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牛顿毕业论文

发布时间:2024-07-02 09:08:41

牛顿毕业论文

伊萨克·牛顿(1642—1727)是17世纪科学革命的顶峰人物,著名的英国物理学家、天文学家和数学家。他在力学上提出作为近代物理学基础的力学三大定律和万有引力定律;他关于白光由色光组成的发现为物理光学奠定了基础;他还是数学上微积分的创始人。他的《自然哲学的数学原理》是近代科学史上最重要的著作。

牛顿出身于英国北部林肯郡的偏僻农村乌耳索浦的一个贫苦农民家庭。在他出生前两个月,父亲伊萨克就去世了,但他母亲仍然给他取了一个与父亲同样的名字伊萨克。牛顿两岁时,因母亲改嫁给一个名叫巴顿的牧师,于是牛顿就被其外祖母收养。到了上学的年龄,牛顿进入了一所公立学校,他资质平常,学习成绩一般,但是他对手工制作的兴趣很浓,外祖母给他的零花钱舍不得用,积攒下来全买了锤子、锯子、钳子等工具,成天敲敲打打,自己动手制作一些小玩具,其精巧程度,常常令人惊讶。

12岁,牛顿进了格兰汉镇中学读书。他对手工和机械方面的爱好得到了继续发挥。他仿造镇上磨坊磨面动力的大风车,也做了一架小风车,风一吹叶片就转动,加点麦粒进去就像大风车一样磨出面粉来。他还根据滴漏的原理,制作成一个小水钟,每天早晨会自动将水珠滴到脸上催促他起床。继父病故后,母亲带着两个妹妹、一个弟弟回到了家。由于家境贫困,母亲希望牛顿能分担些家庭重担,刚14岁的牛顿休学回家开始了放牧耕种。

牛顿身在家里,但他的头脑却充满了理想,思考着各种学习问题。为了学习,他到了如醉如痴的地步,常常将一切置于脑后,不是走失了马,就是跑散了羊群。有一次,他在暴风雨中测量风速,浑身被淋得透湿,母亲简直惊呆了,怕他为此精神失常,只好让他重新回到学校读书。

1661年,牛顿以优异的成绩考上了剑桥大学特里尼蒂学院。学院教授巴罗认定牛顿是个人才,推荐他当研究生。1665年,牛顿从剑桥大学毕业后留校研究室深造。是年6月,鼠疫流行,学校关门,牛顿只好回到家乡。在这期间,牛顿把主要精力集中于科学研究。他系统地整理了大学里学习过的功课,潜心研究了开普勒、笛卡儿、阿基米德和伽利略等前辈科学家的主要论著,还进行了许多科学试验。1666年,牛顿找到了一块三角玻璃棱镜,用它来进行把白光分解成各种有色光的试验,经反复实验证实:白色光线所以能散射成彩色光谱;绝不是偶然现象,而是由于它本身就是由折射率不同的各种彩色光线混合组成的。当它透过三棱镜时,紫色光线的折射率最大,其次是蓝色……折射率最小的是红色光线,以至在三棱镜后面,形成了彩色光谱。太阳光透过蒙蒙雾气时,产生出美丽的七色彩虹,也是相同的原理。牛顿的这一成功实验和结论,从而纠正了有色光只是棱镜的折射、光本身并不能分解的错误认识,为后来科学家创立光谱学开辟了道路。

1667年3月,牛顿又回到大学里当研究生,1668年,获得硕士学位。牛顿在研究光分解的同时,还对改进折射望远镜产生了兴趣,并发现了球面像差和色差现象,成功地研制了反射望远镜,成为反射望远镜的发明人之一。早先罗马人祖基、法国的默森和苏格兰的格里戈里都进行过有关反射望远镜的设计,但都没有成功,牛顿是第一个制造反射望远镜的人。

1669年,牛顿由巴罗教授推荐,当上了数学教授。1671年被选举为皇家学会会员,他提交给学会的论文《光和颜色的新理论》,提出了光的粒子性,这是牛顿的第一篇论文。不料,他的论点同皇家学会创始人之一、大科学家胡克的波动说冲突,于是引发了一场大论战。这场论战一直持续了近300年,直到20世纪初才以光的波粒二象性为结论而告一段落。牛顿在光学方面进行了多方面的研究,他还发现了牛顿圈,描写了光的衍射现象,特别是还研究了光的振动理论,提出了所谓光的“猝发的间隔”,这与后来波动说中的波长相似。牛顿在光学方面取得如此成就,以至有人说,单凭光学方面的贡献,牛顿就可以称得上是一位伟大的科学家。

牛顿在自然科学中最辉煌的成就是发现了万有引力定律。这一时期许多科学家都在探索天体运动的奥秘。1679年胡克已认识到引力平方反比定律,但始终没法证明,为此他还写信给牛顿,探询他在这个问题研究方面的进展。1684年,雷恩、哈雷、胡克等人又提出要推动这一问题的研究,希望能从天体间引力的平方反比关系得到椭圆轨道的结果。同年8月,哈雷专门拜访了牛顿,发现牛顿已解决了这个难题。11月,当牛顿把重新计算过的稿纸及有关材料寄给哈雷时,哈雷兴奋而激动地看完了计算底稿,竭力劝说牛顿将其发表。《关于运动》一文的发表,立即在皇家学会引起巨大的反响。1685年,牛顿完成了划时代的巨著《自然哲学的数学原理》,可是皇家学会却以经费不足暂缓出版,后在热心的哈雷慨然帮助下,资助了全部出版费用,这样才使这部划时代的著作于1687年得以出版。《自然哲学的数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。它集中表现了以空间、时间、质量和力四个绝对化的概念为基础,以运动基本三定律为核心,以万有引力定律为最高综合,并用微积分来描述物体运动的因果律。它把天体力学和地面上的物体的力学统一起来,是物理学史上的第一次大综合,是一个立足于实验和观察的基础上的、结构严谨、逻辑严密的科学体系。

牛顿在出版了《自然哲学的数学原理》一书后,就投入了政治活动。1688年,他被选为国会议员。由于英国货币混乱,1696年,任财政大臣的同学蒙特洛请牛顿出任造币局副局长,他恪尽职守,工作十分出色。1699年,升任为造币局局长。1703年,胡克逝世,61岁的牛顿被推选为皇家学会会长。1704年,牛顿的《光学》一书问世。同年,又出版了《三次曲线枚举》、《利用无穷级数求曲线的面积和长度》、《流数术》(微积分)等一批数学著作。1705年,英国女王授予牛顿爵士头衔。1711年,牛顿发表了《使用级数、流数等等的分析》。1727年3月,年已85岁的牛顿在出席了皇家学会的例会后突然发病,于当月28日逝世。作为对国家有功的伟人,牛顿被安葬于威斯敏斯特教堂。

牛顿在自然科学领域内做出了奠基性的贡献,但他的思想属于自发的唯物主义。他否定哲学的指导作用,虔诚地信奉上帝,特别是到了晚年,埋头于神学题材的著作,在唯心主义的道路上越走越远,以致堕落成一个宗教狂。当他无法解释行星的切向运动时,竟提出了“神的第一推动”的谬论。牛顿在临终前曾说了一段令人深思的话:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而面对展现在我们面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。”“如果我所见的比笛卡儿要远一点,因为我是站在巨人们的肩膀上的缘故。”

牛顿逝世后,科学又有了极大的发展。特别是在物理学领域,200年后,爱因斯坦的狭义相对论已突破了牛顿经典力学的体系。但是,不可否认,牛顿是近代物理学的集大成者,是物理学发展过程中的一块坚实柱石。直至今天,人造卫星、宇宙飞船等运行轨道的计算,仍以他发现的万有引力为依据。

牛顿后半生是作为铸币行行长而度过的,他活了八十多岁,最后死于膀胱炎.

牛顿是因为年纪太大而逝世的。

1727年3月31日(格兰历),伟大的艾萨克·牛顿逝世,与很多杰出的英国人一样被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。

当西元1727年牛顿以85岁的高龄过世时,英国人将他葬于西敏寺。西敏寺的前身是一个修道院,1579年,英国女王伊丽莎白一世将西敏寺改为学院,校长由英国君主任命。

西敏寺的正式名称因此改为“威斯敏斯特圣彼得学院教堂”,其后三个世纪,西敏寺成为牛津与剑桥之后的第三所英国高等学府。

扩展资料:

在英国伦敦威斯敏斯特教堂里,竖立着一座墓碑,碑文用拉丁文写成的。碑文的最末一句是这样写的:“让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。”——这是英国政府对伟大的科学家牛顿的赞颂。

1661年,牛顿考进剑桥大学。在这里,他遇上当时“欧洲最优秀的学者”巴罗教授。巴罗以研究数学、天文学和希腊文著称于世。他发现牛顿是株好苗子,便毫无保留地把自己的专长给牛顿。1665年,牛顿大学毕业,获得学士学位,留在剑桥研究室,1668年获得硕士学位。

次年,巴罗教授为了让牛顿这株好苗尽早地破土成长,便以年迈为由,辞去数学教授的职务,竭力推荐年仅27岁的牛顿继任自己的职务。从此,牛顿的钻研精神是惊人的,真正进入如醉如痴的境界。有一次,他一边读书,一边煮鸡蛋,揭锅时发现煮的竟是怀表。

还有一次,他请一个朋友来吃饭,自己却在内室做实验,朋友见他不出来,就把自己的那份鸡吃掉。后来牛顿出来见到餐桌上的鸡骨,竟自言自语地说:“我以为自己没吃饭呢,原来已经吃啦!”

牛顿作为一个科学家和近代科学的力学奠基人,他在科学的很多领域里都取得巨人的成就,他的著作《自然哲学的数学原理》问世,标志着人类科学时代的开始。但是,他非常谦虚,保持着永不满足的进取精神。

他在临终遗言中说:“我不知道世上的人对我怎样评价。我却这样认为,我好象是在海滨上玩耍的孩子,时而拾到几块莹洁的石子,时而拾到几片美丽的贝壳并为之欢欣。那浩瀚的真理的海洋仍展现在面前。”

参考资料来源:人民网-1642年12月25日 牛顿诞辰

牛顿插值法毕业论文

Lagrange插值就是用Lagrange多项式,把插值结点代进去求和以逼近所要求的函数值Newton法是靠不停迭代来逼近函数方程的解的它实际上是通过曲线一系列切线与x轴的交点的横坐标来逼近曲线与x轴的交点的横坐标的

运用到了工程上的各个领域。牛顿插值法是工程建筑信息的主要部分,牛顿插值法的应用现状运用到了工程上的各个领域,牛顿插值法插值法利用函数f在某区间中若干点的函数值,作出适当的特定函数,在这些点上取已知值,在区间的其他点上用这特定函数的值作为函数f的近似值。

在构造难易上,两种插值法相近;但是拉格朗日插值法没有继承性,而牛顿插值法具有继承性,所以牛顿插值法比拉格朗日插值法更为优越

如果将直线用点斜式表示,即phy(x)=y0 (y1-y0)/(x1-x0)*(x-x0),由此导出牛顿插值公式。将上述公式变形得到:phy(x)=f(x0) (y1-y0)/(x1-x0)*(x-x0)=f(x0) (x-x0)f[x0,x1], 其中f[x0,x1]=(y0-y1)/(x0-x1)=(f(x0)-f(x1))/(x0-x1). 此即为一次牛顿插值公式。进行递推得到: f(x)=f[x0] f[x0,x1](x-x0) f[x0,x1,x2](x-x0)(x-x1) ...f[x0,...xn](x-x0)...(x-xn-1) Rn(x) 作为一种结构紧凑,应用方便的插值方法,在工程技术领域对的应用将其广泛,如大气监测,凸轮曲线设计等等。

牛顿论文参考文献

经典与时代的批判----------经典力学的成就与局限性摘要:论述经典力学的成就,批判经典力学的绝对时间、绝对空间、引力本质、质量不变等观点,说明其应用范围及其与经典物理学的矛盾。关键词:空间 时间 引力的本质 质量 速度 能量 矛盾一、经典力学的成就经典力学的理论体系是以牛顿运动三定律为基础的。牛顿系统地总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了万有引力定律和牛顿运动三定律,于 1687年出版了《自然哲学数学原理》。这是牛顿的一部代表作,也是力学的一部经典著作。牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力等)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,建立了经典力学的完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体的力学统一起来,这是物理学史上第一次大的综合。所以,牛顿的《自然哲学数学原理》的出版,标志着经典力学体系的建立。这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。二、经典力学的局限性创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿创立的经典力学的基本概念和基本原理存在着固有的局限性,主要表现在以下几个方面:第一,引入了绝对时间、绝对空间等基本概念。按照牛顿的说法,绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而均匀地、与任何其他外界事物无关地流逝着。绝对空间就其本性而言,是与任何外界事物无关而永远是相同的和不动的。绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所的移动。莱布尼兹、贝克莱、马赫等先后都对绝对空间、时间观念提出过有价值的异议,指出过,没有证据能表明牛顿绝对空间的存在。爱因斯坦推广了上述的相对性原理,提出狭义相对论。在狭义相对论中,长度和时间间隔也变成相对量,运动的尺相对于静止的尺变短,运动的钟相对于静止的钟变慢。在广义相对论中,时空的性质不是与物体运动无关的:一方面,物体运动的性质要决定于用怎样的空间时间参照系来描写它另一方面时空的性质也决定于物体及其运动本身。量子论的发展,对时间概念提出了更根本的问题。量子论的结论之一就是:对于一个体系在过去可能存在于什么状态的判断结果,要决定于在现今的测量中做怎样的选择。这种现在与过去之间的相互关系,是与因果顺序概念十分不同的,暗含于时间概念中的因果序列要求过去的存在应是不依赖现在的。因此,用时间来描述事件发生的顺序,可能并不总是合用的。空间与时间是事物之间的一种次序,但并不一定是最基本的次序,它可能是更基本的次序的一种近似。第二,牛顿虽然对引力的本质持审慎态度,但最终还是对它作了抽象的、纯粹数学形式的概括,把它实际看作是一种直接的、即时传递的超距作用力。爱因斯坦的广义相对论对万有引力做出一种解释,就是时空本身是有弹性的,可以弯曲、伸展。当一个有质量的物体置于某一空间时,空间就会弯曲变形,质量越大,空间弯曲变形就越严重。那么,空间为什么会在有质量的物体周围弯曲呢?爱因斯坦也没能给出答案。所以,爱因斯坦的弯曲空间理论也没有说明引力的本质是什么。量子力学关于电荷间的电磁力和强子间的强相互作用力的传递原理的解释也没有说明引力的本质是什么。认为引力是通过引力场或引力子来传递的观点也未得到肯定,因为,至今科学家也没有找到传递万有引力作用的引力子。第三、 在经典力学中物体的质量是恒定不变的,它与物体的速度或能量无关。在相对论中质量这一概念的外延就被大大地扩展了。.爱因斯坦著名的质能方程E=mc2使到原来在经典力学中彼此独立的质量守恒和能量守恒定律结合起来,成了统一的“质能守恒定律”,它充分反映了物质和运动的统一性。质能方程说明,质量和能量是不可分割而联系着的.一方面,任何物质系统既可用质量m来标志它的数量,也可用能量E来标志它的数量;另一方面,一个系统的能量减少时,其质量也相应减少,另一个系统接受而增加了能量时,其质量也相应地增加.爱因斯坦从力学的观点出发,考虑两个球体的弹性碰撞,利用动量守恒定理和相对论速度相加定理能够导出著名的质速度公式该式说明,物体的质量不再是与其运动状态无关的量,它依赖于物体的运动速度。运动物体速度为v时的质量为 ,式中m0为物体的静质量,当物体的速度趋于光速时,物体的质量趋于无穷大。第四,经典力学定律只适用于宏观低速世界,对于可与光速相比的高速情况和微观世界的适用问题,当时没有涉及也不可能涉及。第五,经典物理学与经典力学的潜在矛盾在经典物理学中,最难使人满意之处恐怕莫过于对光的描述了。如果微粒说是正确的,那么人们不禁要问,当光被吸收的时候,组成光的粒子变成了什么呢?而且为了既表示可称量物质又表示光,必须在讨论中引入不同的实体,这无论如何也不能使人心安理得。同样,纳入力学框架中的光的波动论也难以自圆其说。按照波动论,光被解释为充满宇宙空间的以太的振动。由于光是横波,因此以太必须具有承受切应力而不承受压应力的能力,又由于以太对可称量物质并不产生可观察到的阻力,它又必须具有极小的密度。为此,人们绞尽脑汁,臆想出种种以太模型。这种无所不能、无奇不有的以太反倒使人如堕五里雾中。经典力学的基本概念和基本原理在热力学中也遇到了一些麻烦。1865年,克劳修斯确立了热力学第二定律,该定律揭示出与热现象有关的物理过程具有不可逆性。在经典力学中,从来也未发现类似的情况,力学过程的可逆性是由普遍的力学原理做保证的。可是热力学第二定律也是普遍成立的,因此,这个矛盾是无法用力学的基本观念予以解释的。三、总结牛顿用自己毕生的精力,建起了一座科学丰碑,他的研究推动了人类文明的进程,它在宏观物理学的各方面所取得的成就就是极其广泛和辉煌的。然而创造历史的人们总是不可避免地要受到历史的制约,牛顿当然也不例外。由于受到时代的局限,牛顿在否定亚里士多德以来有关错误论述和含糊概念、创立牛顿力学的同时,也在其中隐含了自我否定的潜在因素。诚如恩格斯所说的:“凡在人类历史领域中是现实的,随着时间的推移,都会成为不合理的;因而按其本性来说已经是不合理的,一开始就包含着不合理性”。(《马克思恩格斯选集》第四卷)由于牛顿尽力把他的体系表现为由经验必然性所决定的,特别是由于经典力学在实践上的巨大成就,足以阻碍后人去思考那些基本概念和基本原理的先验特征,以至于在相当长的时期内,无论谁也没有想到,整个物理学的基础可能需要从根本上加以改造。事实上,物理学在每一个历史时期都有它自己的基本概念和基本原理,而继后的时期人们又往往夸大它们的作用,不适当地把它们误用到其所能及的范围之外。为了消除这种误用,每—个历史时期都需要一种新的启蒙,正是这种永不止息的启蒙精神,才使科学不致变为僵化的教条。参考文献:[1]经典场论 张启仁著 北京:科学出版社,2003[2]量子力学 井孝功著 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004[3]空间:从相对论到M理论的历史 关洪著 北京:清华大学出版社,2004[4]时间 保罗•贝内特著;苏福忠译 上海:上海人民美术出版社,2003[5]狭义相对论 G.司蒂文逊;.凯尔密司特 上海:上海科学技术出版社,1963[6]相对论导引 赵展岳著 北京:清华大学出版社,2002[7]热力学 王竹溪著 北京:北京大学出版社,2005[8]物理学史 郭奕玲,沈慧君编著 北京:清华大学出版社,1993[9]大学物理.下 钟江帆主编 北京:高等教育出版社,2004

关于光的本性问题很早就引起了人们的关注。微粒说1638年,法国数学家皮埃尔·伽森荻(Pierre Gassendi)提出物体是由大量坚硬粒子组成的。并在1660年出版的他所著的书中涉及到了他对于光的观点,也认为光也是由大量坚硬粒子组成的。牛顿随后对于伽森荻的这种观点进行研究,他根据光的直线传播规律、光的偏振现象,最终于1675年提出假设,认为光是从光源发出的一种物质微粒,在均匀媒质中以一定的速度传播。微粒说很容易解释光的直进性和反射现象,因为粒子与光滑平面发生碰撞的反射定律与光的反射定律相同。然而微粒说在解释一束光射到两种介质分界面处会同时反射和折射,以及几束光交叉相遇后彼此毫不妨碍的继续向前传播等现象时,却发生了很大困难。波动说罗伯特·胡克在1685年发表的《显微术》一书中,认为光是一种振动,发光体的每一振动在介质中向各个方向传播。胡克初步建立了波面和波线的概念,并把波面的思想用于对光的折射和薄膜颜色的研究。惠更斯(Christian Huygens)著《论光》更明确地提出了光是一种波动的主张,他认为光是一种介质的运动,该运动从介质的一部分以有限速度依次地向其他部分传播,他把光的传播方式与声音在空气中的传播作比较。波动说很容易能够解释微粒说不能解释的两个问题。水波可以同时发生反射和折射,并且水波的反射和折射规律和光完全相同。湖面上的激烈水波能够自由的互相穿过,通过一个窗口能够同时听到窗外几个人讲话的声音,这些都是人们熟知的波的现象。然而,早期的波动说缺乏定量的数学严密性,也缺乏对波动特性的足够说明,仍然摆脱不了几何光学的观念。同时,惠更斯所提出的波动说是把光比作像“水波”一样的机械波,即机械波的传播需要依靠介质,而光却能在真空中(即无介质)传播。牛顿并不是在根本上否认光的波动性,事实上正是牛顿首先提出了光在本质上是一种周期过程的观点,他还多次提到光可能是一种振动并与声波作对比。然而从他的著作《光学》的其他部分来看,他还是倾向于光的微粒说。突出的例子是从光的微粒说出发,根据机械粒子遵守的力学规律来解释光的反射定律和折射定律,并得出了光密介质中的光速要大于光疏介质中的光速这一与事实不符的结论。英国物理学家托马斯·杨(1773年 – 1829年)用干涉实验证明了光的波动性由于牛顿在学术界有很高的声望,致使微粒说在其后的100多年里一直占着主导地位,而波动说却发展得很慢。同时,如果要证明光具有波动性,必须设法显示出光具有干涉现象,而干涉现象的产生必须得到两列相干光,然而要得到两列相干光在当时是很困难的。直到1801年英国物理学家托马斯·杨(Thomas Young)终于用干涉实验证明了光的波动性。详见杨氏双缝干涉实验电磁说到19世纪中期,光的波动性已经得到公认,然而当时人们只了解在介质中传播的机械波,认为光波也是一种机械波。而任何机械波的传播都依靠介质,光却能在真空中传播。从太阳和其他恒星所发出的光,是通过什么介质传播过来的呢?为了说明光传播的这个问题,人们便假设在宇宙空间中到处充满着一种特殊的物质,这种物质被称作以太,光便是通过“以太”来进行传播。为了解释光波的各种性质,对于“以太”这个概念又进一步提出了种种假设。譬如,“以太”的密度极小,却具有较大的弹性等。由于对“以太”性质种种假设间存在明显的矛盾,人们很难相信存在这种物质。而为证明“以太”存在的各种实验也都以失败而告终。1846年,法拉第发现在磁场的作用下,偏振光的振动面会发生改变。这一重要的发现,表明光和电磁现象间存在着某种联系,同时将人们的目光转移到了电磁现象来考虑。19世纪60年代,麦克斯韦在研究电磁场理论时预见了电磁波的存在。同时指出电磁波是一种横波,电磁波的传播速度等于光速。麦克斯韦通过电磁波与光波的相似性质,提出假设,认为光波是一种电磁波。20多年后,赫兹用实验证实了电磁波的存在,测得电磁波的传播速度的确与光速相同,同时电磁波也能够产生反射、折射、干涉、衍射、偏振等现象,从实验中证明了光是一种电磁波。光子说光的电磁说使光的波动理论发展到相当完美的地步。但是,还是在赫兹用实验证实光的电磁说的时候,就已经发现了光电效应这一现象,而这一发现也使光的电磁说遇到了无法克服的困难。1905年爱因斯坦提出光量子论,运用光子的概念解释了光电效应。

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牛顿第二定律研究论文

首先来复习一下牛顿第二定律是啥:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,且与物体质量的倒数成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。 公式:F=ma 阐释合外力F和加速度a两者之间的关系。在生活中的实际应用:用力推或拉物体,物体瞬间获得加速度,开始运动踢足球时足球受到力后,加速度改变,从而改变运动状态

简单粗暴的方式就是好别人发表的文章(应用物理)上的,把他们的格式套过去~

关于牛顿第二定律研究论文阅读人数:1337人页数:4页wscq11wwgx“The alteration of motion is ever proportional to the motive force impressed; and is made in the direction of the right line in which that force is impressed.” “动量的变化与冲量成同向正比”——艾萨克•牛顿运动是物质无时无刻都在做的,2百年前伟大的物理学家,数学家,哲学家艾萨克•牛顿博士就在《自然哲学之数学原理》中做了探究。今天就让我们追寻前辈的足迹来一探辛秘。关于牛顿第二定律研究论文 Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration一、概述牛顿第二运动定律(Newton's second law of motion)说明了物体的加速度与物体所受的合力成正比,并和物体的质量成反比。而物体加速度的方向与合力的方向相同。以物理学的观点来看,牛顿第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”。即动量对时间的一阶导数等于外力之和。牛顿第二定律表明,物体的加速度与施加的合外力成正比,与物体的质量成反比,方向与合外力方向相同。这定律又称为“加速度定律”。以方程表达:,其中, F是合外力,是所有施加于物体的力的矢量和,m 是质量,a 是加速度。而数学上,牛顿第二定律通常表达为:这里实际上定义了质量为合外力与加速度的比率。这样定义的质量称为物体的惯性质量,是物体的固有属性,与外力无关。这样在数量上,施加于物体的合外力等于物体质量与加速度的乘积。国际标准制中,将力的单位定义为使得单位质量的物体得到单位加速度的所需[1],这与惯性质量的定义相容。具体来说,力、加速度、质量的单位分别规定为牛顿(N)、米每二次方秒(m/s2),公斤(kg)。施加1牛顿的力于质量为1公斤的物体,可以使此物体的加速度为1m/s2。也就是说,合外力只能造成物体朝着同方向的加速度运动。假定物体的质量、初始速度与初始位置为已知量,则从施加于物体的合外力,可以应用第二定律计算出物体的运动轨迹。这是一个非常有用的方法。1/4二、牛顿论述牛顿试着解释冲量与动量之间的关系。假设施加于物体的冲量造成了物体的动量改变,则双倍的冲量会造成双倍的动量改变,三倍的冲量会造成三倍的动量改变,不论冲量是全部同时施加,还是一部分一部分慢慢地施加,所造成的动量改变都一样。牛顿又试着解释这动量改变与原先动量之间的关系。这动量改变必定与施加的冲量同方向。假设在冲量施加之前,物体已具有某动量,则这动量改变会与原先动量相加或相减,依它们是同方向还是反方向而定,假设动量改变与原先动量呈某角度,则最终动量是两者按著角度合成的结果。牛顿所使用的术语的涵意、他对于第二定律的认知、他想要第二定律如何被众学者认知、以及牛顿表述与现代表述之间的关系,科学历史学者对于这些论题都已经做过广泛地研究与讨论三、实验[实验目的]验证牛顿第二定律,即质量一定时,物体的加速度与合外力大小成正比;合外力一定时,物体加速度大小和质量成反比。[实验原理]①、保持车质量不变,改变车所受合外力大小(改变砂的质量)。用打点计时器打出纸带,求出加速度,用图象法验证物体运动的加速度是否正比于物体所受到的合外力。②、保持砂子质量不变,改变研究对象质量。利用打点计时器打出的纸带,求出运动物体加速度,用图象法验证物体的加速度是否反比于物体的质量。[实验器材]纸带和复写纸、小车、小桶、细绳、砂子、刻度尺、砝码、打点计时器、低压学生电源、天平(带有一套砝码)、附有定滑轮的长木板。[实验步骤]①、用天平测出车和桶的质量M和M'。在车上加砝码,在桶内放入适量砂,使桶和砂总质量远小于车和砝码总质量,记下砝码和砂的质量m和m'。 ②、安装好实验装置。③、平衡车和纸带受的摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下垫一块木板,反复移动木板位置,直到车在斜面上运动时可保持匀速直线运动,这时车拖着纸带运动时所受的阻力恰与车所受到的重力在斜面方向上的分量平衡。④、把细绳系在小车上,并绕过滑轮悬挂小桶。接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。取下纸带,在纸带上标上纸带号码。2/4 ⑤、保持车的质量不变,通过改变砂桶的质量而改变车所受到的牵引力,再做几次实验。⑥、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测量各计数点间的距离Sn,利用公式 Δs=at2,算出各条纸带所对应的小车的加速度。⑦、根据实验结果画出车运动的a─F图线,如图线是过原点的倾斜直线,则证明物体运动的加速度a和合外力大小成正比。⑧、保持砂子和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验。⑨、根据实验结果画出小车运动时的a~图线,如果图线是过原点的的倾斜直线,则证明物体运动的加速度a和物体的质量大小成反比。[注意事项]①(M'+m')取30~100克,(M+m)大于1千克,满足 ②、平衡摩擦时,要让车拖着纸带运动,且打点计时器要打点。摩擦力一经平衡,当改变小车的质量或改变小桶的质量时,不需要重新平衡摩擦力。③、a─F图象不过坐标原点的原因和调节方法图线和横轴相交的原因是阻力大于下滑力,此时应该增大长木板的倾角B、图线和纵轴相交的原因是下滑力大于阻力,应该减小长木板的倾角。[实验思考题]1[ 1、3 ]在验证牛顿第二定律的实验中,平衡摩擦力时 不能将装砂子的小桶用细绳通过滑轮系在小车上小车后的纸带必须连好,但打点计时器可以不打点应使打点计时器打在纸带上的相邻点迹间的距离相等每次改变小车的质量,必须再次平衡摩擦力2[ A、C、D ]在做验证牛顿第二定律实验时应该使砂子和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量,以减小实验误差3/4 可用天平测得小桶和砂的总质量m1,小车和砝码的总质量m2,根据公式求出

这是我们老师给的参考题目,至于资料百度一下就可以了。参考题目:1. 惯性质量与引力质量相等的实验验证。2. 谈谈伽利略的相对性原理。3. 惯性系与非惯性系中物理学规律之间联系的讨论。4. 生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中的科里奥利效应。5. 谈谈角动量守恒及其应用。6. 质心参照系的利用。7. 论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理。8. 谈谈刚体中的打击中心问题。9. 谈谈冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能。10. 论述汽车发动机与热力学的关系。11. 论述燃煤电厂效率提高的发展趋势。12. 热力学第一定律及其思考。13. 热力学第二定律及其思考。14. 举例说明永动机是不可能制成的。15. 从热力学第二定律的角度论述生命活动的本质。16. 谈谈日常生活中的混沌现象。17. 举例说明乐器中的物理学。18. 谈谈共振的应用及其危害。19. 谈谈阻尼振动的应用及其危害。20. 举例说明多普勒效应及其应用。21. 杨氏双缝干涉实验的结果及其思考。22. 谈谈等厚干涉及其应用。23. 谈谈偏振光的产生及其应用。24. 全息照相在光学工程中的应用。 25. 物理与新技术(与自己的专业相结合,比如:“物理与航天技术”、“物理与光学技术”、“物理与发动机” 、“物理与生命活动”等)。 希望对楼主有帮助。。

牛顿研究电学了吗论文

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他会力学,电学是爱因斯坦的天下

欧 姆 乔治·西蒙·欧姆(Georg Simon Ohm,1787—1845)1787年3月16日生于德国埃尔兰根城,父亲是锁匠。父亲自学了数学和物理方面的知识,并教给少年时期的欧姆,唤起了欧姆对科学的兴趣。16岁时他进入埃尔兰根大学研究数学、物理与哲学,由于经济困难,中途缀学,到1813年才完成博士学业。欧姆是一个很有天才和科学抱负的人,他长期担任中学教师,由于缺少资料和仪器,给他的研究工作带来不少困难,但他在孤独与困难的环境中始终坚持不懈地进行科学研究,自己动手制作仪器。 富兰克林 富兰克林(Benjamin Franklin) 美国科学家、物理学家、社会活动家,资产阶级革命时期的民主主义者。1706年1月17日生于波士顿的一个工人家庭。1714年入小学,仅读二年。1718年12岁时开始作印刷学徒工。但他对科学十分向往,勤奋自学,掌握了意大利、西班牙等多种外语和广泛的自然科学知识。由于天才和勤奋,终于使自己成为举世瞩目的伟大科学家和发明家。富兰克林最卓越的贡献是为电学史上树起了一块丰碑。电学是近代科学中较为年轻的一门科学,富兰克林的成就开创了电学史的新纪元。他的主要研究对象是大气电理论。 1749年他在大量实验的基础上证明了闪电是一种电力性质,闪电和电火花具有同样的特性,都是瞬时的,都是相似的光和声,都能燃着物体、熔解金属、流过导体、具有集中于物体尖端的特点。他还证明了闪电和电火花都能破坏磁性和杀死生物等。富兰克林用著名的风筝实验,证实了他的观点:闪电就是一种放电现象。 1752年7月在费城一次雷雨天气中,他把风筝放入空中,冒着极大的生命危险,把“天电”引入了莱顿瓶,成功地证实了闪电的特性。1753年他在充分研究了“天电”特性并进行大量实验的基础上发现了尖端放电现象,从而发明了避雷针。这是人类在征服大自然的道路上迈出的具有重大意义的一步。 富兰克林的“电的单流体说”,以及正电和负电概念的引入,使人们更进一步了解了电的本质,并使电成为可以定量的物理量了。他认为,电的“二流体论 ”是没有根据的,电只有一种,每个物体都具有一定量的电,磨擦不能创造出电,只能使电从一个物体转到另一物体,它们的总电量保持不变,得到电的物体带正电,失去电的物体带负电。他的理论为电荷守恒定律的发现奠定了理论基础。 富兰克林的发现、发明和大量实验,无疑地证明了他是一位伟大的科学家。但是起电机和莱顿瓶等主要电学仪器的发明,才使他有可能在电学实验中获得成功。他的实验是离不开前人的大量工作基础的。对于电的本质,富兰克林认为空间中的电流质可能和光以太同类。他支持光的波动说,认为光是充溢整个空间的以太振动。 富兰克林是哲学上的自然神论者。他承认自然界的存在及其规律的客观性,这使他有勇气有毅力进行了范围广阔的科学实验活动,从而建立了正确的科学论。大家熟悉的电流强度单位–安培,是为了纪念在 1775 年 1 月 22 日出生于法国里昂的物理学家安德烈.玛丽.安培 (Andre M. Ampere) 而命名的。 安培家境富裕,他父亲因深受鲁索教育理论的影响,特别为他设立一个藏书丰富的私人图书馆,所以他从小就博览群书。这些书不但让他体会到生命崇高的一面,更激发起他对自然科学、数学和哲学的兴趣。 安培是个数学天才,年纪小小已学会数学的基本知识和几何学;12 岁就开始学习微积分;18 岁时已能重复拉格朗日的《分析力学》中的某些计算。1799年他在里昂担任数学教师,并开始有系统地研究数学,后来更写了概率论的论文。 安培智慧非凡,善于运用数学进行定量分析,他的学术地位也因而不断提高。他被聘为多个学院的物理和数学分析教授,更被邀为英国皇家学会会员。 安培对电磁学的发展可说是功不可没。他不但创造了「电流」这个名词,又将正电流动的方向定为电流的方向。1820 年他根据奥斯特的发现的「电流的磁力效应」,进行了很多有关电流和磁铁相互作用的实验,得出几个重要的结果:(一)两个距离相近、强度相等、方向相反的电流对另一电流产生的作用力可以相互抵消;(二)在弯曲导线上的电流可被看成由许多小段的电流组成,它的作用就等于这些小段电流的矢量和;(三)当载流导线的长度和作用距离同时增加相同的倍数时,作用力将保持不变。经过一番定量的分析之后,他终于在 1822 年发现了安培定律,并在 1826 年推出两电流之间的作用力的公式。安培在电磁学上杰出的成就是有目共睹的,当时许多物理学家都对他万分敬佩。 1836年安培在法国马赛逝世,享年 61 岁

他不仅懂力学,也会电学,光学,等…。还会数学。只是在力学方面,贡献空前。

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