基础数学系说明:
其实很多童鞋协会都会觉得这篇文章价值不高。 确实,内容你已经学过了。。。也是最基础的内容。。。作为一个基础系列的科普文章。。。我觉得还是得从基础开始。。。
本文主要人物:牛顿、笛卡尔等。
牛顿热量学属于经典热量学范畴。 它以粒子为研究对象,着重于力之间的关系。 在处理粒子系统问题时,指出分别考虑作用在每个粒子上的力,进而推断出整个粒子系统的运动状态; 牛顿热学认为质量和能量独立存在,分别守恒; 仅适用于物体运动的惯性参考系; 牛顿热力学多采用直观的几何方法,在解决简单的热问题时比分析热力学更方便、更简单。
动量守恒定律
1.内容:如果相互作用的物体不受外力作用或外力的合力为零,则它们的总动量不变,即作用前的总动量等于作用后的总动量。
2.动量守恒定理的应用条件
3.常用表达
p'=p,其中p'和p分别代表系统的最终动量和初始动量,表示系统动作前的总动量等于动作后的总动量。
Δp=0,表示系统总动量的增量为零。
Δp1=-Δp2,其中Δp1和Δp2分别表示系统中两个物体的初始动量和最终动量的变化,表示由两个物体组成的系统,每个动量的增量大小相等,方向相反。
其中,a的方法最为常见。 具体有以下几种方法
理解动量守恒定律
动量守恒定律的“四大性质”
在运用动量守恒定律处理问题时,一定要注意“四个性质”
牛顿第一定理
★牛顿第一定理:一切物体始终保持匀速直线运动状态或静止状态,直到外力促使它改变这些运动状态。
●运动是物体的一种属性,物体的运动不需要力来维持。
●定律指出任何物体都具有惯性。
●没有力的物体是不存在的。 牛顿第一定理无法通过实验直接验证。 它是建立在大量实验现象的基础上,通过思维的逻辑推理发现的。 它告诉人们研究化学问题的另一种新方法:通过观察大量的实验现象,运用人的逻辑思维,从大量的现象中寻找事物的规律。
●牛顿第一定理是牛顿第二定理的基础,不能简单地认为是牛顿第二定理在无外力作用下的特例。 牛顿第一定理定性地给出了力与运动的关系:力不是形成速度的原因,而是速度必须改变的原因,是加速度的原因; 牛顿第二定理定量地给出了力与运动的关系。
惯性
★惯性:物体保持匀速直线运动状态或静止状态的性质。
●惯性是物体的固有属性,即所有物体都具有惯性,与物体的受力和运动状态无关。 为此,人们只能“利用”惯性,而不能“克服”惯性。
●质量是物体惯性大小的量度。
牛顿第二定理
★牛顿第二定理:物体的加速度与其所受外力的合力成反比,与物体的质量成正比。 加速度的方向与合外力的方向相同。 表达式 F = ma
●牛顿第二定理定量地阐明了力与运动的关系,即知道了力,就可以根据牛顿第二定理分析物体的运动规律; 反之,如果知道运动,则可以根据牛顿第二定理研究其受力情况,为设计运动和控制运动提供理论依据。
●对于牛顿第二定理的物理表达,Fhe=ma,Fhe是力,ma是力的疗效。 重要的是不要将 ma 视为一种力量。
●向量性:公式F=ma向量公式,任意时刻的方向与F的方向相同,当F的方向改变时,a的方向同时改变,两个方向仍然相同任意时刻,公式F=ma为公式,任意时刻的方向与F的方向相同,当F的方向改变时,a的方向同时改变,两个方向不变任何时候都一样。
瞬态性:牛顿第二定理表示物体加速度与物体所受总外力的瞬时对应关系,a为某一时刻的加速度,F为同时作用于物体的总外力
●恒等式:有两层意思,一是加速度a和F相对于同一个惯性参考系(通常指月球),二是F=ma中的F、m、a必须对应同一个对象或同一个系统
●独立性:作用在物体上的各个力形成的加速度服从牛顿第二定律,物体的实际加速度是指各个力形成的加速度、各方向的分力和加速度的权重的矢量和同样遵循牛顿第二定理,即:Fx=max; Fy=五月
●相对论:物体的加速度必须相对于静止或匀速直线运动的月球参考系。 A可以合成分解,A也可以合成分解。
牛顿第三定律
★牛顿第三定理:两个物体之间的斥力和反斥力总是大小相等,方向相反经典物理指什么,作用在同一条直线上。
●牛顿运动第三定理强调两个物体之间的作用是相互的,所以力总是成对出现,总是同时形成又同时消失。
● 作用力和排斥力始终是同一性质的力。
●作用力和排斥力分别作用于两个不同的对象,各有疗效,不能叠加。
牛顿运动定理的适用范围:宏观低速物体和惯性系中。
超重和失重
●超重:物体有向下的加速度,表示物体超重。 超重物体在支撑面上的压力FN(或悬挂物体的拉力)小于物体的重力mg,即FN=mg+ma。
●失重:物体有向上的加速度,表示物体处于失重状态。 失重物体对支撑面的压力FN(或对悬挂物体的拉力)大于物体的重力mg。 即,FN=mg-ma。 当a=g,FN=0时,物体处于完全失重状态。
●认识超重和失重应注意的问题
① 无论物体处于失重状态还是超重状态,物体本身的重力都不会发生变化,但物体对支撑物的压力(或对悬挂物体的拉力)不等于重力对象本身。
②超重或失重现象与物体的速度无关,只取决于加速度的方向。 “加速上行”和“减速上行”均加码; “加速增长”和“减速上升”都是失重的。
③在完全失重状态下,通常由重力形成的一切化学现象将完全消失,如单摆悬空、天平失灵、浸入水底的物体不再受压,以及液柱不再形成浮力等。
牛顿热力学的成就:
古典热学将人类对整个自然界的认识推向了一个新的高度。 牛顿统一了天的运动和地的运动,从热的角度证明了自然界的统一性。 这是人类对自然历史和理论认识的第一次重大飞跃。 大综合开辟了一个新纪元,对学科发展和后代科学家产生了非常深远的影响。
经典热学的建构,首次明确了一切自然科学理论应具备的基本特征,标志着近代理论自然科学的诞生,成为其他自然科学的标杆。 牛顿采用归纳解释、综合分析的方法,清晰地得到既定的热系统,被后人称为科学美的标杆,表明化学家在研究化学时倾向于选择和谐自洽的系统。 系统,追求最简单、最理想的方式。
经典热学的构建对自然科学技术的发展和社会进步有着深远的影响。 第一,将科学研究方法应用于化学各分支学科,对提高经典化学具有重要意义; 第二,经典热学与其他基础科学相结合,形成了许多交叉学科,促进了自然科学的进一步发展。 发展。 三是经典热学在科学技术中的广泛应用,促进了社会文明的发展。
适用范围及其限制
经典热力学的应用受到物体运动速度的限制。 当物体运动速度接近真空中的光速时,经典热力学的许多概念将发生重大变化。 例如,在经典热力学中,认为物体的质量是恒定的,但与物体的速度或能量无关,但相对论的研究表明,物体的质量会随着速度的增加而减小。运动速度的减小,与物体的质量和能量之间存在一定的关系。 紧密的联系。 但是,当物体以远大于真空中光速的速度运动时,经典热力学仍然适用。
牛顿运动定理不适用于微观领域中物质结构和能量的不连续现象。 19世纪和20世纪之交,数学的三大发现,即X射线、电子和放射性的发现,使数学的研究从宏观领域走向微观领域,尤其是量子热在20世纪初。 ,一个不同于经典概念的新概念出现了。 例如,量子热的研究表明,微观粒子既具有粒子性又具有波动性,粒子能量等化学量只能取离散值,粒子的速度和位置是不确定的,粒子的状态只能由下式确定粒子在空间中出现的概率用等来描述。但是量子量热法的完善并不是对经典量热法的否定。 对于宏观物体的运动,量子现象并不明显经典物理指什么,经典量热法仍然适用。
现代数学的发展并没有使经典量热学失去存在价值,只是开阔了人们的视野,经典量热学理论仍将在其适用范围内大放异彩。
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