的思維方法,正確認識力不是維持物體運動的原因。(2)牛頓第一定律的前面內容所描述的是一種理想化的狀態。即物體不受外力(或受合外力為零)作用的狀態。無法用實驗驗證,其主要原因是外界因素無法徹底排除掉。牛頓第一定律后一句敘述則告知我們利是改變物體運動狀態的原因。(3)牛頓第一定律指出了任何物體在任何情況下都具有一種固有的屬性――慣性,它與物體的運動狀態、所處位置等一切外界因素無關,不能克服和避免。(4)牛頓第一定律指明了“力是物體產生加速度的原因”。從而使力的概念更加完善和充實。同時要注意外力的作用只能改變物體的運動狀態,而不能改變物體的屬性。(5)牛頓第一定律是確定建立慣性參考系的基礎。(6)從形式上看,牛頓第二定律在合外力為零的情況下歸結為第一定律。
但從根本上說這是很大的誤解,沒有第一定律就沒有“慣性參考系”、“力”這些概念,第二定律也無從談起。第一定律是第二定律的基礎,并不是第二定律的特例。
二、關于牛頓第二定律
定律內容:物體的加速度跟物體所受的外力成正比,跟物體的質量成反比,加速度的方向和外力的方向相同,表達方式為F∝ma或a∝F/m。理解時應注意:
(1)首先認識什么叫運動狀態的改變,從根本上說,運動狀態的改變就是速度的改變,當然包括速度大小改變或速度方向的改變,以至速度的大小和方向同時變化。進一步認識力是物體運動狀態改變的原因。(2)認識力和加速度的因果關系。力是外因,加速度是力作用在物體上所產生的效果,有力才有加速度;力發生變化,加速度也發生變化;力消失,加速度亦消失;加速度與力具有瞬時性。(3)明確各物理量單位之間的關系。從實驗中得到F∝1/m;則得到F=kma,當采用國際單位制,并規定使質量為1千克的物體產生1米/秒的加速度的合力為1牛頓k=1,F=ma。(4)力和加速度具有同向、瞬時,正比關系。(5)由F=ma可知,當F不變時,a∝c 1/m說明,質量越大的物體運動狀態不易改變,所以質量是物體慣性大小的量度。(6)F=ma中的F指的是物體受到一切外力的合力。(7)從F=ma推導出的m=F/a,并不是說物體的質量與立成正比、與加速度成反比,對同一物體來說,比值是不變的,她反映了物體的一種屬性(物體所含質量的多少)F/a僅僅是量度質量大小的方法。(8)ma并不代表力。它反映的是質量為m的物體在力的作用下運動狀態的變化情況。
三、關于牛頓第三定律
定律內容:兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在一條直線上。
理解時應注意:
(1)作用力和反作用力總是成對出現同時產生。同時消失。(2)作用力和反作用力是可以任意選擇,沒有主次之分。(3)作用力和反作用力是同一性質的力。即彈力的反作用力一定是彈力,摩擦力的反作用力一定是摩擦力,萬有引力的反作用力一定是萬有引力。(4)作用力和反作用力大小相等、方向相反,分別作用在兩個物體上,產生不同的作用效果,永遠不會抵消,不能求合。(5)物體的相互作用可以通過“場”相互作用或兩個物體直接接觸發生作用。
牛頓三定律范文2
1. 日常生活中
例1 甲、乙兩人發生口角,甲在乙的胸口上打了一拳致使乙受傷,法院判決甲應支付乙醫療費.甲狡辯說:我打了乙一拳,根據牛頓第三定律知,乙對我也有相同大小的作用力,所以乙并沒有吃虧.那么這一事件判決的依據在哪里?( )
A. 甲打乙的力大于乙對甲的作用力,判決甲付給乙醫療費
B. 甲打乙的力大小等于乙對甲的作用力,但拳頭的承受力大于胸口的承受力,所以乙受傷而甲未受傷,甲又主動打乙,故判決甲支付乙的醫療費
C. 甲打乙的力大小等于乙對甲的作用力,甲的拳和乙的胸受傷的程度不同,甲輕而乙重,故判決甲支付乙的醫療費
D. 由于是甲用拳打乙的胸口,所以甲對乙的力遠大于乙胸對甲拳的作用力,故判決甲支付乙的醫療費
解析:此題的創新之處在于由物理原理上升到了法院審理.甲打乙的胸口時,從物理角度看,甲打乙的力與乙對甲的反作用力,是一對作用力與反作用力,大小是相等的,故A、D選項錯誤.但是從生理角度看,因為甲的拳頭與乙的胸口承受外力的限度不同,所以甲的拳頭與乙的胸口的疼痛感受和受傷情形不同;此外,從法理角度看,是甲主動出手傷人的,甲是施暴者,乙是受害人.故B選項正確,C選項錯誤.
點評:本題通過生活中的事例,考查作用力與反作用力的特點及應用的能力.
2. 生產中
例2 在高空工作時,作業人員站在墻邊的高架窄板上,必須面壁站立,而不能背對墻站立否則在彎腰時很容易從架板上摔下來,這里包含的物理知識是( ).
A. 面向外很容易眼暈,導致恐高癥
B. 萬一摔倒可以扶著墻壁
C. 防止彎腰時臀部碰墻,受到墻的反作用力,而向外摔去
D. 下面有保護網,這種要求是不必要的
解析:只有C符合作用力與反作用力關系的物理原理,人在彎腰時,臀迅速后移,很容易對墻產生一個較大作用力,而墻的反作用力會使人向外摔去. 所以C項對.
點評:本題通過高空建筑的作業人員,考查作用力與反作用力的特點及學以致用的能力.
3. 體育活動中
例3 拔河比賽:如圖1,甲、乙兩隊進行拔河比賽,不管誰勝誰負,甲對乙的拉力總等于乙對甲的拉力.
圖1
分析:受力如圖3.若乙隊負,可以以乙隊為研究對象,水平方向上乙受兩個力的作用,甲對乙的拉力T甲乙和地對乙的摩擦力f乙,其中T甲乙>f乙,造成乙隊負.
4. 現代科技中
例4 地處西北戈壁灘的酒泉衛星發射中心,用二號捆綁式大力運載火箭把我國自己設計的載人航天飛船“神舟”六號發送上天.下列關船和火箭上天的情況敘述正確的是( ).
A. 火箭尾部向外噴氣,反過來噴出的氣體對火箭產生一個作用力,從而獲得向上的推力
B. 火箭的推力是由于噴出的氣體對空氣產生一個作用力,空氣的反作用力作用于火箭而產生的
C. 火箭飛出大氣層后,由于沒有了空氣,火箭雖向后噴氣也不會產生推力
D. 飛船進入軌道后,衛星和地球間存在一對作用力和反作用力
解析:火箭升空時,其尾部向下噴氣,火箭箭體與被噴出的氣體是一對相互作用的物體,火箭向下噴氣時,噴出的氣體同時對火箭產生向上的反作用力,即為火箭上升的推動力,此動力并不是由周圍的空氣對火箭的反作用力提供的,因而與是否飛出大氣層、是否存在空氣無關,因而B、C錯誤,A項正確;當火箭運載衛星進入軌道之后,衛星與地球之間依然存在作用力與反作用力,即地球吸引衛星,衛星也吸引地球,故D項正確.
牛頓三定律范文3
1. 下列關于力的說法,正確的是( )
A. 人走路時,只有地對腳的作用力大于腳蹬地的作用力,人才能前進
B. 以卵擊石,石頭無恙而雞蛋碎了,是因為雞蛋對石頭的作用力小于石頭對雞蛋的作用力
C. 甲、乙兩隊拔河,甲隊勝,并不能說甲對繩的拉力大于乙對繩的拉力
D. 運動員從地上跳起,是由于地面給運動員的作用力大于運動員給地面的作用力
2. 關于牛頓第一定律的下列說法, 正確的是( )
A. 牛頓第一定律是實驗定律
B. 牛頓第一定律說明力是改變物體運動狀態的原因
C. 牛頓第一定律是牛頓第二定律在物體的加速度[a=0]條件下的特例
D. 物體的運動不需要力來維持
3. 用力[F]拉一物體使其以加速度[a]在水平面上做勻加速直線運動,力[F]的水平分量為[F1],如圖1. 若以與[F1]大小、方向都相同的力[F]代替力[F]拉此物體,使物體產生的加速度為[a],則( )
A. 當該水平面光滑時,[a
B. 當該水平面光滑時,[a=a]
C. 當該水平面粗糙時,[a
D. 當該水平面粗糙時,[a>a]
4. 甲、乙兩物體先后從同一地點出發,沿一條直線運動,它們的[v-t]圖象如圖2,由圖可知( )
A. 甲比乙早出發,所以乙追不上甲
B. 由于乙在[t=10s]時才開始運動,所以[t=10s]時,甲在乙前面,它們之間的距離為乙追上甲前最大
C. [t=20s]時,它們之間的距離為乙追上甲前最大
D. [t=30s]時,乙追上了甲
5. 如圖3,物體[A]靠在豎直的墻面上,在豎直向上的力[F]的作用下,[A、B]物體均保持靜止,則物體[B]的受力個數為( )
A. 2 B. 3
C. 4 D. 5
6. 有四個運動的物體[A、B、C、D],物體[A、B]運動的[s-t]圖象如圖4甲;物體[C、D]從同一地點沿同一方向運動的[v-t]圖象如圖4乙. 根據圖象做出的以下判斷正確的是( )
A. 物體[A]和[B]均做勻加速直線運動且[A]的加速度比[B]大
B. 在0~3s的時間內,物體[B]運動的位移為10m
C. [t=3s]時,物體[C]追上物體[D]
D. [t=3s]時,物體[C]與物體[D]之間有最大間距22.5m
7. 小明同學為了探究電梯起動和制動時的加速度大小,他將體重計放在電梯中,然后站在體重計上,乘坐電梯從1層直接到10層,之后又從10層直接回到1層. 并用照相機進行了相關記錄,如圖所示. 他根據記錄,進行了以下推斷分析,其中正確的是( )
[50][40][50][50][40][50][40][50][40][ 9][ 10][ 2][ 1][ 1]
A. 根據圖2和圖3可估測出電梯向上起動時的加速度
B. 根據圖1和圖2可估測出電梯向上制動時的加速度
C. 根據圖1和圖5可估測出電梯向下制動時的加速度
D. 根據圖4和圖5可估測出電梯向下起動時的加速度
8. 如圖5,質量為[M]的框架放在水平地面上,一輕彈簧上端固定在框架上,下端固定一個質量為[m]的小球,小球上下振動時,框架始終沒有跳起,當框架對地面壓力為零的瞬間,小球的加速度大小為( )
A. [g] B. [M-Nmg]
C. [0] D. [M+Nmg]
9. 如圖6,水平放置的光滑硬桿[OA、OB]成[θ]角,在兩桿上各套輕環[P、Q],兩環用輕繩相連,現用恒力[F]沿[OB]方向拉環[Q],當兩環穩定時,繩的張力大小是( )
A. [Fsinθ] B. [F/sinθ]
C. [Ftanθ] D. [F/sinθ2]
二、本題共4小題,每小題5分. 共20分. 把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答.
10. 利用滴水法可以粗略測量當地的重力加速度,其方法如圖7:調整水龍頭滴水的快[圖7]慢達到一個穩定度之后,再仔細調節盛水盤子的高度,使得第一滴水落到盛水盤面的瞬間,第二滴水恰好從水龍頭口開始下落. 以某一滴水落到盤子面的瞬間開始計數為1,數到第[n]滴水落到盤子面的瞬時停止計時,記下所用的時間為[t],再測出從水龍頭口到盤子面的豎直高度為[h],那么由此測可算出當地的重力加速度值為 .
11. 某同學在做“測定勻變速直線運動的加速度”實驗時打出的紙帶如圖8,每兩個記數點之間還有四點沒有畫出來,圖中上部數字為相鄰兩個記數點間的距離,打點計時器的電源頻率為50Hz.(答案保留三位有效數字).
(1)圖8中記數點“4”對應的紙帶速度[v4=] m/s.
(2)紙帶的加速度為[a=] m/s2.
12. 小華用如圖9的裝置做“探究加速度與力的關系”的實驗:小車擱置在水平放置的長木板上,紙帶連接車尾并穿過打點計時器,用來測定小車的加速度[a],小桶通過細線對小車施加拉力[F]. 在保持小車質量不變的情況下,改變對小車拉力[F]的大小,測得小車所受拉力[F]和加速度[a]的數據如下表:
(2)由圖象可知,小車與長木板之間的最大靜摩擦力大小為 N. (結果保留2位有效數字)
(3)若要使作出的[a-F]圖線過坐標原點,需要調整實驗裝置,可采取以下措施中的( )
A. 增加小車的質量
B. 減小小車的質量
C. 適當墊高長木板的右端
D. 適當增加小桶內砝碼質量
13. 如圖10,是某同學在做“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中得到的一條紙帶,紙帶上標注了幾個計數點[O、A、B、C、D、E、F],并且相鄰兩個計數點之間還有4個點沒有畫出,紙帶旁還給出了最小刻度為1mm的刻度尺,已知打點計時器所用交流電頻率為50Hz,即打點周期為0.02s.
(1)請根據圖中信息,寫出計數點[A]對應刻度尺上的讀數 cm;
(2)由紙帶可以計算出小車的加速度是 m/s2 (結果保留三位有效數字);
(3)該同學在研究小車的加速度[a]和小車質量[M]的關系時,始終滿足[M?m]([m]為砂桶及砂的質量),且所有操作均正確,結果得到的圖象應該是下圖中的( )
(4)該同學在實驗完成后得到了如圖11的圖象,請分析是什么原因:
三、本題共小題,滿分44分. 解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟. 只寫出最后答案的不能得分. 有數值計算的題,答案中必須明確寫出數值和單位.
14. (8分)[A、B]兩輛汽車在筆直的公路上同向行駛,當[B]車在[A]車前84m處時,[B]車速度為4m/s,且正以2m/s2的加速度做勻加速運動,經過一段時間后,[B]車加速度突然變為零,[A]車一直以20m/s的速度做勻速運動,經過12s后兩車相遇,問[B]車加速行駛的時間是多少?
15. (8分)在水平雪地上,質量為[M=35kg]的小紅,坐在質量為[m=5kg]的雪橇上,小莉用與水平方向成370斜向上的拉力拉雪橇,拉力大小為[F=100N],雪橇與地面間的動摩擦因數為[μ=0.2],(sin37°=0.6,cos37°=0.8,[g]=10m/s2)求:
(1)雪橇對地面的壓力大??;
(2)雪橇運動的加速度大?。?/p>
(3)從靜止開始前進150m所需要的時間.
16. (8分)如圖12,小球被輕質細繩系住斜吊著放在靜止光滑斜面上,設小球質量[m=3kg],斜面傾角[θ=30°],懸線與豎直方向夾角[α=30°],光滑斜面[M=50kg]置于動摩擦因數[μ=0.8]的粗糙水平面上始終不動,求:([g]=10m/s2)
(1)懸線對小球拉力的大?。?/p>
(2)小球對斜面的壓力多大;
(3)地面對斜面的摩擦力的大小和方向.
17. (10分)如圖13,在傾角[θ=37°]的足夠長的固定斜面底端有一質量[m=]1.0kg的物體. 物體與斜面間動摩擦因數[μ=0.25],現用輕細繩將物體由靜止沿斜面向上拉動. 拉力[F=]10N,方向平行斜面向上. 經時間[t=]4s繩子突然斷了,已知sin37°=0.60, cos37°=0.80,[g]=10m/s2,求:
(1)繩斷時物體的速度大?。?/p>
(2)從繩子斷了開始到物體再返回到斜面底端的運動時間.
18. (10分)如圖14甲,水平傳送帶順時針方向勻速運動. 從傳送帶左端[P]先后由靜止輕輕放上三個物體[A、B、C],物體[A]經[tA=9.5s]到達傳送帶另一端[Q],物體[B]經[tB=10s]到達傳送帶另一端[Q],若以釋放物體時刻作為[t]=0時刻,分別作出三物體從傳送帶左端[P]運動到右端[Q]的速度圖象如圖14乙、丙、丁,求:
牛頓三定律范文4
牛頓第一定律是孤立質點保持靜止或做勻速直線運動。第二定律是在外力的作用下,其動量隨時間的變化率同該質點所受的外力成正比,并與外力的方向相同。第三定律是相互作用的兩個質點之間的作用力和反作用力總是大小相等,方向相反,作用在同一條直線上。
牛頓運動定律包括牛頓第一運動定律、牛頓第二運動定律和牛頓第三運動定律三條定律,由艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學的數學原理》一書中總結提出。牛頓運動定律中的各定律互相獨立,且內在邏輯符合一致性。其適用范圍是經典力學范圍,適用條件是質點、慣性參考系以及宏觀、低速運動問題。牛頓運動定律闡釋了牛頓力學的完整體系,闡述了經典力學中基本的運動規律,在各領域上應用廣泛。
(來源:文章屋網 )
牛頓三定律范文5
開普勒家境貧寒,一生艱辛,憑借勇于創新、執著探索的可貴精神,發現了著名的行星運動三定律。
第一定律(軌道定律):所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動,太陽位于橢圓的一個焦點上。
第二定律(面積定律):每一行星的矢徑(行星中心到太陽中心的連線)在相等的時間內掃過相等的面積。
第三定律(周期定律):行星繞太陽運動的周期T的二次方與該行星的橢圓半長軸r的三次方成正比。
開普勒發現這些定律,經歷了艱苦的探索歷程,期間,1600年他成為"星學之父"第谷的助手,是一個轉折點.第谷有一雙明亮的眼睛,為了編制包括一千個天體的星表,二十年如一日持續觀測,積累了大量可靠資料,測量誤差不超過2ˊ。第谷1601年去世,這筆寶貴的科學財富就留給了開普勒。而他和第谷猶如天文學中一對互補的雙星,他從第谷的資料中發現了真理。如果以勻速圓周運動來研究和第谷的觀測結果比較,至少相差8ˊ以上,而第谷數據的誤差不允許大于2ˊ。頑強的探索使開普勒突破了勻速率運動和圓軌道兩個傳統觀念的束縛,于是誤差消除,第一、第二定律隨之誕生。想象和直覺第三次引導開普勒,使他感到還有秘密:雜散的數據中應該有統一,不協調中應該有和諧,后來終于發現:如果將地球的周期和軌道半長軸都設為1個單位,則所有行星的T2都等于r 3((見下表),這就是第三定律。
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
開普勒的最后一次探索,是猜想行星運動定律只是某一個更普遍定律的表現,并著手從物理原因,即太陽的作用去尋找這個定律。開普勒沒有完成這次探索,但方向無疑是正確的。他不愧為天體力學的奠基人。
從運動現象研究力——萬有引力定律的建立
牛頓在《自然哲學的數學原理》的前言中說:“我奉獻這一作品,作為哲學的數學原理,因為哲學的全部責任似乎在于——從運動的現象去研究自然界中的力,然后從這些力去說明其他現象?!比f有引力定律的建立,體現了牛頓“從運動現象研究力,從力去說明其他現象”這一研究方法的完整過程。他在前人的基礎上,以嚴整的理論體系,建立了關于物體運動的三個定律和萬有引力定律。兩者,如同互相支撐的兩大基石,構成了經典力學和天文學。
當時已知的六大行星,其偏心率e除水星外都不大(見上表),可把行星軌道近似看作圓形,根據面積定律,行星應作勻速率圓周運動。
所以,其向心加速度: ①
對圓軌道,周期為: ②
周期定律: (K為與太陽有關的常量) ③
將②③代入①有:
④
根據牛頓第二定律,即得行星受到的向心力: ⑤
這說明,開普勒第三定律實際上向人們提示這樣的結論:一個行星所受到的向心力與其質量成正比,與它到太陽的距離二次方成反比。當然也是建立在牛牛頓經典力學的基礎上的。
牛頓認為這種力應該是“萬有”的,即普適的、統一的。因此地球對月亮、對地面重物也應遵循上述結論。于是月球繞地球沿圓軌道運行的向心加速度,按④式應是
其中 是地月距離, 是與地球有關的常量。類推地面物體,如果物體以足夠大的水平速度射出,它就能不落地面而繞地球作圓周運動, 就是它的向心加速度。設地球半徑為 ,則
從這兩式消去 ,在將 代入,就得 或 , ⑥
其中 天是月球繞地球運動周期。早在公元前2世紀,古希臘天文學家已測得 ,據此推算,月球的向心加速度應是g值的 ,⑥式中 就是月球的向心加速度。只要測得地球半徑,就可以檢驗⑥式是否正確?,F代的數據 , , 顯然符合⑥式。牛頓獲得了地球半徑的準確數據之后,肯定了這一結果,證明了萬有引力的假設是正確的。
萬有引力定律的表述
自然界中任何兩個物體都是相互吸引的,引力的大小跟這兩個物體的質量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比。即
式中 是萬有引力常數 。
牛頓三定律范文6
關鍵詞:庫侖定律 物理定律 教學
摘 要:物理定律是物理理論賴以建立的基礎。通過庫侖定律的教學,要引導并幫助學生了解物理定律的討論、建立和發展,理解物理定律在揭示事物的本質、規律和內在規律中所發揮的重要作用,從而提高教學的思想性。
關鍵詞:庫侖定律 物理定律 教學
物理定律是在觀察和實驗基礎上發現的實驗規律。各種物理定律從各自不同的角度和側面揭示了事物的本質、規律和內在聯系。物理定律是物理理論賴以建立的基礎,也是檢驗各種物理理論是非真理的標準。因此,物理定律的建立是有關研究領域獲得重要進展的標志。在物理教學中,物理定律的闡述理說當然得占有重要的地位。
當然,在教學中,不可能也沒有必要凡遇到物理定律都作系統全面的考察,但結合各定律的特點,有選擇地作一些引申和發揮,注意把具體內容的講授與科學思維能力的培養結合起來,是有益的,這也應該成為物理教學改革的一個重要方面。
下面以熟知的庫侖定律為例進行討論。
1785年庫侖設計制作了一臺精巧的扭秤,它能測量10-8牛頓的弱力。通過扭秤實驗,庫侖得出:“兩個帶同種電荷的小球之間的相互排斥力和它們之間距離的平方成反比。”庫侖測出電引力單擺的振動周期與擺錘(點電荷)到電引力中心(另一異號點電荷)的距離成反比,從而證明兩異號點電荷之間的電引力也與距離的平方成反比,又一次顯示了類比的威力。
庫侖定律包括三個內容,即F∝r-2,F∝Q1Q2,F的方向沿兩點電荷的連線。除F∝r-2已被上述實驗證實外,另兩者來自何處呢?由于庫侖力是電場力,與物體帶電狀況有關,在其表達式中需要引入定量描述物體帶電狀況的物理量——電量。應該指出,F∝Q1Q2正是電量的定義,而并非實驗結果,因為在尚未定義電量之前,是無法用實驗來證明電場力與電量乘積成正比的。同樣,在萬有引力定律的表達式中也包含了引力質量的定義,諸如此類,俯拾皆是。借此,比較電量之類的異同,指出電場力與引力都與距離的平方成反比,電量和質量都遵循各自的守恒律,但電量有正負(這使得電場力有吸引、排斥之區別,且可以屏蔽),電量無相對論效應,電量具有量子性等等,以開闊視野,使學生對電量這個物理量具有較為廣泛的了解,是適宜的。
至于電場力的方向沿兩點電荷的連線,雖則包括庫侖定律在內的一些現象表明大抵如此,但并非嚴格證明。實際上這是空間各向同性的結果。由于電場力沿連線與點電荷Q在任一點P的場強沿徑向等價,將QP繞自身作任意旋轉,若P點的場強不沿徑向,則其方向將因旋轉改變,與空間各項同性矛盾。這一事例可以幫助學生理解物理學的規律是分層次、有聯系的,具體規律要受最高層次普遍規律的制約。
庫侖定律的成立條件是真空和靜止。真空條件是為了排除其他電荷的影響,使兩點電荷只受到對方的作用,別無其他。當真空條件被破壞,即除了兩點電荷外,還存在其他因感應或極化產生的電荷時,該兩點電荷之間的作用仍遵循庫侖定律,這正是力的獨立作用原理亦即場強疊加原理。所以真空條件并非必要,但為了使問題單純,便于初學者理解,加上亦無不可。靜止條件是指兩點電荷相對靜止,且相對于觀察者靜止。靜止條件可推廣為靜止源電荷對運動電荷的作用,但不能推廣為運動源電荷對靜止或運動電荷的作用(因為有推遲效應)。換言之,兩靜止電荷的相互作用遵循牛頓第三定律,而運動電荷的相互作用則違背牛頓第三定律。如何理解這一結果呢?眾所周知,牛頓第三定律的實質是動量守恒,若兩物體構成了封閉系統,則其一動量的減少應等于另一動量的增加,反之亦然,于是其間的相互作用力必定相等反向,接觸物體之間的摩擦力、張力、支持力與壓力等就是如此。由于兩電荷之間的電力是以電場為媒介傳遞的,在兩電荷運動的條件下,作為媒介物的電場是第三者,其動量在變化,因而兩運動電荷的相互作用必定不遵循牛頓第三定律;在兩電荷都靜止時,電場的動量恒定不變,其間的相互作用才遵循牛頓第三定律。所以關于庫侖定律靜止條件的討論,為正確理解牛頓第三定律,為證實電場的存在,提供了機會。另外,所謂靜止都是相對某一慣性系而言的,于是,不難設想,在該慣性系中單純的靜電作用,在另一慣性系中則成了復雜的電磁作用。這似乎很離奇,其實恰恰足以說明電磁現象的統一性。
庫侖定律的適用范圍是指電力平方反比率適用的空間尺度。庫侖以及卡文迪許——麥克斯韋等的實驗確保了它在距離r為幾厘米到幾十厘米的尺度范圍內適用;盧瑟福的α離子散射實驗表明,在小到10-13厘米的尺度仍適用;地球物理的實驗表明,在大到109厘米的尺度仍適用。但有跡象表明,在10-14厘米的尺度范圍,電力似乎比預期的要弱??傊?,從小到原子、大到地球甚至太陽的空間尺度,電力平方反比率可以放心使用,在原子核的空間尺度則需謹慎。