第一篇:說明牛頓三定律基本思想的歷史淵源(本站推薦)
4、說明牛頓三定律基本思想的歷史淵源。第三章 牛頓第一定律的發現及總結300多年前伽利略對類似的實驗進行了分析認識到運動物體受到的阻力越小他的運動速度減小得就越慢他運動的時間就越長。他還進一步通過進一步推理得出在理想情況下如果水平表面絕對光滑物體受到的阻力為零它的速度講不會減慢這是將以恒定不變的速度永遠運動下去。伽利略曾經專研過這個問題牛頓曾經說過“我是站在巨人的肩膀上才成功的。”這句話就是針對伽利略的。所以牛頓概括了前人的研究結果總結出了著名的牛頓第一定律。
5、說明能量守恒原理建立的科學淵源。第四章
二、邁爾的貢獻 1842年發表了題為《熱的力學的幾點說明》的論文敘述了普遍的“力”即能的轉化與守恒的概念所以一般都承認邁爾是建立熱力學第一定律即能量守恒定律的第一人。
三、焦耳對熱功當量的測定 焦耳對電和磁的研究很感興趣。他通過測定熱功當量為建立能量守恒定律提供了實驗依據。焦耳通過實驗得出結論熱功當量是一個普適常量與作功的方式無關。他證實了自然界的能量是等量轉換的是不會被消滅的哪里消耗了機械能或電磁能。總可以在某些地方得到相當的能量。焦耳的實驗工作為熱力學第一定律的建立奠定了實驗基礎由此能量守恒定律牢固地確立起來。
四、亥姆霍茲的工作 從多方面論證能量守恒和轉化定律的人是德國的海曼.亥姆霍茲。1847年26歲的亥姆霍茲寫了一篇重要的論文《力的守恒》這篇論文在熱力學的發展中占有重要的地位。
6、確立能量轉化與守恒定律的三位科學家是誰分述他們的貢獻。羅伯特?邁爾海爾曼?亥姆霍茲焦耳 羅伯特?邁爾 1842年撰文《論無機界的力》1845年撰文《與有機運動相聯系的新陳代謝》。邁爾是將熱學觀點用于有機世界研究的第一人。海爾曼?亥姆霍茲1847年提出了能量守恒和轉化定律。1855年最早測量了神經脈動速率把物理方法應用于神經系統的研究著有《生物光學手冊》、《音樂理論的生理基礎》、《論力的守恒》等書。培養了一大批優秀人才。赫茲、普朗克等人都是他的學生。焦耳1843年寫了兩篇關鍵性論文《論磁電的熱效應和熱的機械值》和《論水電解時產生的熱》。1849年發表《論熱功當量》。1878年發表《熱功當量的新測定》最后得到的數值為423.85千克·米/千卡。
五、2邁爾、亥姆霍茲和焦耳各自是通過什么途徑證明能量守恒原理的?1.1840年邁爾在一艘從荷蘭開往爪哇的海輪上為海員治病(放血)時,得到重要啟示,發現靜脈血不象生活在溫帶國家中的人那樣顏色暗淡,而是象動脈血那樣鮮紅,這說明血液中氧氣消耗較少,他認為這是由于人體在熱帶所需的維持體溫的新陳代謝減緩的結果。他已認識到生物體內能量的輸入和輸出是平衡的。2.他通過測定熱功當量為建立能量守恒定律提供了實驗依據。3.從多方面論證能量守恒和轉化定律的人是德國的海曼.亥姆霍茲。
第二篇:讀《論牛頓三定律的關系》有感
讀《論牛頓三定律的關系》有感
在高中階段,我就曾學過牛頓三定律。到了大學,再一次接觸到牛頓三定律,我對它也有了新的認識。正如《論牛頓三定律的關系》這篇文章中所講,牛頓三定律是一個有邏輯聯系的整體。第一定律是基礎,第二定律是核心,第三定律是對第一、二定律的必要補充。牛頓三定律是整個力學的基礎。
牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中對第一定律的陳述是:“所有物體在受力作用而改變其狀態之前,繼續保持其靜止或沿直線作勻速運動的狀態。”我認為第一定律可以理解為:力是改變物體運動的原因,而不是維持物體運動的原因。第一定律的核心在于正確解釋了力和運動的關系,科學地說明了力和慣性這兩個概念,以及“任何物體都具有慣性”這一普遍的客觀規律。在我們中學時就已經知道靜止是相對的,運動是絕對的。所以第一定律它為整個力學體系選定了一種特殊的參考系——慣性參考系。《論牛頓三定律的關系》認為只有在慣性參考系中,各種動力學規律包括牛頓第二定律才成立。因此,牛頓第一定律是研究動力學的出發點,是確立牛頓第二定律及其他動力學規律的基礎。
在《論牛頓三定律的關系》一文中,點出了牛頓第一定律的不足之處——沒有說明力是怎樣改變物體運動狀態的。而牛頓第二定律則是在牛頓第一定律的基礎上,確定了力、質量和加速度三者之間的定量關系。牛頓第二定律把物體的受力和物體的運動情況結合起來,所以力學的主要內容都是以第二定律為中心展開的。同時,牛頓第二定律還做出了質量的科學定義——在給定作用力下跟物體的加速度成反比的物理量。牛頓第二定律將動力學、靜力學和運動學的內容聯系在一起,可見第二定律的應用十分廣泛。以前,我只知道運用牛頓第二定律去解題,卻沒有像文章的作者想的那么多,也不知道簡單的一句話竟然包含了這么多的道理。
而牛頓第三定律說明了引起物體機械運動狀態變化的作用力具有相互作用的本質,并指出相互作用力之間的定量關系。因此,它是對牛頓第一、二定律的必要補充。由于牛頓第一定律和第二定律中的“物體”都是對質點而言的,即它只適用于質點的運動。而牛頓第三定律則適用于一般物體或質點系統,彌補了第一、第二定律的不足。在看完這篇文章,我想對牛頓三定律的應用,我一定會有新的認識。文章也只出了牛頓三大定律的局限性——只適用于宏觀低速物體。但有一點無需否認,牛頓三大運動定律是動力學的基本規律。
牛頓曾說過這樣一句話,我之所以會有這么大的成就,那是因為我站在巨人的肩膀上。物理學在諸位先賢的努力下,不斷完善,他們的成就將一直被人們所銘記。
第三篇:牛頓第一第三定律論文
關于牛頓第一第三定律的教學設計
牛頓第三定律是經典牛頓三大定律之一,學生對之都很熟悉。但是在應用牛頓第三定律去解釋一些物理現象、問題時就會存在一些錯誤。原因是多種多樣的,原因在于很多學生抓不住解決問題的關鍵,容易形成思維定勢。相當一部分人會認為思維定勢對解決物理問題很不利,是教學低效率的重要原因之一。本次研究牛頓第三定律的方法包括測試和問答,淺談了關于牛頓第三定律的錯誤理解和不恰當應用,并給予物理規律課堂一點教學建議。在教學過程中我采用了三個階段:
在教學的第一階段:我采用“矛盾沖突法”,借助于實驗展示生活體驗、亞里士多德觀點與伽利略思想實驗矛盾沖突,目的是激發學生探究欲望,使學生有較高的熱情去發現問題,為運用矛盾沖突法糾正錯誤認識,建立的正確認識作好鋪墊。
“物體不受外力作用時,它的運動狀態如何?”對這一問題的探究,學生的思維習慣往往去找實際不受外力的物體:如太空中的物體等,很難提出實驗加推理的方法。我在教學中,直接提出實驗加推理的方法。課后仔細思考發現這種處理并不好,不符合學生認知規律,應啟發學生思考:自然界中不受外力的物體不存在,我們能否使物體幾乎不受外力作用?能否使物體盡可能少受外力?如何將少受外力作用的物體運動狀態與不受外力作用的物體運動狀態聯系起來?然后得出實驗加推理的方法。使學生明白“不受外力作用”是一種理想狀況,我們只能無限接近而不能得到理想狀況。這是一種新的思維方式,為我們解決問題提供了一種新方法。
第二階段:實驗探究。在教師提出問題,學生作出猜想后,我讓學生自主、合作利用身邊的物品設計自己的實驗方案,并把實驗方案匯報交流,從中選出最佳方案,再以動畫展示斜面小車實驗過程,給學生以啟示,引導學生發現實驗的技術關鍵,最后學生動手實驗探究。在整個探究過程中,我只起組織者、幫助者的作用,盡量讓學生自己分析、交流、推論并表述出牛頓第一定律內容。課后我感到,還沒做到完全放手,比如,提出問題這一環節是老師直接提出的(為了節省時間),如果教師提供給學生提出問題的舞臺,由學生提出問題,讓學生真正成為學習的主人,會更能發揮學生的主體作用。
第三階段:深化理解牛頓第三定律。在探究得出牛頓第一定律的內容后,我大膽地提出了一個問題,“針對牛頓第一定律,你能提出那些問題?”。設立這一環節的目的是激發學生的學習興趣,開闊學生的視野,提高學生分析、解決問題的能力。給學生提供了多角度、多
方位思考問題的機會,培養了學生發散思維能力。設計這一環節時,我考慮到如果學生提不出問題怎么辦,那只能由教師逐步引導學生去挖掘問題。沒想到同學們踴躍提出了各種問題,有的問題學生能解答的我就讓學生解答,有的問題需在老師的點播下由學生解決,有的問提我直接告述學生是以后要繼續學習的。這樣把學生提出的問題逐一解決。
有相當一部分人認為思維定勢對物理知識的正確理解極為不利,它排斥了科學知識的建立,是教學低效率的重要原因之一。思維定勢直接影響學生在思考或解決問題時的判斷阻礙了學生對問題本質的深入探討和靈活理解。思維定勢使學生錯誤理解物理現象。例如在一件屋子里放有剪刀、海綿,請問憑你的感覺你覺得哪個物體的溫度最低?毋庸置疑大多數學過物理知識的和沒有學過物理知識的都會回答剪刀的溫度最低。難道那些學過物理知識的人不懂的熱傳遞嗎? 完全不是還比如大多數的學生對慣性都有這樣的感覺速度大的物體比速度小的物體的慣性大。因為根據他們的經驗速度大的車子很難剎車。是他們的思維定勢侵占了他們的頭腦使他們做出了錯誤的回答,所以說學生的思維定勢是一種根深蒂固的東西。這些在大腦中形成思維定勢或許是來自日常生活理論或許是日常體驗,它是個人與他接觸的環境而形成的一種認識。是學生在上課之前就已經攝取的感性知識這樣造成了認識世界的粗淺經驗和模糊的思維界限。它是學生心靈深處的一種朦朧意識,學生往往很難用自己的語言賦予邏輯思辨能力的語言表達清楚,但它作為一種觀念知識仍有實質性的內容
課后,我認識到,相信學生,把問題交給學生自己去解決,這是把課堂還給學生,發揮學生在課堂上的主題作用必不可少的前提。如果教師不給學生機會,學生的思維就會被束縛,學生的創新意識和實踐能力就會受到遏制。
第四篇:管理三“指”定律
管理三“指”定律
回望職場18載,有高峰,有低谷,有成功,有失敗,有信心也有挫敗。從一個名不見經傳的小兵,到一個名不見經傳的小頭目,從帶兵到帶經理,從帶人到帶隊伍;從傳統的中國式管理的被管理者,到互聯網數字時代的管理者;從單純的被領導,到有領導的平臺和培養小領導的機遇和挑戰,有人欣賞,有人非議,有人鼓勵,有人打擊,一路走來,一路風雨;拒絕誘惑,堅持本真;一心感恩,有愛相陪,彎路多多,痛苦多多,撥云見日,迷途知返,告別一個終點,開始一個新的起點,周而復始,衣帶漸寬終不悔,是非功過轉頭空,以出世的態度做入世的事情,身心靈職業修煉,探索生命笑看人間彩虹,快樂源自真誠,幸福源自付出;帶過的團隊,付出的收獲,原來,管理領導不外乎三個指頭:
一、指揮 從小兵到小頭目,首先轉變的是指揮的藝術。指揮就是學會讓別人做事,通過別人達成組織目標,提升做事效率,避免洋洋得意的瞎指揮,發揮一線出身的優勢,不逞個人之能,成就別人做事,又要避免官僚,下沉接著地氣,這一轉變至關重要,過了這道坎,知道重心不在自己,也就是60分的管理領導轉型。
二、指導 讓下屬做事,如遇困惑,指點迷津,更有效率地讓下屬做事,培養其做事自信心,敢為下屬擔責任,又要照顧到組織目標的有效達成,糾結中敞亮自己,授權中責任如影隨形,教練輔導員而已,修煉第二重。
三、指向 讓下屬用自己的方法做事,鼓勵鼓勵還是鼓勵,把握好方向,更多的時間用于思考,下屬真正做自己,下屬真正用自己的方法達到比自己指導更高的效率和效能,是第三重。
三指定律,就這么從一個無名小兵到一個無名職業經理,侵淫著自己的汗水和真誠,堅信著人善本性,點滴成績,點滴欣喜,原來做管理,做領導,真正練就的是職業心胸,成就別人,成就自己。
只要肯傾囊相贈,三指定律,人人皆可練成。
第五篇:電磁感應中的“微元法”和“牛頓第四定律”
電磁感應中的“微元法”和“牛頓第四定律”
所謂:“微元法”
所謂“微元法”,又叫“微小變量法”,是解物理題的一種方法。
1.什么情況下用微元法解題?在變力作用下做變變速運動(非勻變速運動)時,可考慮用微元法解題。
2.關于微元法。在時間很短或位移很小時,非勻變速運動可以看作勻變速運動,運動圖象中的梯形可以看作矩形,所以。微元法體現了微分思想。
3.關于求和。許多小的梯形加起來為大的梯形,即,(注意:前面的為小寫,后面的為大寫),并且,當末速度時,有,或初速度時,有,這個求和的方法體現了積分思想。
4.無論物理規律用牛頓定律,還是動量定理或動能定理,都可以用微元法.如果既可以用動量定理也可以用動能定理解。對于使用老教科書的地區,這兩種解法用哪一種都行,但對于使用課程標準教科書的地區就不同了,因為課程標準教科書把動量的內容移到了選修3-5,如果不選修3-5,則不能用動量定理解,只能用動能定理解。
微元法解題,體現了微分和積分的思想,考查學生學習的潛能和獨創能力。
電磁感應中的微元法
一些以“電磁感應”為題材的題目。可以用微元法解,因為在電磁感應中,如導體切割磁感線運動,產生感應電動勢為,感應電流為,受安培力為,因為是變力問題,所以可以用微元法.1.只受安培力的情況
例1.如圖所示,寬度為L的光滑金屬導軌一端封閉,電阻不計,足夠長,水平部分有豎直向上、磁感應強度為B的勻強磁場中。質量為m、電阻為r的導體棒從高度為h的斜軌上從靜止開始滑下,由于在磁場中受安培力的作用,在水平導軌上滑行的距離為S而停下。
(1)
求導體棒剛滑到水平面時的速度;
(2)
寫出導體棒在水平導軌上滑行的速度與在水平導軌上滑行的距離的函數關系,并畫出關系草圖。
(3)求出導體棒在水平導軌上滑行的距離分別為S/4、S/2時的速度、;
B
h
0
S/4
S/2
S
例題圖
解:(1)根據機械能守恒定律,有,得。
①
(2)設導體棒在水平導軌上滑行的速度為時,受到的安培力為,安培力的方向與速度方向相反。
用微元法,安培力是變力,設在一段很短的時間內,速度變化很小,可以認為沒有變化,所以安培力可以看做恒力,根據牛頓第二定律,加速度為,很短的時間內速度的變化為,而,那么在時間內速度的變化為,因為,所以,速度
②
2.既受安培力又受重力的情況
例2.2010年南京市高考模擬題
如圖所示,豎直平面內有一邊長為L、質量為m、電阻為R的正方形線框在豎直向下的勻強重力場和水平方向的磁場組成的復合場中以初速度水平拋出,磁場方向與線框平面垂直,磁場的磁感應強度隨豎直向下的z軸按得規律均勻增大,已知重力加速度為,求:
(1)
線框豎直方向速度為時,線框中瞬時電流的大小;
(2)
線框在復合場中運動的最大電功率;
(3)
若線框從開始拋出到瞬時速度大小到達所經歷的時間為,那么,線框在時間內的總位移大小為多少?
解:(1)因在豎直方向兩邊的磁感應強度大小不同,所以產生感應電流為
(2)當安培力等于重力時豎直速度最大,功率也就最大
所以
(3)線框受重力和安培力兩個力,其中重力為恒力,安培力為變力,我們把線框的運動分解為在重力作用下的運動和在安培力作用下的運動。在重力作用下,在時間t
內增加的速度為,求在安培力作用下在時間t內增加的速度為
用微元法,設在微小時間內,變力可以看做恒力,變加速運動可以看做勻加速運動,加速度為,則在內速度的增加為,而,所以在時間t內由于安培力的作用而增加的速度(因為增加量為負,所以實際是減小)為,所以
再根據運動的合成,時間t內總的增加的速度為=。
從宏觀看速度的增加為,所以=,得線框在時間內的總位移大小為。
從例題可以看出,所謂微元法是數學上的微積分理念在解物理題中的應用.3.重力和安培力不在一條直線上的情況
例3.2008年高考江蘇省物理卷第15題
如圖所示,間距為L的兩條足夠長的平行金屬導軌與水平面的夾角為θ,導軌光滑且電阻忽略不計.場強為B的條形勻強磁場方向與導軌平面垂直,磁場區域的寬度為d1,間距為d2.兩根質量均為m、有效電阻均為R的導體棒a和b放在導軌上,并與導軌垂直.(設重力加速度為g)
⑴若a進入第2個磁場區域時,b以與a同樣的速度進入第1個磁場區域,求b穿過第1個磁場區域過程中增加的動能△Ek;
⑵若a進入第2個磁場區域時,b恰好離開第1個磁場區域;此后a離開第2個磁場區域時,b
又恰好進入第2個磁場區域.且a.b在任意一個磁場區域或無磁場區域的運動時間均相等.求b穿過第2個磁場區域過程中,兩導體棒產生的總焦耳熱Q;
⑶對于第⑵問所述的運動情況,求a穿出第k個磁場區域時的速率v.
磁場區域1
B
磁場區域2
B
磁場區域3
B
磁場區域4
B
磁場區域5
B
棒b
棒a
d1
d1
d1
d2
d2
d2
d2
Θ
d1
d1
解:⑴因為a和b產生的感應電動勢大小相等,按回路方向相反,所以感應電流為0,所以a和b均不受安培力作用,由機械能守恒得
①
⑵設導體棒剛進入無磁場區時的速度為,剛離開無磁場區時的速度為,即導體棒剛進入磁場區時的速度為,剛離開磁場區時的速度為,由能量守恒得:
在磁場區域有:
②
在無磁場區域:
③
解得:
⑶用微元法
設導體棒在無磁場區域和有磁場區域的運動時間都為,在無磁場區域有:
④
且平均速度:
⑤
在有磁場區域,對a棒:
且:
解得:
⑥
因為速度是變量,用微元法
根據牛頓第二定律,在一段很短的時間內
則有
因為導體棒剛進入磁場區時的速度為,剛離開磁場區時的速度為,所以,,所以:
⑦
聯立④⑤⑦式,得
(原答案此處一筆帶過,實際上這一步很麻煩,以下筆者給出詳細過程:
④代入⑦得:,⑧
⑧代入⑤得:
⑨
⑦+⑨得:。)
a.b在任意一個磁場區域或無磁場區域的運動時間均相等,所以a穿出任一個磁場區域時的速率v就等于.所以。
(注意:由于a.b在任意一個磁場區域或無磁場區域的運動時間均相等,所以a穿出任一個磁場區域時的速率v都相等,所以所謂“第K個磁場區”,對本題解題沒有特別意義。)
練習題
練習題1.2007年高考江蘇省物理卷第18題
如圖所示,空間等間距分布著水平方向的條形勻強磁場,豎直方向磁場區域足夠長,磁感應強度B=1T,每一條形磁場區域的寬度及相鄰條形磁場區域的間距均為d=0.5m,現有一邊長l=0.2m、質量m=0.1kg、電阻R=0.1Ω的正方形線框MNOP以v0=7m/s的初速從左側磁場邊緣水平進入磁場,求
(1)線框MN邊剛進入磁場時受到安培力的大小F。
(2)線框從開始進入磁場到豎直下落的過程中產生的焦耳熱Q。
(3)線框能穿過的完整條形磁場區域的個數n。
解:(1)線框MN邊剛進入磁場時,感應電動勢,感應電流,受到安培力的大小
F=
(2)水平方向速度為0,(3)用“微元法”解
線框在進入和穿出條形磁場時的任一時刻,感應電動勢,感應電流,受到安培力的大小
F=,得,在時間內,由牛頓定律:
求和,,解得,線框能穿過的完整條形磁場區域的個數n=,取整數為4。
練習題2.2009年高考江蘇省物理卷第15題
如圖所示,兩平行的光滑金屬導軌安裝在一光滑絕緣斜面上,導軌間距為L、足夠長且電阻忽略不計,導軌平面的傾角為。條形勻強磁場的寬度為,磁感應強度大小為B、方向與導軌平面垂直。長度為的絕緣桿將導體棒和正方形的單匝線框連接在一起組成“”型裝置。總質量為,置于導軌上。導體棒中通以大小恒為I的電流(由外接恒流源產生,圖中未畫出)。線框的邊長為(),電阻為R,下邊與磁場區域上邊界重合。將裝置由靜止釋放,導體棒恰好運動到磁場區域下邊界處返回。導體棒在整個運動過程中始終與導軌垂直。重力加速度為。求:
(1)
裝置從釋放到開始返回的過程中,線框中產生的焦耳熱Q;
(2)
線框第一次穿越磁場區域所需的時間;
(3)
經過足夠長時間后,線框上邊與磁場區域下邊界的最大距離。
【解答】設裝置由靜止釋放到導體棒運動到磁場下邊界的過程中,作用在線框的安培力做功為W
由動能定理
且
解得
(1)
設線框剛離開磁場下邊界時的速度為,則接著向下運動
由動能定理
裝置在磁場中運動的合力
感應電動勢
感應電流
安培力
由牛頓第二定律,在到時間內,有
則=
有
解得
(2)
經過足夠長時間后,線框在磁場下邊界與最大距離之間往復運動,由動能定理
解得。
解:(本人研究的另外解法:用“牛頓第四定律”解)
第(1)問,同原解答
第(2)問:設線框剛離開磁場下邊界時的速度為,則接著向下運動,速度變為0,根據動能定理,所以
注意:導體棒在磁場中運動的位移是,而不是,且因為是恒流,所以安培力是恒力。
因為線框在磁場中的運動時受到的合力,而是與速度成正比的力,所以把線框在磁場中的運動分解為在重力的分力作用下的速度隨時間均勻變化的勻變速直線運動和在安培力作用下的速度隨位移均勻變化的勻變速直線運動兩種運動,前者速度的變化與時間成正比,后者速度的變化與位移成正比,有
注意:因為線框下邊進磁場和上邊出磁場,掠過的距離共。
所以=
第(3)問,同原解答,不重復。