大学物理课件第02章牛顿定律.ppt
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1、第二章牛顿定律,第二章牛顿定律,本章目录,2-1牛顿定律,2-2物理量的单位和量纲,2-3几种常见的力,2-4牛顿定律的应用举例,2-0 教学基本要求,第二章牛顿定律,*2-5非惯性系 惯性力,本章目录,第二章牛顿定律,一 掌握牛顿定律的基本内容及其适用条件,二 熟练掌握用隔离体法分析物体的受力情况,能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题,2-0 教学基本要求,三 理解惯性系与非惯性系的概念,了解惯性力的概念,第二章牛顿定律,本章目录,2-1牛顿定律,2-2物理量的单位和量纲,2-3几种常见的力,2-4牛顿定律的应用举例,2-0 教学基本要求,*2-5非惯性系 惯性力,选择进入下一节
2、:,END,杰出的英国物理学家,经典物理学的奠基人他的不朽巨著自然哲学的数学原理总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果,其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、力和加速度等概念在光学方面,他说明了色散的起因,发现了色差及牛顿环,他还提出了光的微粒说,牛顿 Issac Newton(16431727),发展简史,14731543年,哥白尼(N.Copernicus)在地心说被普遍接受时提出了日心学说新的宇宙模型。,15461601年,第谷(T.Brahe)对天体运行进行了持续不懈的 连续观察和积累,使得观察成为科学的基础。,第二章牛顿定律,15711630年,开普勒(
3、J.Kepler)他在长期钻研大量的观察资料,详细地研究了火星轨道数据,总结出了天体运行三定律。建立在观察基础上的真正意义上的科学方法的诞生:,发展简史,第二章牛顿定律,感官印象最初的观察(假说),比较的观察(可说明可预言),科学模型建立的过程(方法),发展简史,第二章牛顿定律,15641642年,伽利略(G.Galilei)试图在实验和数学的基础建立起天体物理学。由伽利略发端,经过牛顿集大成形成了人类的科学方法。,发展简史,第二章牛顿定律,科学方法,发展简史,第二章牛顿定律,16431727年,牛顿(I.Newton)1686年发表的原理建立起 了牛顿力学的完整的理论体系。他以运动三定 律和
4、万有引力定律为主线以他发明的 微积分为 工具巧妙的构造了力学体系。成功地描述了天 体和地上物体的运动,在此前,还没有一个关 于物理因果性的完整体系能够表示经验世界的 任何深刻特征。,发展简史,第二章牛顿定律,牛顿力学 牛顿力学的辉煌成就,既显示了科学的魅力与威力,又决定了后来物理学家的思想、研究和实践方向。原理采用的欧几里得几何学的表述方式,处理的是质点问题。以后牛顿力学被推广到流体和刚体,并逐渐发展成严密的解析形式。,发展简史,第二章牛顿定律,1763年,欧拉(L.Euler,17071783)写成力学,把牛顿的质点力学推广到刚体,引入转动惯量的概念,论述了刚体运动的问题。,发展简史,173
5、8年,伯努利(D.Bernoulli,17001782)出版了流体力学解决了流体运动的问题。,第二章牛顿定律,1743年,达朗贝尔(J.L.dAlembert,17001782)出版了力学研究,把力学问题化为静力学问题来处理,提出了达朗贝尔原理。,1744年,莫培督(P.L.M.de Maupertuis,16981759)提出了最小作用原理,推进了力学向解析方向发展。,发展简史,第二章牛顿定律,1788年,拉格朗日(J.L.Lagrangge,17361813)写成了他的名著分析力学,终于把解析的方法贯彻到底。全书自始至终没有一张图,完全使用纯粹的解析方法。运用广义坐标的拉格朗日方程把力学理
6、论推向极致。,发展简史,第二章牛顿定律,1825年,拉普拉斯(P.S.M.de Laplace,17491827)完成了他的名天体力学。,发展简史,第二章牛顿定律,力学描述了大至恒星(质量103233克),小至超显微粒子(质量10-18克)的运动过程,并与一切经验一致。事实上它甚至部分证明了我们关于分子、原子和更小的基本粒子的实验,力学有成为声、热、光、电等科学赖以生存的基础。,18世纪初期,经典力学已成为非常完美的理论体系,以致于人们坚信,万物运动变化的规律均能以力学规律来描述。,在物理学家中间出现了“把一切都归为机械运动的狂热。”,发展简史,第二章牛顿定律,牛顿原理:“正如万有引力推演出行
7、星、彗星、月球和潮 汐的运动一样,我希望能用同样的方法从力 学原理中推出自然界的其他许多现象。”,惠更斯C.Huygens:“在真正的哲学里,所有自然现象的原因都(16291695)应该用力学用语来思考,依照我的意见我 们必须这样做。”,发展简史,第二章牛顿定律,拉普拉斯概“我们必须把目前的宇宙状态看作是它以前状态率解析理论:的结果及其以后发展的原因。如果有一种智慧 能了解在一定时刻支配自然界的力,了解组成 它的实体的各自位置,如果它还伟大到足以分 析所有事物,它就能够用一个单独的公式概括 宇宙万物的运动,从最大的天体到最小的原子 都毫无例外,而且对未来就象对过去一样一目 了然”,发展简史,第
8、二章牛顿定律,亥姆霍兹论“我们最终发现,所有涉及到物理学的问题都能力的守恒:归结为不变的引力和斥力。”“只要把自然现 象化为力,科学的使命就终结了。”“整个自 然界最终融化在力学中。”,劳厄M.Von Laun:经典力学和经典物理学已“结合成一座具有(18971960)庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽的庙 堂。”,发展简史,第二章牛顿定律,迈克尔逊:“无论如何,可以肯定光学比较重要(18521931)的事实和定理,以及光学应用比较有名的途 径,现在已经了如指掌,光学未来研究和发 展的动因已荡然无存。”未来科学真理将不 得不在小数点后第6位数去寻找。,发展简史,第二章牛顿定律,约里:在普朗克表
9、示决心献身理论物理时说:“年(18091884)轻人,你为什么要断送自己的前程?要知道 理论物理已经终结,微分方程已经确立,它 们的解法已经制定,可供计算的只是个别局 部的情况,可是把一生献给这个事业,值得 吗?,发展简史,第二章牛顿定律,牛顿力学在实践上的巨大成就,在相当长的一段时间内,无论谁也没有想到,整个物理学的基础需要从根本上加以改造。,经典力学的局限性,(1)尽管牛顿一再声明“我不做假设”,但他还是引入了超越经验的绝对时间和绝对空间的概念。,(2)牛顿虽然对引力的态度持审慎态度,但他最终还是对它作了抽象的、纯粹的数学形式的概括,把它实际看成一种即时的、超距作用力。,(3)质量恒定不变
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- 大学物理 课件 02 牛顿 定律

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