生活中的物理第1章经典力学的建立巴蜀选修课程.ppt

“不管自然科学家采取什么样的态度，他们还是得受哲学的支配。” ——恩格斯 “真正的科学是富于哲学理性的，尤其是物 理学，它不仅是走向技术的第一步，而且还是 通向人类思想的最深层的途径。” ——玻恩 “我不知世人将如何看待我，但是在我看 来，我不过像一个在海滨玩耍的孩子，为时而 发现一块比平常光滑的石子或美丽的贝壳而感 到高兴；但那浩瀚的真理之海洋，却还在我的 面前未曾发现呢。” “如果说我比其他人看得远一点的话，那是因为我站在巨人的肩上。” * * 1703年，当选为英国皇家学会会长，并连任5届。1704年发表其另一名著《光学》。1727年3月20日病逝，终年85岁。 牛顿一生，不仅在物理学、天文学、数学 和化学等多种学科上作出了堪称一流的开创性 贡献，而且在自然哲学和科学研究方法方面同 样作出了创造性贡献，为近代科学革命奠定了 基础。 牛顿的母校——英国剑桥大学 牛顿数学桥 7177根木头衔接而成， 10299个接口，至少需要10299枚 铁钉。 但牛顿整座桥没用一枚铁 钉，这就是数学桥的奇妙。 剑桥数学系的高才生们都梦 想解破数学桥的奥秘，但如愿者 无一。只有少数几人也只能把铁 钉数量减少到千枚数之内才能达 到原桥同等效果。有个冰岛人， 他创造了有史以来的最好成绩， 把铁钉数减少到561枚。 1.牛顿的主要科学成就 发明世界上第一架反射望远镜，考察行星 运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体 ?在天文学方面的贡献 发现万有引力定律，推动人们对天体运动 研究 ?在数学方面的贡献 提出二项式定理 创建微积分 自制折射望远镜，证明日光由七色光组成， 说明物体颜色的形成原理，奠定光谱学的基础 ?在光学方面的贡献 1672年《关于光和色的新理论》提出光的 本质的“微粒说”；与惠更斯的“波动说” 构成了关于光的两大基本理论 提出三大运动基本定律，建立绝对时空观， 标志牛顿力学体系建立即经典力学体系建立， 物理学从此成为一门成熟的自然科学。 ?在物理学方面的贡献 《自然哲学的数学原理》 动力学 动力学是理论力学的一个分支学科，它主要研究作用于物体的力与物体运动的关系。动力学的研究对象是运动速度远小于光速的宏观物体。动力学是物理学和天文学的基础，也是许多工程学科的基础。许多数学上的进展也常与解决动力学问题有关，所以数学家对动力学有着浓厚的兴趣。 质点动力学有两类基本问题: 一是已知质点的运动，求作用于质点上的力。 二是已知作用于质点上的力，求质点的运动。 F=m·a 质点动力学有三大基本定理： 动能定理、动量矩定理、动量定理 能量守恒定律（energy conservation law） 热力学第一定律是指在一个封闭（孤立）系统的总能量保持不变。其中总能量一般说来已不再只是动能与势能之和，而是静止能量（固有能量）、动能、势能三者的总量. 焦耳热功当量实验 牛顿的万有引力定律 思想突破 B O 月亮 地心 下落的距离 A B 不断下落的月亮 月亮也在下落：如果没有地球引力，月亮将沿直线运动。 月亮运动曲线的弯曲程度与地球表面的弯曲程度相同，所以，月亮不会掉到地球上。 地球拉住地面物体的力和它拉住月亮的力是否相同？ 地球 牛顿的抛体运动 A B C 炮弹的初速度越大，落地时就离的越远。如果发射速度足够大，炮弹就会绕过地球周界，绕地球旋转，永远不会落回地面，成为一个“小月亮”。 人类航天事业的发展 1957年，前苏联发射的世界上第一颗人造地球卫星。 1961年，前苏联宇航员加加林成为遨游太空第一人。 1969年7月16日，美国宇航员奥德林完成人类首次登月壮举 长征四号乙火箭成功地将中国资源 二号卫星送入轨道 中国“长征” 3 型运载火箭多次将卫星成功送入轨道 航天飞机升空时的景象 1970年，我国第一颗人造 地球卫星“东方红”1号 1999 年，我国研制的“神州”号航天实验飞船 资源卫星 未来型X-33航天飞机 我国研制的“神州” 5号航天实验飞船(2004) 1986年1月28日挑战者号坠毁 人类征服太空的道路并非一帆风顺 2003年2月1日哥伦比亚号坠毁 ? 惠更斯（荷兰）提出向心力并得到向心加速度。 ? 布里阿德（法国）开普勒力的减小和离太阳距离的平方成反比。