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1、物理学以及物理学的发展物理学以及物理学的发展物理学发展的三个时期物理学发展的三个时期牛牛顿顿经经典典力力学学牛牛顿顿力力学学体体系系 牛顿力学体系的建立，标志着近代物理学的诞生。牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。正如欧几里德的基本定理为现代几何学奠定了基础一样，牛顿三大运动定律为物理科学的建立提供了基本定理。而牛顿力学体系由牛牛顿三大定律顿三大定律与万有定律万有定律组成。牛顿牛顿三大定律牛顿三大定律牛顿第一定律牛顿第一定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，
2、加速度的方向跟合外力的方向相同。表达式：表达式：F F合合=ma=ma 牛顿第三定律牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。表达式：表达式：F=-FF=-F 牛顿第一定律牛顿第一定律：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性(inertia)惯性的大小由质量量度。所以牛顿第一定律也称为惯性定律(law of inertia)。牛顿第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动
3、状态的变化，所以力是和加速度相联系的，而不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点，往往容易产生错觉。注意注意 （1）牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据了。（2）牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。但是，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。牛顿第二定律牛顿第二定律 （1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、
4、同时变化、同时消逝。（2）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。五个重要性质：五个重要性质：同体性、矢量性、瞬时性、相对性、独立性 牛顿第三定律牛顿第三定律 要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的，有作用力必有反作用力。它们是作用在同一条直线上，大小相
5、等，方向相反。注意注意力的作用是相互的。同时出现，同时消失。相互作用力一定是相同性质的力 作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同 作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力 万万有有引引力力定定律律 任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。是物体（质点）间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。万万有有引引力力定定律律定律内容：定律内容：自然界中任
6、何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。公式表示：公式表示：F=G*M1M2/F=G*M1M2/（R*RR*R）（G=6.6710-11Nm2/kg2）F:两个物体之间的引力；(牛顿N)G:万有引力常数万有引力常数=6.6710-11次方Nm2-2次方 m1:物体1的质量；（千克kg）m2:物体2的质量；（千克kg）r:两个物体之间的距离；（米m）万有引力常数万有引力常数 万有引力常数又称万有引力常数又称重力常数重力常数，即，即万有引力定律万有引力定律中表示引力与中表示引力与两物体质量、距离关系公式中的系数。万有引力常量是自然界中两物体质量、
7、距离关系公式中的系数。万有引力常量是自然界中少数几个最重要的物理常量之一。少数几个最重要的物理常量之一。万有引力常数万有引力常数=6.6710-11=6.6710-11次方次方Nm2Nm2-2-2次方次方 它是在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，由英国物理它是在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，由英国物理学家学家卡文迪许卡文迪许于于17981798年巧妙的在实验室里用扭秤测定的万有引年巧妙的在实验室里用扭秤测定的万有引力常数，从而算出地球的质量和密度。力常数，从而算出地球的质量和密度。测出万有引力常数的实验示意图测出万有引力常数的实验示意图卡文迪许卡文迪许亨利亨利卡文迪许卡文迪许 (Henry
8、(Henry Cavendish,1731.10.10.Cavendish,1731.10.10.1810.3.10.)1810.3.10.)英国化学家、物理学家。英国化学家、物理学家。公元公元17311731年年1010月月1010日生于日生于法国尼斯法国尼斯。1742174817421748年他在伦敦附近的海克纳年他在伦敦附近的海克纳学校读书。学校读书。1749175317491753年期间在年期间在剑桥剑桥彼得豪斯学院求学。在伦敦定居后，彼得豪斯学院求学。在伦敦定居后，卡文迪许在他父亲的实验室中当助手，卡文迪许在他父亲的实验室中当助手，做了大量的电学、化学研究工作。他做了大量的电学、化学
9、研究工作。他的实验研究持续达的实验研究持续达5050年之久。年之久。17601760年年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员，卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员，18031803年又被选为法国研究院的年又被选为法国研究院的1818名外名外籍会员之一。籍会员之一。牛顿力学体系的局限性牛顿力学体系的局限性 它是它是2020世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观
10、测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。20 20世纪以来，由于物理学的发展，牛顿力学的局限性世纪以来，由于物理学的发展，牛顿力学的局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。因此牛顿力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的定。因此牛顿力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定律。近似定律。因此，人们把牛因此，人们把牛顿力学体系称为牛顿顿力学体系称为牛顿经典力学，并把以牛经典力学，并把以牛顿经典力学为基础的顿经典力学为基础的相关物理学知识为相关物理学知识为经经典物理学典物理学。THEENDTHEEND！THANGKFORTHANGKFOR YOUWATCHINGYOUWATCHING！