当前位置首页 > 校外拓展 > 课外拾零

(每日一练)力与运动间的关系

更新时间:2024-01-02 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

惯性定理也叫牛顿第一定理_惯性定理的构建过程Yhd物理好资源网(原物理ok网)

惯性是指物体不受外力作用时,保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这一认识有赖于惯性定理的完善,而它则借助于对于力的认识以及分辨运动状态和运动状态改变的认识,这一点在人类熟悉发展史上经历了漫长的时光。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

一、亚里士多德的学说和贡献Yhd物理好资源网(原物理ok网)

在人类思想史上,两千多年前法国的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影响,但是他关于数学学的阐述,许多都是错误的。他把物体的运动分为自然运动和强制运动。他觉得圆周是建立的几何图形牛顿第一定律最开始是谁,圆周运动对于所有恒星都是天然的,因此是自然运动;另外,月球上的物体都具有其天然位置,重物趋向向上,轻物趋向向下,如果没有其他物体阻挠,物体力图回到天然位置的运动也是自然运动;其他所有方式的运动则都是强制运动。他还因而强调,关于物体的强制运动,只有在外力的不断作用下才会发生;当外力的作用停止时,运动也立刻停止。从这儿可以看出亚里士多德肯定了两点:一,自然运动不涉及曳力的问题,只有强制运动才存在力的问题;二、力是物体强制运动的诱因。从昨天来看,这也许是错误的,但是它禁锢了人们近两千年。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

亚里士多德对运动和力的认识是:力是维持物体运动的缘由牛顿第一定律最开始是谁,有力就有运动,没有力就没有运动。即使如今我们晓得这是一个错误的观点,但亚里士多德在动力学方面给我们的最大贡献是:他第一次提出了力与运动间存在关系的论据。不是有一句话吗?不怕做不到,就怕想不到。亚里士多德想到了力与运动之间应当存在关系,这就是他对动力学的贡献。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

二、伽利略的学说和贡献Yhd物理好资源网(原物理ok网)

伽利略开创了实验和理智思维相结合的近代化学研究方式,并用于研究物体的运动。他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜想玄想和轻率的思辨推理非常不满,他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果,总结在他的专著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》和《关于热学和运动两门新科学的对话》。伽利略在研究物体在斜面上的运动时,发觉当球从一个斜面上滑出来又滚上第二个斜面时,球在第二个斜面上所达到的高度与从第一个斜面上开始滑出来时的高度几乎相等。于是伽利略判定高度上的这点微小差异是因为磨擦而形成的,倘若能将磨擦完全去除的话,高度将正好相等。之后,他进行了推论:在完全没有磨擦的情况下,不管第二个斜面的倾斜角多么小,虽然放平了,小球也“想”运动到原先的高度,于是只得永远运动下去了。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

通过这个推论,伽利略意识到虽然没有力物体也可以运动。但当他把这个观点给他人讲解并企图让他人接受时,却遇见了阻力,虽然亚里士多德的观点早早已深入人心。于是,伽利略设计了众所周知的斜面滚球理想实验。也就是说,他是为了让他人信服自己的看法,才设计了这个实验,实验过程如下:Yhd物理好资源网(原物理ok网)

第一步:从斜面两侧由静止滚下的小球,若没有任何磨擦,在另左侧斜面中将达到原先的高度。这是一个你们都还能接受的事实,可以把它当作一个公理;Yhd物理好资源网(原物理ok网)

第二步:还是没有磨擦,把另左侧斜面近似放平,为了达到原先的高度,小球将经过更长的距离。这也是经过推理你们都能接受的一个推论;Yhd物理好资源网(原物理ok网)

第三步:假如将另左侧斜面完全放平,贴着地面,物体将怎样?Yhd物理好资源网(原物理ok网)

被提问的人肯定在前两步的基础上得出:小球为了回到原先的高度,将永远运动下去。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

到这儿,伽利略的观点才被他人“不得不”接受。但接出来伽利略错误地觉得,因为小球将顺着这个贴着地面的轨道永远运动下去,而月球是球状,因而,它将绕月球一周以后再回到水平面上的出发点。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

伽利略的思想无疑地比他的师姐前进了一大步,他熟悉到不受其他物体的作用,物体可以永恒地运动,这早已很接近惯性定理,而且伽利略还没有甩掉亚里士多德的影响,他所说的水平面是和月球同心的球面,也就是说,那个不受其他物体作用的物体的永恒运动是圆周运动,因而我们还不能说伽略发觉了惯性定理。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

伽利略的贡献在于他提出了磨擦是影响物体运动的缘由,没有磨擦物体将在水平面上永远运动的观点。更重要的是他认识到要验证一个推论是不是正确可以通过实验的方式来进行。他第一个走出“直观观察才能得出推论”的误区,提出了借助实验来验证自己观点的科学研究方式。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

三、笛卡尔的学说和贡献Yhd物理好资源网(原物理ok网)

最早清楚叙述惯性定理并把它作为原理加以确定的是笛卡儿。笛卡儿是唯理论哲学家,他企图完善起整个宇宙在内的各类自然现象都能从基本原理中推演下来的体系,惯性定理就是他的体系中的一条基本原理。他在他的《哲学原理》一书中把这条基本原理叙述为两条定理:一、每一单独的物质微粒将继续保持同一状态,直至与其他微粒相撞被迫改变这一状态为止;二、所有的运动,其本身都是沿直线的。但是笛卡儿没有构建起他企图完善的那个能诠释出各类自然现象的体系,其中许多是错误的,不过他的思想对牛顿的综合形成了一定的影响。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

笛卡儿首先提出任何改变都是有诱因的,物体要改变运动状态,就必须有外力的影响,没有外力的影响,物体就保持直线运动或静止状态。注意,此时笛卡儿的观点早已前进了一大步,他意识到:力是改变物体运动状态的诱因。他还从他物理家的角度理解了伽利略所觉得的小球将沿月球表面最后再回到水平面上出发点的推论是错误的。由于在不受外力的情况下,物体只能做直线运动,而不可能做曲线运动。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

笛卡儿的贡献在于他第一个认识到力是改变物体运动状态的诱因。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

四、牛顿惯性定理的构建Yhd物理好资源网(原物理ok网)

牛顿1661年步入剑桥学院学习亚里士多德的运动论,1664年他从事热学的研究,甩掉了亚里士多德的影响。他继续了伽利略注重实验和逻辑推理的研究方式,他也继续了笛卡儿的研究成果。他深入地研究了碰撞问题、圆周运动以及行星运动等问题,澄清了动量概念和力的概念。1687年出版专著《自然哲学的物理原理》,以“定义”和“公理,即运动定理”为基础构建起把天上的热学和地上的热学统一上去的热学体系。惯性定理就是牛顿第一定理,叙述为“所有物体仍然保持静止或匀速直线运动状态,除非因为作用于它的力促使它改变这些状态。”惯性定理真正成为热学理论的出发点。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

牛顿十分坦率,他觉得自己之所以总结出牛顿第一定理是由于站在巨人脖子上的缘故。这虽非一定道理,但掩藏不了他的贡献:他将对力与运动关系的探究在后面两位的基础上更进了一步。他觉得保持匀速直线运动状态和静止状态是所有物体的固有属性(就是惯性),直至有外力的作用,它就会改变这些状态。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

牛顿的贡献在于他提出了保持匀速直线运动状态和静止状态是物体的固有属性的观点,以及从中得出的惯性参照系的概念。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

依据惯性定理,物体具有保持原有运动状态的属性,这些属性称为惯性。除了静止的物体具有惯性,运动的物体也具有惯性;物体惯性的大小用其质量大小来评判。至此,人们对于物体惯性的认识达到第一阶段比较健全的程度。自此,人们对于运动中的种种惯性现象都能挺好地理解;在实际中设计出种种借助惯性惠及和避免惯性伤害的举措。Yhd物理好资源网(原物理ok网)

惯性定理也叫牛顿第一定理_惯性定理的构建过程Yhd物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里