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自然科学简史论文——论牛顿力学体系及其科学方法对近代科学的影响

自然科学简史论文——论牛顿力学体系及其科学方法对近代科学的影响

论牛顿力学体系及其科学方法对近代科学的影响牛顿(Isaac Newton.1643.1.4—1727.3.20),英国物理学家、数学家和天文学家,经典物理学理论体系的建立者1。

牛顿的一生是传奇而伟大的,他建立起来的牛顿力学体系完成了人类文明史上第一次自然科学的大综合。

牛顿力学体系的建立不仅达到了十六、十七世纪科学革命的顶点,也是人类社会划时代进步的标志,对近代科学乃至整个人类文明进程,都有着深远影响和不可估量的的历史意义。

一.牛顿力学体系对近代科学发展的影响牛顿所处的时代,是一个科学思想大爆炸的时代。

哥白尼提出了日心说,开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律,伽利略又描绘出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。

但是,直到牛顿之前,这些物理概念和物理规律还是孤立的、没有体现本质联系的、逻辑上各自独立的东西。

也正是在这个时候,牛顿对行星及地面上的物体运动作了整体的考察,他把归纳演绎、分析综合等数学方法与物理学发现完美的结合在了一起,使物理学成为能够表述因果性的一个完整体系。

这就是我们今天所说的经典力学体系。

按照牛顿力学体系的原理,人们利用描写物体运动的坐标及速度的初始值和受力情况,就可以确定地知道该物体运动的过去与将来。

牛顿建立的经典物理学具有因果关系的完整体系一经发表便在近代科学的海洋里引起了渲染大波并得到了广泛的实际应用。

他所建立的力学体系不仅能说明已有的理论已经说明的现象,如充分地解释伽利略发现的惯性定律和自由落体定律而且能说明并解释已有的理论不能说明的现象,如完满地解释了开普勒的行星运动三定律。

更重要的是,牛顿的力学理论能预见到新的物理现象和物理事实,并能以天文观测或实验证实它们的正确性。

在万有引力理论的基础上,人们后来发现并证实海王星和冥王星的存在,这是牛顿力学理论的有力佐证。

牛顿力学既可以用予说明地面上的物质运动,又可以用予解释太阳系中的行星运动,充分证明了该理论具有的自然规律的普遍性法则。

力学论文

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关于牛顿力学的研究报告力学一直是人们生活与发展所离不开的,经过许多科学家的努力,在天文学和力学方面已经积累了丰富的资料。

在此基础上,牛顿实现了天上力学和地上力学的综合,形成了统一的力学体系。

这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合。

它开辟了一个新的时代,并对科学发展的进程以及后代科学家们的思维方式产生了极其深刻的影响。

牛顿力学的建立是科学形态上的重要变革,标志着近代理论自然科学的诞生,并成为其他各门自然科学的典范。

牛顿经典力学体系的建立开辟了科学发展的一个新天地、新时代。

经典力学的广泛传播和运用对人们的生活和思想产生了重大影响,在一定程度上推动了人类社会的发展进步。

但经典力学存在的固有缺点和局限性也在一定程度上阻碍了人类社会的进步,产生了消极作用。

本文将以经典力学的建立背景为起点,进一步用辩证的方法分析经典力学在人类历史与现实中发挥的作用与产生的不良影响。

17世纪的欧洲,经过许多科学家的努力,在天文学和力学方面积累了丰富资料的基础上,英国科学家牛顿实现了天上力学和地上力学的综合,形成了统一的力学体系——经典力学。

经典力学体系的建立,是人类认识自然及历史的第一次大飞跃和理论的大综合,它开辟了一个新的时代,并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生及其深刻的影响。

牛顿经典力学的建立是科学形态上的重要变革,标志着近代理论自然科学的诞生,并成为其他各门自然科学的典范。

牛顿经典力学体系的建立得益于已有的科学成就。

哥白尼、伽利略、开普勒、笛卡尔等人在天文学、力学、光学、数学等方面的贡献,为经典力学奠定了坚实的基础,特别是伽利略与开普勒对牛顿经典力学体系的建立更是有着极其重要的影响伽利略通过对自由落体的研究,已经发现了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动,奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。

伽利略关于抛物体运动定律的发现,对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。

开普勒所发现的行星运动定律则是牛顿万有引力学说产生的最重要前提。

牛顿力学研究报告论文

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牛顿力学研究报告论文引言牛顿力学,也称为古典力学,是物理学中最基本和广泛应用的分支之一。

它由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出,为研究物体的运动和力学行为提供了重要的理论框架。

牛顿力学的核心概念包括质点、运动、力、动量和能量等。

本报告将详细介绍牛顿力学的基本原理和应用,并通过实例分析来加深理解。

一、牛顿力学的基本原理牛顿力学的基本原理由三个定律组成,下面将依次介绍每个定律的内容。

1. 牛顿第一定律牛顿第一定律,也称为惯性定律,阐述了物体在外力作用下的运动状态。

根据该定律,如果没有外力作用于一个物体,该物体将保持静止或匀速直线运动。

这意味着物体的运动状态需要外力才能改变。

2. 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了一个物体受力时的运动情况。

该定律表示物体所受的合力等于物体的质量乘以其加速度;换句话说,物体的加速度与作用力的大小成正比,与物体的质量成反比。

这个定律提供了计算物体加速度和力之间关系的数学公式。

3. 牛顿第三定律牛顿第三定律,也被称为作用-反作用定律,描述了力的互动关系。

根据这个定律,当一个物体对另一个物体施加力时,第二个物体将以大小相等、方向相反的力对第一个物体施加反作用力。

这个定律说明了物体间相互作用的力对是平衡的,不会单独存在。

二、牛顿力学的应用牛顿力学的应用广泛涉及到各个领域,包括运动学、静力学和动力学等。

下面将介绍其中几个典型的应用。

1. 运动学运动学研究物体的运动规律,包括位置、速度、加速度和时间的关系。

牛顿力学提供了一套完整的运动学理论,通过运动学方程可以计算物体在给定时间内的位置和速度。

2. 静力学静力学是研究物体在静止状态下的力和力的平衡条件的学科。

牛顿力学提供了一种平衡条件的理论框架,在静力学中可以应用平衡力的概念来解决平衡问题。

3. 动力学动力学研究物体在力的作用下的运动状态和变化规律。

通过牛顿第二定律,可以计算物体在给定力下的加速度和运动轨迹。

动力学的研究对于机械工程、天体物理学和运动控制等领域具有重要意义。

大学物理总结论文

大学物理总结论文

⼤学物理总结论⽂⼤学物理总结论⽂(通⽤5篇) 从⼩学、初中、⾼中到⼤学乃⾄⼯作,⼤家都跟论⽂打过交道吧,论⽂⼀般由题名、作者、摘要、关键词、正⽂、参考⽂献和附录等部分组成。

相信写论⽂是⼀个让许多⼈都头痛的问题,下⾯是⼩编收集整理的⼤学物理总结论⽂(通⽤5篇),希望对⼤家有所帮助。

⼤学物理总结论⽂篇1 ⽜顿定律为基础的⼒学理论被称为⽜顿⼒学或经典⼒学,它曾经被尊为完美普遍的理论⽽兴盛了约三百年。

尽管在⼆⼗世纪初发现了它的局限性,其在⾼速领域被相对论所取代,在微观领域被量⼦⼒学所取代,但在⼀般的技术领域,如机械制造、⼟⽊建筑,甚⾄航空航天技术中,经典⼒学仍保持着充沛的活⼒⽽处于基础理论的地位。

另外,由于经典⼒学是最早形成的物理理论,后来的许多理论,包括相对论和量⼦⼒学的形成都受到它的影响。

后者的许多概念和思想都是由经典⼒学的概念和思想发展、改造⽽来。

[1]经典⼒学在⼀定意义上是整个物理学的基础。

经典⼒学中的质点⼒学和刚体⼒学基础是⼤学物理中的必修内容,⽽质点⼒学⼜是⼤学物理中的开篇内容。

质点⼒学在中学物理中就开始讲授,但在中学物理中质点⼒学仅限于处理质点作匀速、匀变速运动,质点受恒⼒作⽤问题,⽽在⼤学物理中的质点⼒学,不仅仅讲述基本概念、原理和定律,⽽且将物理学中最常⽤、最基本的研究⽅法体现出来,这对学⽣学习⼤学物理的后继内容,乃⾄后继的相关课程都很重要。

本⽂从三⽅⾯分析。

⼀、建⽴物理模型的研究⽅法 质点⼒学中建⽴的第⼀个、也是最简单的物理模型是质点,它从两个⽅⾯反映了运动物体的主要特征:⼏何点反映了物体的位置;质量反映了物体的惯性。

⼀个物体如果作平动,它的各个部分具有完全相同的运动状态,即具有相同的位移、速度、加速度等,可以⽤⼀个点的运动代表物体整体的运动。

平动物体可按质点模型处理,如图1所⽰。

如果⼀个物体⾃⾝的线度与它的运动范围的线度相⽐微不⾜道,或者在所研究的问题中允许忽略物体各部分运动状态的差异,这样的物体可按质点模型处理。

关于牛顿的原理的应用论文

关于牛顿的原理的应用论文

关于牛顿的原理的应用论文引言自17世纪以来,牛顿的运动三定律一直是物理学的基石,并且在现代世界中有着广泛的应用。

本文将介绍牛顿的三定律,并探讨其在日常生活和工程领域中的应用。

牛顿定律的介绍第一定律:惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明一个物体将继续保持静止或匀速直线运动的状态,除非有外力作用于它。

第二定律:运动定律牛顿第二定律给出了物体受力时的运动方程。

根据第二定律,物体受到的力等于物体的质量乘以它的加速度。

这一定律可以表示为以下公式:F = ma其中,F表示力,m表示物体的质量,a表示物体的加速度。

第三定律:作用与反作用定律牛顿第三定律指出,任何两个物体之间的作用力和反作用力大小相等,方向相反。

这意味着对一个物体施加力时,该物体也会对施加力的物体产生同等大小、相反方向的力。

牛顿定律的应用日常生活中的应用•行人行走:当人们走路时,通过将能量转化为向后的推力来推动自己向前移动。

•汽车运动:当汽车加速或制动时,牛顿第二定律解释了这些变化是由施加在车辆上的力引起的。

另外,牛顿第三定律说明了车辆的轮胎和地面之间存在着相等且反向的力。

•球类运动:击打一个足球或篮球时,我们施加了一个向球施加力的作用力。

牛顿第三定律告诉我们,球也向我们施加同样大小、但方向相反的力,因此我们会感到球的反弹。

工程领域中的应用•建筑设计:在建筑设计中,需要考虑到结构的稳定性和平衡。

牛顿第一定律告诉我们,争取平衡是至关重要的,以确保建筑物不会崩塌。

•机械工程:在机械工程中,牛顿第二定律被广泛应用于设计和分析机械系统。

它可以用来计算机械装置的加速度、力和质量之间的关系,并优化机械系统的效率。

•航空航天工程:牛顿定律的应用在航空航天工程中也是重要的。

例如,通过牛顿第二定律,我们可以计算出飞机在特定加速度和重力条件下的飞行速度和推力需求。

结论牛顿的三定律为我们解释和理解世界提供了重要的工具。

无论是日常生活中还是工程领域中,我们都可以看到这些定律的应用。

牛顿运动定律的纵向研究毕业论文

牛顿运动定律的纵向研究毕业论文

牛顿运动定律的纵向研究【关键词】运动定律原理分析力学相对论力学牛顿力学体系的核心是牛顿的三大运动定律,它是在观察和实验的基础上发现的,是经典物理学的主要基础,虽然大家已对牛顿定律非常熟知,但对该理论建立的始末由来并没有一个完整的认识,而本课题将全面系统地研究并介绍这方面的问题,使大家对此理论建立的来龙去脉的认识更系统、更完整。

1 古希腊的机械运动观1.1 亚里士多德的力学观古希腊人对物理现象的研究以亚里士多德的工作最为系统,影响也最大。

亚里士多德的《物理学》一书可以说是世界上最早的物理学著作,他在其著作中讨论了力学问题。

他已经有了在矩形这种特殊情况下的平行四边形的概念。

他曾试图建立杠杆理论,他说:距支点较大距离的力更容易移动重物,因为这种力画出了一个较大的圆。

他把杠杆端点的重物的运动分解为切向运动和法向运动两部分。

他称切向运动为合乎自然的运动,而把法向运动为违反的运动。

这是不恰当的,而且会引起混乱。

亚里士多德关于落体的一些观点也十分错误,他认为物体的非天然运动必须有外力的推动,这是因为空间里必定充满着介质,物体在空间中运动必须克服介质的阻力。

他说物体运动的快慢与它所受外力的大小成正比而与它所受阻力的大小成反比。

如果外力停止作用,物体的运动也就立即终止。

大小不同的重物自由下落(天然运动)冲开介质的力量大小不同,所以较重的物体下落较快,较轻的物体下落较慢。

亚里士多德的这些说法纯粹是他的直观想象和逻辑推理,并无任何实验作为依据,那时人们也还没有“科学实验”的思想。

亚里士多德的工作给了后人许多启发、尽管他的这些结论基在上是错误的。

但是,这些理论仍然值得我们去注意,因为在中世纪和文艺复兴时期,亚里士多德的理论是很有权威的,以致他的这些理论在科学思想上起着重要的阻碍作用。

他说:“体积相等的两个物体,较重的下落的较快。

”他还说:“物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比。

”这些都是不正确的,他的错误曾经长期地禁锢着人们的头脑,后来才逐渐被打破。

牛顿对经典力学的贡献论文1500字

牛顿对经典力学的贡献论文1500字

牛顿对经典力学的贡献论文1500字牛顿与经典力学的建立吕增建焦作大学牛顿一是一位伟大的物理学家、数学家和天文学家。

他在自然科学史上占有独特的地位。

他的科学巨著《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。

经典力学理论体系的科学成就和科学的方法论启迪了人类征服自然的无穷智慧, 对现代化科学技术发展和社会进步产生了极其深远的影响。

牛顿是伟大的物理学家, 在他所处的时代, 哥白尼提出了日心说, 开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星三定律, 伽利略又给出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。

但是, 这些物理概念和物理规律是孤立的, 在逻辑上是各自独立的东西。

牛顿正是“站在这些巨人的肩上”对行星及地面上的物体运动作了整体的考察和研究, 用数学方法, 使物理学成为能够表述因果性的一个完整体系。

正如牛顿所说“自然哲学应称之为“物理学”的目的在于发现自然界的结构和作用, 并且尽可能地把它们归结为一些普遍的法则和一般的定律—用观察和实验来建立这些法则, 从而导出事物的原因和结果⋯⋯”牛顿对力学的研究成果集中体现在他的科学巨著《自然哲学的数学原理》以下简称《原理》中, 这本书是科学史上极为重要的伟大著作。

牛顿在《原理》书中, 提出了力学的三大定律和万有引力定律, 对宏观物体的运动给出了精确的描述, 总结了他自己的物理发现和哲学观点。

可以说在整个科学史上没有一部著作在创新或思维方面可以和该书相媲美, 在取得伟大成就方面也是如此。

它不仅标志了十六、十七世纪科学革命的顶点, 也是人类文明进步的划时代标志, 它不仅总结和发展了牛顿之前物理学的几乎全部重要成果, 而且也是后来所有科学著作和科学方法的楷模。

该书的出版, 标志着经典力学体系的建立, 立即作为新科学的经典著作而受到崇敬, 在科学发展史上建立了一个不朽的丰碑。

1.1划时代的巨著《原理》《原理》一书分为两大部分, 在第一部分中, 牛顿首先明确了当时人们常常混淆的几个重要概念, 如质量、惯性、外力、向心力、时间、空间等, 然后提出了运动的基本定理和定律, 即牛顿力学三定律, 力的合成与分解、动量守恒定律、质心运动定律、相对性原理以及力的等效原理等。

牛顿第一定律论文牛顿第二定律论文

牛顿第一定律论文牛顿第二定律论文

牛顿第一定律论文牛顿第二定律论文“戏说”牛顿第一定律摘要:本文针对《牛顿第一定律》的教学设计中容易忽视予概念“匀速直线运动”的教学的现象,给出了一个《牛顿第一定律》教学设计,该教学设计强化了这一子概念的教学。

关键词:牛顿第一定律;子概念;匀速直线运动中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1003—6148(2010)11(S)—0073—4在高中物理教材中,牛顿第一定律被设为单独的一节内容。

但是,在实际教学过程中,很多教师并未把该节内容讲透,不是隔靴搔痒,未及痛处,就是囫囵吞枣,一笔带过。

其实,除了牛顿第一定律本身以及惯性概念,本节还有一个关键的子概念常被忽略,就是匀速直线运动。

应当强调的是,它必须从其他运动类型中独立出来。

否则,力和运动的关系就会混淆不清,矛盾始终若隐若现。

在笔者看来,该节内容冲突明显,层层铺垫后,又终见光明,堪称精彩。

相比戏剧作品中,人物与人物之间,由于性格、目的的不同,而展开的矛盾斗争,被称为戏剧冲突。

戏剧作品总是由一个冲突的提出、发展和解决而得到完成的……所以,演出开始了。

1 所用教材本教学设计所参考的教材是人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书物理1必修》(2006年12月第2版)。

2 教学目标2.1 知识与技能(1)了解亚里士多德对力和运动关系的论述及存在的错误。

(2)认识伽利略研究运动和力关系的思想方法,了解理想实验的作用,理解匀速直线运动的特殊性。

(3)知道速度是描述物体运动状态的物理量。

(4)理解牛顿第一定律的内容,能够运用牛顿第一定律解释有关现象。

(5)知道惯性是物体的固有属性,知道质量是物体惯性大小的量度。

(6)运用惯性概念,解释有关实际问题。

2.2 过程与方法培养学生严谨的逻辑推理能力。

简单涉及物理学史。

2.3 情感态度与价值观使学生领悟实验加推理的科学研究方法,了解建立基本概念的重要和艰难,真正体会其历史背景的厚重。

3 重点难点本节的重点是伽利略理想实验,难点是对惯性的理解。

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关于牛顿力学的论文报告
(一)对自然观念的影响
牛顿经典力学的成就之大使得它得以广泛传播,深深地改变了人们的自然观。

人们往往用力学的尺度去衡量一切,用力学的原理去解释一切自然现象,将一切运动都归结为机械运动,一切运动的原因都归结为力,自然界是一架按照力学规律运动着的机器。

这种机械唯物主义自然观在当时是有进步作用的。

由于它把自然界中起作用的原因都归结为自然界本身规律的作用,有利于促使科学家去探索自然界的规律。

它能刺激人们运用分析和解剖的方式,从观察和实验中取得更多的经验材料,这对科学的发展来说也是必要的。

但这种思维方式在一定程度上忽视了理论思维的作用,忽视了事物之间的联系和发展,因而又有着严重的缺陷。

(二)对自然科学的影响
牛顿经典力学的内容和研究方法对自然科学,特别是物理学起了重大的推动作用,但也存在着消极影响。

牛顿建立的经典力学体系以及他的力学研究纲领所获得的成功,在当时使科学家们以为牛顿经典力学就是整个物理学,甚至是全部自然科学的可靠的最终的基础。

在相当长的历史时期内,牛顿经典力学名著《自然哲学的数学原理》一书成为了科学家们共同遵循的规范,它支配了当时整个自然科学发展的进程。

他研究问题的科学方法和原理也普遍得到赞赏和采用。

牛顿研究经典力学的科学方法论和认识论,如运用分析和综合相结合的方法与公理化方法及科学的简单性原则、寻求因果关系中相似性统一性原则、以实验为基础发现物体的普遍性原则和正确对待归纳结论的原则,对后世科学的发展也影响深远。

(三)对社会科学的影响
经典力学不但对自然科学产生了很大影响,在社会科学方面,特别是对哲学和人类思想发展,也产生了重大影响。

在经典力学的直接影响下,英国的霍布斯和洛克建立和发展了机械唯物主义哲学,并由于其强大的影响力,使得唯物论从宗教神学那里争得了发言权,并在随后形成了人类历史上唯物主义和唯心主义斗争最为激烈的一段时期。

经过康德和黑格尔对辩证法和机械唯物主义的研究和发展,以及马克思和恩格斯对哲学已有研究成果的吸收,结合当时科学发展成果,最终建立了唯物主义辩证法。

唯物主义辩证法的建立,在很大程度上得益于牛顿经典力学体系的建立。

近现代科学和哲学是发轫于经典力学的,正是从牛顿建立经典力学开始,人类在思想观念上才开始真正走向科学化合现代化,而它对人类思想领域的影响也是极其广泛而深刻的。

事物总是辩证统一、一分为二的。

虽然科学家在运用牛顿经典力学方法及成果时使自然科学得到了长足发展,但当时人们在接受和运用牛顿的科学成果之时,没有搞清它的适用范围,也作出了不适当的夸大。

例如,当初有科学家认为所有涉及到的物理学问题都可以归结为不变的引力和斥力,因而只要把自然现象转化为力就行了。

结果到后来,“力”成了对现象和规律缺乏认识的避难所,把当时无法解释的各种现象都冠以各种不同力的名称。

因此,牛顿经典力学的内容及其研究方法在推动自然科学发展的同时,也产生了很大的消极影响。

对经典力学,我们要辩证地看待其得与失。

经典力学的应用受到物体运动速率的限制,当物体运动的速率接近真空中的光速时,经典力学的许多观念将发生重大变化。

如经典力学中认为物体的质量不仅不变,并且与物体的速度或能量无关,但相对论研究则表明,物体的质量将随着运动速率的增加而增大,物体的质量和能量之间存在着密切的联系。

但当物体运动的速度远小于真空中的光速时,经典力学仍然适用。

牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。

19世纪和20世纪之交,物理学的三大发现,即X射线的发现、电子的发现和放射性的发现,使物理学的研究由宏观领域进入微观领域,特别是20世纪初量子力学的建立,出现了与经典观念不同的新观念。

例如:量子力学的研究表明,微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性,粒子的能量等物理量只能取分立的数值,粒子的速度和位置具有不确定性,粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。

但量子力学的建立并不是对经典力学的否定,对于宏观物体的运动,量子现象并不显著,经典力学依然适用。

现代物理学的发展,并没有使经典力学失去存在的价值,只是拓宽了人们的视野,经典力学仍将在它适用的范围内大放异彩。

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