牛顿力学三定律发现过程的逻辑分析
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牛顿第一定律1.历史上对力和运动关系的认识过程:①亚里士多德的观点:力是维持物体运动的原因。
②伽利略的想实验:否定了亚里士多德的观点,他指出:如果没有摩擦,一旦物体具有某一速度,物体将保持这个速度继续运动下去。
③笛卡儿的结论:如果没有加速或减速的原因,运动物体将保持原来的速度一直运动下去。
④牛顿的总结:牛顿第一定律2.伽利略的“理想斜面实验”程序内容:①(事实) 两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球将滚上另一个斜面②(推论) 如果没有摩擦,小球将上升到释放的高度。
③(推论) 减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。
④(推论) 继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平,小球沿水平面做持续的匀速直线运动。
⑤(推断) 物体在水平面上做匀速运动时并不需要外力来维持。
此实验揭示了力与运动的关系:①力不是..维持物体运动的原因,而是..改变物体运动状态的原因,物体的运动并不需要力来维持。
②同时说出了一切物体都有一种属性(运动状态保持不变....的属性)只有受力时运动状态才改变。
这种运动状态保持不变....的属性就称作惯性。
即:一切物体具都有保持..原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,这就是惯性。
3.对惯性的理解要点:①惯性是物体的固有属性,即:保持原来运动状态不变的属性,不能克服,只能利用。
与物体的受力情况及运动状态无关。
任何物体,无论处于什么状态,不论任何时候,任何情况下都具有惯性。
②惯性不是力,惯性是物体的一属性(即保持原来运动不变的属性)。
不能说“受到惯性”和“惯性作用”。
力是物体对物体的作用,惯性和力是两个绝然不同的概念。
③物体的运动状态并不需要力来维持,因此惯性不是维持运动状态的力.④惯性的大小:体现在运动状态改变的难易程度,(即是保持原来运动状态的体领强弱),,其大小由质量来决定。
质量是惯性大小的唯一量度。
质量大,运动状态较难改变,即惯性大。
⑤惯性与惯性定律的区别:惯性:是.保持原来运动状态不变的属性..惯性定律:(牛顿第一定律)反映..物体在一定条件下(即不受外力或合外力为零)的运动规律....牛顿在《自然哲学的数学原理》中提出了三条运动定律(称为牛顿三大定律)奠定了力学基础4.牛顿第一定律内容:一切物体总保持匀速直线运动或静止状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。
牛顿第三定律错在哪里?摘要:牛顿第三定律主要有两个错误,一是没有认识到“作用力”与“反作用力”的本质区别,把“反作用力”和“反向作用力”这两个概念混为一谈,错误地定义了“反作用力”这个概念;二是以偏概全,把部分的F反=-F推广为普遍规律。
由于牛顿第三定律的错误影响,会束缚大家的创造性思维,从而妨碍运动机械的创新设计,所以我们必需纠正。
关键词:作用力、反作用力、反向作用力、F反=F阻≤-F自从2000年7月我在湖南的《发明与革新》杂志上发表《鱼尾巴挑战牛顿第三定律》一文后,引起了物理学界对牛顿第三定律的关注,有些朋友认为我们的观点正确应该肯定,但是还有大部分人不接受我们的观点,认为牛顿第三定律绝对正确不可更改。
后来,我们又发表过《“牛顿第三定律”的再商讨》和《“作用力”与“反作用力”的本质区别》等文章进一步阐述我们的观点,特别是《“作用力”与“反作用力”的本质区别》得到大家的广泛认可,被许多物理教学网站广泛转载。
为了促进大家早日理解和认同我们的学术观点,这次提出了更加充分的证据,打算从以下三个方面来阐述牛顿第三定律究竟错在哪里。
我们以牛顿之矛F=ma,来攻牛顿之盾F反=-F,请大家看看哪个是正确的呢?一、作用力与反作用力的本质区别大家经常在使用“反作用力”这个概念,但是,对于究竟应该把什么样的力叫做“反作用力”却不甚了解。
我们查阅了许多物理教材和词典,都没找到关于“反作用力”的确切定义,而只是依照牛顿第三定律来进行描述:“两个物体之间的作用力和反作用力总是同时存在,大小相等,方向相反,我们把其中的任意一个力叫做作用力,那么另一个力就叫做反作用力”。
我们先放下前头的几句不说,只说后面一句就存在严重问题,怎么能够任意把哪个力叫做作用力或者反作用力呢?在现实生活中,有些东西的确是可以不分彼此的,但是,还有许多东西是必须按照一定的规则来准确划分的。
譬如两弟兄就只能把年龄大的叫哥哥,年龄小的叫弟弟嘛;又譬如原告与被告就不能任意颠倒嘛;尤其是不能把“你打我”颠倒过来说成是“我打你”对吧。
牛顿反作用力的第三定律在物理学中,牛顿三大运动定律是描述物体运动规律的基本理论之一。
其中,第三定律,即牛顿反作用力的第三定律,是我们在日常生活中经常会遇到的一种力的现象。
本文将探讨该定律的意义、原理及相关应用。
第三定律的表述牛顿的第三定律可以简明地表述为:“任何一个对象的作用力都会引起另一个对象对其的反作用力,且这两个力的大小相等、方向相反。
”具体而言,当两个物体相互作用时,一个物体对另一个物体施加力,而另一个物体同时也对第一个物体施加同样大小、方向相反的力。
这种力的对抗关系,便是牛顿第三定律的核心内容。
物体间的力对考虑一个简单的例子:一个人站在地上。
当这个人用力向下踩地时,地面同样会对这个人施加一个向上的反作用力。
这种对抗关系使得人可以保持站立,保持物体间的平衡。
再举一个例子:当我们划船时,我们用桨在水中推动船只。
这时,桨对水产生的力会让船向前移动,同时水也会对桨产生与之大小相等、方向相反的推力,从而推动船只。
应用与实践牛顿第三定律的应用十分广泛。
例如,在火箭发射过程中,火箭引擎向下喷出高速气流时,火箭本身也会受到一定的向上推力,从而实现火箭的升空。
又如,弹射器发射子弹时,反作用力会使弹射器向后移动。
在工程力学中,牛顿第三定律也被广泛应用。
例如,在机械工程中,我们设计机械系统时需要考虑各个部件之间的作用力及反作用力,以保证系统的平衡和正常运行。
总结通过对牛顿反作用力的第三定律的探讨,我们可以看到这一定律在自然界和工程领域的广泛应用。
作为描述物体运动规律的基础之一,了解和理解这一定律的意义对于深入探究物体运动和相互作用有着重要的意义。
牛顿的第三定律,不仅帮助我们理解自然现象,也为我们设计和改进技术装置提供了指导和依据。
牛顿运动定律的解题技巧常用的方法:一、整体法★★:整体法是把两个或两个以上物体组成的系统作为一个整体来研究的分析方法;当只涉及研究系统而不涉及系统内部某些物体的受力和运动时,一般可采用整体法.二、隔离法★★:隔离法是将所确定的研究对象从周围物体(连接体)系统中隔离出来进行分析的方法,其目的是便于进一步对该物体进行受力分析,得出与之关联的力.为了研究系统(连接体)内某个物体的受力和运动情况时,通常可采用隔离法.一般情况下,整体法和隔离法是结合在一起使用的.注:整体与隔离具有共同的加速度,根据牛二定律,分别建立关系式,再联合求解。
三、等效法:在一些物理问题中,一个过程的发展,一个状态的确定,往往是由多个因素决定的,若某量的作用与另一些量的作用相同,则它们可以互相替换,经过替换使原来不明显的规律变得明显简单。
这种用一些量代替另一些量的方法叫等效法,如分力与合力可以互相代替。
运用等效法的前提是等效。
四、极限法极限法是把某个物理量推向极端,即极大或极小,极左或极右,并依此做出科学的推理分析,从而给出判断或一般结论。
极限法在进行某些物理过程的分析时,具有独特作用,恰当运用极限法能提高解题效率,使问题化难为易,化繁为简思路灵活,判断准确。
五、作图法作图法是根据题意把抽象的复杂的物理过程有针对性的表示成物理图示或示意图,将物理问题化成一个几何问题,通过几何知识求解。
作图法的优点是直观形象,便于定性分析,也可定量计算。
六、图象法图象法是根据题意把抽象复杂的物理过程有针对性地表示成物理图象,将物理量间关系变为几何关系求解。
对某些问题有独特的优势。
动力学的常见问题:TB TA B A 2解之得g m M m M a A 42sin +-=α,g m M m M a B 42sin 2+-=α 讨论:(1)当m M 2sin >α时,0>A a ,其方向与假设的正方向相同;(2)当m M 2sin =α时,0==B A a a ,两物体处于平衡状态;(3)当m M 2sin <α时,0<A a ,0<B a ,其方向与假设的正方向相反,即A 物体的加速度方向沿斜面向上,B 物体的加速度方向竖直向下。
牛顿运动三定律考点一牛顿第一定律的理解1.牛顿第一定律(1)内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.(2)意义:①揭示了物体的固有属性:一切物体都具有惯性,因此牛顿第一定律又被叫作惯性定律;②揭示了运动和力的关系:力不是维持物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,即力是产生加速度的原因.2.惯性(1)定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质.(2)量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.(3)普遍性:惯性是物体的固有属性,一切物体都具有惯性,与物体的运动情况和受力情况无关.技巧点拨1.惯性的两种表现形式(1)物体在不受外力或所受的合外力为零时,惯性表现为使物体保持原来的运动状态不变(静止或匀速直线运动).(2)物体受到外力时,惯性表现为抗拒运动状态的改变,惯性大,物体的运动状态较难改变;惯性小,物体的运动状态较易改变.2.牛顿第一定律与牛顿第二定律的关系牛顿第一定律和牛顿第二定律是相互独立的.(1)牛顿第一定律告诉我们改变运动状态需要力,力是如何改变物体运动状态的问题则由牛顿第二定律来回答.(2)牛顿第一定律是经过科学抽象、归纳推理总结出来的,而牛顿第二定律是一条实验定律.例题精练1.科学家关于物体运动的研究对树立正确的自然观具有重要作用.下列说法中符合历史事实的是()A.亚里士多德认为,必须有力作用在物体上,物体的运动状态才会改变B.伽利略通过“理想实验”得出结论:运动必具有一定的速度,如果它不受力,它将以这一速度永远运动下去C.笛卡儿指出,如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向D.牛顿认为,物体都具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质2.伽利略对自由落体运动及运动和力的关系的研究,开创了科学实验和逻辑推理相结合的重要科学研究方法.图1(a)、(b)分别表示这两项研究中实验和逻辑推理的过程,对这两项研究,下列说法正确的是()图1A.图(a)通过对自由落体运动的研究,合理外推得出小球在斜面上做匀变速运动B.图(a)中先在倾角较小的斜面上进行实验,可“冲淡”重力,使时间测量更容易C.图(b)中完全没有摩擦阻力的斜面是实际存在的,实验可实际完成D.图(b)的实验为“理想实验”,通过逻辑推理得出物体的运动需要力来维持3.某同学为了取出如图2所示羽毛球筒中的羽毛球,一只手拿着球筒的中部,另一只手用力击打羽毛球筒的上端,则()图2A.此同学无法取出羽毛球B.羽毛球会从筒的下端出来C.羽毛球筒向下运动过程中,羽毛球受到向上的摩擦力才会从上端出来D.该同学是在利用羽毛球的惯性考点二牛顿第二定律1.牛顿第二定律(1)内容:物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比、跟它的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.(2)表达式:F=ma.2.力学单位制(1)单位制:基本单位和导出单位一起组成了单位制.(2)基本单位:基本物理量的单位.国际单位制中基本物理量共七个,其中力学有三个,是长度、质量、时间,单位分别是米、千克、秒.(3)导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.技巧点拨1.对牛顿第二定律的理解2.解题的思路和关键(1)选取研究对象进行受力分析;(2)应用平行四边形定则或正交分解法求合力;(3)根据F合=ma求物体的加速度a.例题精练4.下列关于速度、加速度、合外力之间的关系的说法正确的是()A.物体的速度越大,则加速度越大,所受的合外力也越大B.物体的速度为0,则加速度为0,所受的合外力也为0C.物体的速度为0,但加速度可能很大,所受的合外力也可能很大D.物体的速度很大,但加速度可能为0并且所受的合外力很大5.如图4所示,弹簧左端固定,右端自由伸长到O点并系住质量为m的物体,现将弹簧压缩到A点,然后释放,物体可以一直运动到B点.如果物体受到的阻力恒定,那么()图4A.物体从A到O先加速后减速B.物体从A 到O 做加速运动,从O 到B 做减速运动C.物体运动到O 点时,所受合力为零D.物体从A 到O 的过程中,加速度逐渐减小考点三 牛顿第三定律1.作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,一个物体对另一个物体施加了力,后一个物体同时对前一个物体也施加力.2.内容:两个物体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.3.表达式:F =-F ′.技巧点拨1.相互作用力的特点(1)三同⎩⎪⎨⎪⎧ 同大小同时产生、变化、消失同性质(2)三异⎩⎪⎨⎪⎧ 反向异体,即作用力、反作用力作用在不同物体上不同效果(3)二无关⎩⎪⎨⎪⎧与相互作用的两物体的运动状态无关与是否和其他物体相互作用无关 2.一对平衡力与作用力和反作用力的比较例题精练6.如图6所示,体育项目“押加”实际上相当于两个人拔河,如果甲、乙两人在“押加”比赛中,甲获胜,则下列说法中正确的是( )图6A.甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力,所以甲获胜B.当甲把乙匀速拉过去时,甲对乙的拉力等于乙对甲的拉力C.当甲把乙加速拉过去时,甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小,只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力,所以甲获胜7.如图7所示,一根轻绳的上端悬挂在天花板上,下端挂一灯泡,则()图7A.灯泡受的重力和灯泡对绳的拉力是一对平衡力B.灯泡受的重力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力C.灯泡对绳的拉力和绳对灯泡的拉力是一对作用力和反作用力D.绳对天花板的拉力和天花板对绳的拉力是一对平衡力8.如图8所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上以加速度a水平向右加速滑行,长木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与长木板间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,若长木板仍处于静止状态,则长木板对地面摩擦力的大小和方向一定为()图8A.μ1(m+M)g,向左B.μ2mg,向右C.μ2mg+ma,向右D.μ1mg+μ2Mg,向左综合练习一.选择题(共8小题)1.(连云港月考)关于惯性,下列说法正确的是()A.乒乓球可以迅速抽杀,是因为乒乓球惯性小的缘故B.某人推不动原来静止的箱子,是因为箱子的惯性太大的缘故C.在宇宙飞船内的物体不存在惯性D.在月球上举重比在地球上举重容易,所以同一物体在月球上比在地球上惯性小2.(新洲区期末)如图,在车厢中的A是用绳拴在底部上的氢气球,B是用绳挂在车厢顶的金属球,开始时它们和车顶一起向右做匀速直线运动,若忽然刹车使车向右做匀减速运动。
2023年最新的牛顿三大定律是什么5篇墨菲定律三大定律“墨菲定律”、“帕金森定律”和“彼德原理”并称为二十世纪西方文化三大发现,是著名的西方管理学三大定律。
小伙伴们对于这三大定律有没有了解呢?墨菲定律三大定律分别是什么意思呢?墨菲定律三大定律对我们的生活而言有什么意义呢?本期乔布简历小编就将为大家科普墨菲定律三大定律,感兴趣的小伙伴们下面就一起来了解一下吧~1、墨菲定律实际上,“墨菲定律”是一种心理学效应,由美国爱德华兹空军基地的上尉工程师爱德华·墨菲提出。
墨菲定律的原句是:如果有两种或两种以上的方式去做某件事情,而其中一种选择方式将导致灾难,则必定有人会做出这种选择。
根据墨菲定律,我们可以知道①任何事都没有表面看起来那么简单;②所有的事都会比你预计的时间长;③会出错的事总会出错;④如果你担心某种情况发生,那么它就更有可能发生。
2、帕金森定律帕金森定律是官僚主义或官僚主义现象的一种别称,源于英国历史学家诺斯古德·帕金森的《帕金森定律》一书的标题。
帕金森定律要产生作用,必须满足一些条件:①必须要有一个组织,其中该组织的内部管理要占有一定的地位;②这个组织中存在能力平庸的管理者,他在组织中的角色扮演不称职;③组织中不称职的管理者本身不具有对权力的垄断性;④这个组织一定是一个不断自我要求完善的、发展中的组织。
在满足以上条件后,帕金森定律对组织发展的经典描述是:在行政管理中,行政机构会像金字塔一样不断增多,行政人员会不断膨胀,每个人都很忙,但组织的效率越来越低下。
3、彼得原理彼得原理是管理心理学的一种心理学效应,是美国学者劳伦斯·彼得在对组织中人员晋升的相关现象研究后得出的一个结论:在各种组织中,由于习惯于对在某个等级上称职的人员进行晋升提拔,因而雇员总是趋向于被晋升到其不称职的地位。
对一个组织而言,一旦组织中的相当部分人员被推到了其不称职的级别,就会造成组织的人浮于事,效率低下,导致平庸者出人头地,发展停滞。
论证逻辑在科学研究中的应用实例科学研究是人类探索未知、揭示真理的重要途径,而论证逻辑则是科学研究中不可或缺的工具。
通过严谨的论证逻辑,科学家们能够提出合理的假设、设计有效的实验、分析数据并得出可靠的结论。
本文将通过几个具体的实例,展示论证逻辑在科学研究中的重要应用。
一、牛顿万有引力定律的发现牛顿对万有引力定律的发现是论证逻辑在科学研究中应用的经典范例。
在牛顿之前,天文学家已经对天体的运动进行了大量的观测和记录,但对于天体运动的原因和规律却一直没有得到清晰的解释。
牛顿首先对前人的观测数据进行了深入的分析和思考。
他注意到开普勒行星运动定律所描述的行星运动轨迹和速度的规律,并开始思考是什么力量导致了这些现象。
通过逻辑推理,牛顿提出了万有引力的假设:任何两个物体之间都存在着相互吸引的力,其大小与两个物体的质量成正比,与它们之间的距离的平方成反比。
为了验证这一假设,牛顿运用了数学工具进行了复杂的计算和推导。
他证明了在万有引力的作用下,行星的运动轨迹符合开普勒定律。
此外,他还通过月球绕地球的运动、地球上物体的下落等现象进一步验证了万有引力定律的普遍性。
牛顿的研究过程充分体现了论证逻辑的应用。
他从观测数据出发,提出假设,然后通过数学推导和实验验证来支持和完善这一假设,最终得出了具有划时代意义的万有引力定律。
二、达尔文的进化论达尔文的进化论是生物学领域的重大突破,也是论证逻辑在科学研究中的成功应用。
达尔文在长期的航海考察中,观察到了大量的生物物种和它们的地理分布。
他发现不同地区的生物存在着相似性和差异性,而且许多物种在形态、结构和功能上具有适应性的特征。
基于这些观察,达尔文提出了自然选择的进化理论。
他认为生物在繁殖过程中会产生变异,而在生存竞争中,具有适应环境的变异的个体更容易生存和繁殖,从而将这些有利的变异传递给后代。
经过长期的积累,这些微小的变异逐渐导致了物种的进化。
为了论证这一理论,达尔文收集了大量的证据,包括化石记录、生物地理分布、比较解剖学等方面的资料。
牛顿运动三定律的创立牛顿总结出动力学第一定律1、牛顿关于“惯性”的定义牛顿在《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》)中对力学的几个基本概念进行了定义。
他是这样定义“惯性”的:“物质的情性力或固有之力,是按一定的量而存在于其中的一种反抗的能力,由于这种力,任何物体不论是静止的或是沿直线均匀向前运动的(即匀速直线运动),都要尽力维持其现状。
”牛顿又指出,“这种力总是与具有该力的物体的质量成正比,而与物质的惰性毫无区别,只是说法不同而已。
由于物质的惰性,物体要脱离其静止状态或运动状态是困难的,基干这种考虑,这种表示惰性的力可以用另一个最确切的名称,叫做惯性力或者惰性力……”牛顿在此所指的“惯性力”或者“惰性力”,实质上就是“惯性”。
他在定义“惯性”的同时,引入了用质量作为物质惯性的量度,即通常我们所认识的“惯性”的物理意义,即质量越大,物体的惯性越大。
2、牛顿第一定律牛顿把惯性原理用于地球上物体运动的解释,又用于天体,始惯性原理赋予了普遍意义,使它形成为一个定律。
在《原理》的结论部分叙述了这个定律,即运动第一定律——我们称之为牛领动力学第一定律。
牛顿第一定律可以简明陈述如下:任何物体都保持静止的或匀速直线运动的状态,直到其它物体的作用迫使它改变这种状态为止。
定律中提到的物体是被当作质点来看待的,因而只涉及到物体的移动,而不涉及其内部运动。
牛顿指出,在没有空气阻力妨碍或重力向下吸引的情况下,抛物体将继续其运动。
一个陀螺的各部分由于内聚力的作用而不断离开其各自的直线运动,如果没有空气阻力,它就不会停止转动。
像行星和彗星这样较大的物体,由干在较为自由的空间中遇到的阻力较小,所以它们能在更长的时间内同时保持其进动和圆周运动。
定律通常是客观事物所遵循规律的抽象概括。
宇宙间的实际物体完全不受其它作用而孤立存在的情况是不存在的,因此,牛顿第一定律并不能简单地按其字面意义用实验直接加以验证。
但是,在宇宙、在自然界中,从牛顿所列举的大量事实中可以看到,牛顿第一定律是将客观的物理现象进行抽象概括和总结而上升成为理论的。
牛顿之《自然哲学的数学原理》:-——牛顿力学的发展逻辑一、问题二、在牛顿之前的基础三、牛顿力学的逻辑四、科研方法分析一、问题牛顿说:1655年牛顿被苹果砸中之后,一直思考为什么苹果总是垂直落地而不能横向或者向上。
后来他发现是地球吸引了苹果,苹果也吸引着地球。
果真如此?一、问题在英国剑桥大学三一学院,如今还保存着那颗神奇的苹果树,已经三四百年了。
据说是从牛顿家乡移植过来的,苹果树后面就是牛顿曾经住过的卧室,只有数学考的最好的学生才可以住进这件卧室,可以每天站在窗口看看苹果树,接受神树灵性的熏陶。
1、伽利略提出了惯性概念、发现了自由落体规律,提出了参照系的方法。
发展了抛物体运动轨迹理论2、开普勒发现了行星三定律3、惠更斯对单摆运动的研究4、胡克同牛顿说了万有引力现象,只是胡克数学不如牛顿,没有列出公示2、开普勒发现了行星三定律第一定律:一切行星都沿各自的椭圆轨道运行,太阳在该椭圆的一个焦点上.2、开普勒发现了行星三定律第二定律:对任何一个行星,它和太阳连线在相等的时间内总是扫过相等的面积.2、开普勒发现了行星三定律第三定律:每个行星的椭圆轨道的半长轴a 的立方跟公转周期的平方的比值都相等,即k Ta 232、开普勒发现了行星三定律第三定律:每个行星的椭圆轨道的半长轴a 的立方跟公转周期的平方的比值都相等,即k Ta 232、开普勒发现了行星三定律第三定律:每个行星的椭圆轨道的半长轴a 的立方跟公转周期的平方的比值都相等,即k Ta 233、惠更斯的工作 1655年,惠更斯用自己磨出的更好的透镜,新研制了一架清晰度和放大倍数更高的望远镜.次年,他用这架望远镜发现了猎户座星云,还发现了土星光环以及土卫-6土卫六土星光环惠更斯继承了伽利略关于摆的研究,他发现单摆只是近似等时,真正等时的摆动轨迹不应是一段圆弧而应是一段摆弧。
将这个发现运用于设计之中,惠更斯于1656年造出了人类第一架摆钟.惠更斯将这第一台“有摆落地大钟”献给了荷兰政府.克里斯蒂安·惠更斯(Christiaan Huyg(h)ens3、惠更斯的工作通过对摆的研究,发现了物体保持圆周运动需要一个向心力,并得出了向心加速度公式。
牛顿恒等式由来-概述说明以及解释1.引言1.1 概述牛顿恒等式是流体力学领域中的重要等式,它描述了流体力学中的质量守恒和动量守恒原理。
牛顿恒等式的形式简洁而优雅,为探究流体力学问题提供了基础。
在研究流体力学问题时,质量守恒和动量守恒原理是最基本的原理之一。
质量守恒原理指出,任何封闭系统内质量的总量是恒定不变的,即质量既不会凭空消失也不会凭空产生。
而动量守恒原理则指出,一个系统中的总动量在没有外力作用的情况下保持不变。
这两个原理是流体力学研究的基石,由牛顿恒等式所描述。
牛顿恒等式的历史可追溯到17世纪的英国科学家艾萨克·牛顿。
牛顿是一位伟大的物理学家和数学家,在力学和光学等领域作出了许多重要贡献。
他的经典力学理论为后世的科学研究奠定了基础。
牛顿恒等式的重要性不言而喻。
它为解决各种流体力学问题提供了理论依据和计算手段。
通过运用牛顿恒等式,我们可以分析流体流动中的压力、速度、流量等各种物理量,并预测流体的行为和特性。
因此,牛顿恒等式被广泛应用于工程、天文、地球科学等领域。
本文将深入探讨牛顿恒等式的定义、历史背景以及其重要性。
通过对牛顿恒等式的研究和分析,我们可以更好地理解流体力学的基本原理,并为实际问题的解决提供有力支持。
接下来的章节将依次介绍牛顿恒等式的定义、历史背景以及其重要性,希望读者能够通过本文进一步了解和掌握这一重要的流体力学理论。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构是指文章的整体框架和组织方式,有助于读者理解文章的逻辑关系和思路展开。
下面将详细介绍本文的结构。
本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
在概述部分,介绍牛顿恒等式是什么以及其背后的重要性和影响。
在文章结构部分,详细说明本文的整体结构和各部分的内容安排,帮助读者了解文章的框架。
最后,在目的部分,说明本文撰写的目的和意义,即通过深入探究牛顿恒等式的由来,展示其背后的历史背景和重要性。
牛顿力学三定律发现过程的逻辑分析
(1)、牛顿第一定律发现过程的逻辑分析
发现实例:古希腊科学家亚里士多德(A.ristotle, 公元前384 ~322)依据观察得到如下结论:要维持物体作匀速直线运动,就需要有恒定的推动力。
16世纪,意大利物理学家伽利略(G• Galilei, 1564~1642)认真研究了亚里士多德的这一结论,并尝试让同一物体在不同路面上作匀速直线运动,结果发现路面越光滑维持物体所需要的恒定推动力越小。
伽利略由此想到,若路面极其光滑(没有摩擦力),是否维持物体作匀速直线运动的恒定推动力会等于0呢?
于是,伽利略作了如以下的斜面实验:他让具有一定速度运动的物体,沿斜面向下时,他的速度将越来越大;当沿斜面上升时,它的速度将越来越小。
这些都是物体所受重力引起的。
伽利略由此推定:如果物体既不向下,也不向上,而是继续在极其光滑的平面上运动的话,(重力在这个方向上不起作用)那它的速度必将保持不变。
惯性运动的发现证明了物体不仅有保持静止状态不变的特性,而且有保持其匀速直线运动不变的特性。
后来牛顿从伽利略的发现中看到了这一性质的普遍意义并把他概括为一个自然规律——惯性定律,即一个物体将保持它自己的静止状态或匀速直线运动状态不变,直到它受到外力的作用迫使它改变这种状态为止。
这就是牛顿第一定律。
创新逻辑分析:
①相反推理
已知:在粗糙路面上→需要的推力大
联想:粗糙路面~光滑路面(相反关系)
推论:在光滑路面上→需要的推力小
实验:在光滑路面上→需要的推力小
②相反推理
已知:有摩擦力路面→有推力
联想:有摩擦力~无摩擦力(相反关系)
推论:无摩擦力路面→无推力
实验:无摩擦力路面→无推力
(意大利:伽利略)
(2)、牛顿第二定律发现过程的逻辑分析
发现实例:惯性定律指出,当物体不受外力时,他将作匀速运动或处于静止状态,那么当物体受到外力时,它是否会作变速运动呢?牛顿通过实验发现,物体受外力时会作加速运动。
当外力加大时,物体的加速度会增大,当物体的质量增大时,物体的加速度会减小。
经反复测定得到如下结论:物体受力时产生的加速度的大小和它所受的外力的大小成正比,和物体本身的质量成反比,加速度的方向和外力的方向一致。
若用F表示物体所受的外力,用m表示物体本身的质量,a表示物体在受外力时产生的加速度,上述规律可写成:
a = F∕m 或 F = ma 这个物体运动的变化(即加速度)和受力以及质量的关系叫做牛顿第二定律。
创新逻辑分析:
相反推理:
已知:不受外力的物体→匀速运动
联想:不受外力~受外力(相反关系)
推论:受外力的物体→变速运动
实验:受外力的物体→变速运动
a = F∕m 或 F = ma
(英国:牛顿)
(3)、牛顿第三定律发现过程的逻辑分析
发现实例:人们在社会实践中发现,当左手击打右手时,同时右手也会击打左手;当手对木箱施加推力时,同时木箱对手也有向后的压力;当卡车行进对托车有向前的拉力时,同时拖车对卡车也有向后的拽力;当锤子撞击钉子时,同时钉子对锤子也有力的作用;……。
当任意一个物体对另一物体施加作用力时,同时另一物体对这一物体也有反作用力,且方向相反,同时分别作用在两个物体上。
那么这两个力的大小是否相同呢?下面的实验回答了这个问题。
把两个弹簧秤相互勾起来,然后分别用两手拉它们,使它们发生相互作用。
不论两手如何拉,两个弹簧秤在同一时刻的读数总是彼此相同的。
这个实验表明,作用力和反作用力在任何时候都是大小相同,且方向相反。
创新逻辑分析:
①相似推理:
已知:A1对B1有作用力→ B1对A1有反作用力
联想:A1对B1 有作用力~A2对B2有作用力(相似关系)
推论:A2对 B2有作用力→ B2 对 A2有反作用力
实验:A2对B2有作用力→ B2对A2有反作用力
A3和B3、A4和B4......有作用力和反作用力
(英国:牛顿)
②相异推理:
已知:正、反作用力的方向→不同
联想:力的方向~力的大小(相异关系)
推论:正、反作用力的大小→相同
实验:正、反作用力的大小→相同
(英国:牛顿)
人物简介:
牛顿(Newton , 1642~1727)是英国剑桥大学数学教授。
他出生于英格兰东部小镇乌尔斯索普村的一个农民家庭,父母都是农民。
父亲在他出生前两个月就去世了,在牛顿两岁时母亲改嫁,将他寄养在外祖母和舅父家。
青年牛顿因家境贫困,只上了两年中学就辍学回家。
在务农的日子里,他仍坚持自学。
经过不懈的努力,他在舅父的资助下,于1661年以优异的成绩考进了剑桥大学。
1665~1667年,因伦敦流行鼠疫,牛顿中断学业回到家乡。
在家乡18个月的时间里,牛顿在力学、天文学、数学和光学等方面做出了巨大的成就。
后来他写道:“……在这些日子里,我正处在发现力最旺盛的时期,而且对于数学和哲学(自然哲学)的关心比其他任何时候都多”。
牛顿一生的绝大部分成就是在这个时期创造的。
牛顿并没有把他的科技成果立即公布于世,除了几篇短文和一些问题的数学证明外,他的科学著作多半是在一、二十年后完成并发表的。
1667年牛顿返回剑桥大学读研究生,毕业后于1669~1701年留校担任
剑桥大学数学教授,他从教时间从27~59岁长达32年。
1668年他发明了世界上第一架反射望远镜,并用它观测了行星运动,解释了潮汐、岁差现象,预言了地球不是正球体。
1687年45岁的牛顿发表了他的科学巨著《自然哲学的数学原理》,这是牛顿一生中科学成就的顶峰。
1703~1727年担任英国皇家学会会长,1705年牛顿被封为爵士。
牛顿1699年被任命为造币厂厂长。
牛顿终生未婚,晚年由他外甥女照料生活。
1727年3月20日因病去世,在维斯敏斯特教堂为他举行了国葬。
牛顿是经典力学的奠基人,是微积分的创立者,他的科学成就在近代自然科学史上占有极其重要的地位。
牛顿清醒地认识到人类追求真理的道路还十分漫长,他在弥留之际对身边的人说:“我不知道世人将对我如何评价,不过我自己觉得我只不过像一个在海滨玩耍的孩子,为时而发现一块光滑的石子或一个美丽的贝壳而感到高兴;但是那浩瀚的真理的海洋,却还在我的前面远未被发现呢!”
对于牛顿在科学上的贡献,恩格斯评价说:“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了二项式定理和无限理论从而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学。
”。