20世纪物理学史.ppt

亚里士多德物理学 1、宇宙的构成天文世界:以太月下世界:土、水、空气和火每一种物质具有固有的属性,物理定律取决于这些属性。 2、运动的分类与解释 1)变更 2)自然局部运动 3)水平运动 4)天体或者行星运动经典物理学部分 惯性定律的确定一、牛顿力学体系(一) 对亚里士多德理论的批判(二)伽利略的贡献 1、对自由落体的研究,得到落体定律; 2、设计了斜面实验,验证落体定律; 3、定义了具体的运动形式;正确提出问题; 4、从理想实验引出了惯性定律的最初模型; 5、结合实验和数学分析的方法。 3、亚里士多德的主要贡献 1)以几条简单合理的假设出发,借助于逻辑分析描述物理世界的科学方法; 2)提出一些基本问题。牛顿第一定律(惯性定律) 亚里士多德: 静止是自然状态。要使物体以某一速度做匀速运动,必须有力对它作用才行,力是维持物体运动的原因。 17世纪伽利略注意到,一辆正在运动的马车,即使马停止用力拉车,车也要运动一段距离后才停下来。他确信,如果一个物体能够在没有摩擦的水平面上滑动的话, 它将能保持自己的运动速度不变,这就是惯性定律的结论。牛顿接受并发展了伽利略的见解,第一次用概括性的语言把惯性定律表达了出来: 任何物体都要保持其静止静止或匀速直线运动匀速直线运动状态,直到外力迫使它改变运动状态为止时= 恒量 0?F ?v ?(三)其他人的贡献威廉、布里丹及其学生、笛卡儿等牛顿第二定律动量的变化与所施加的力成正比,并沿力的方向发生'FF ????牛顿第三定律当物体 A 以力作用于物体 B时,物体 B也同时以力 F ?作用于物体 A 上, F ?和F ??直线上,是同性质的力。万有引力定律 02rr Mm GF ???? t mF id ) d(v ???? amt mF i?????? d dv 总结(1) 牛顿运动三定律是一个相互联系的统一整体,把它们确认为动力学的基本定律和经典力学的基石之一。(2) 第一和第二两个定律分别说明了物体的惯性及运动状态改变的原因,并定量地给出了运动状态的变化和受到的作用力之间的关系。(3) 第三定律则说明了力的相互作用性质及物体间相互联系与相互制约的关系。 引力思想与万有引力定律引力思想的发展问题: 是什么力量促使行星绕太阳沿着椭圆轨道运动呢? ?吉尔伯特(英国) 太阳系的所有天体是通过磁力相互作用、相互制约的。?开普勒(德国) 支配行星运动的统一的力来自太阳,随离太阳距离的增大而减弱。?胡克(英国) 一切天体都具有倾向其中心的吸引力,它不仅吸引其本身各部分,并且吸引其作用范围内的其它天体。?笛卡儿(法国) 引力靠什么传递呢? “以太旋涡论”整个宇宙空间充满一种不可见的、连续的、柔软的、可压缩的流体——“以太”。正是在这种以太作用下,物体相互接触产生圆周运动,从而形成许多大小不同的旋涡。?惠更斯(荷兰) 提出向心力并得到向心加速度 R a 2v??开普勒(德国) 圆轨道中,向心力和轨道半径平方成反比 22 π221 32R FT RFR F RTT R?????????????vv ?牛顿(英国) 万有引力定律 22 11 2 21 kg Nm 10 67259 .6 ?????GR mmGF 万有引力定律?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凡是绕一个固定中心作匀速圆周运动的物体,必然要受到一个指向中心的力 F ?牛顿的抛体运动炮弹的初速度越大,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。地球地球 A AB BC CD D 怎样将重力和万有引力统一起来? 地球拉住地面物体的力和它拉住月亮的力是否相同? 无论水平发射速度多大, 第一秒内下落的距离都相同。 v ? A BB'O 月亮地心不断下落的月亮月亮也在下落吗? 如果没有地球引力, 月亮将沿直线运动。因为地球引力的作用, 月亮离开直线,偏向地球。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。下落的距离重力和万有引力统一起来了! 牛顿力学体系的重大意义: 成功解释和预言现象; 引起工业革命;成为几乎所有后续物理理论的模版。小节回顾: 1)历史基础; 2)决定论的确立; 3)公理化体系。