《牛顿第三定律》【探究触须览胜】(修订后)

《《牛顿第三定律》【探究触须览胜】(修订后)》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、名人简介——牛顿 长沙县九中：蔡雨金牛顿（Newton  ,  1642～1727）任教于英国剑桥大学，是一位数学教授。1642年牛顿出生于英格兰乌尔斯索普村的一个农民家庭，父母都是农民。父亲在他出生前两个月就去世了，在牛顿两岁时母亲改嫁，将他寄养在外祖母和舅父家。牛顿青年时因家境贫困，只上了两年中学就辍学回家。但在务农的日子里，他仍坚持自学。经过不懈的努力，于1661年以优异的成绩考进了剑桥大学。1665～1667年，伦敦流行鼠疫，牛顿中断学业回到家乡。在家乡18个月的时间里，牛顿在力学、天文学、光学和数学等方面取得出了巨大的成就。牛顿一生的绝大部分成就是在这个时期

2、创造的。牛顿并没有把他的科技成果立即公布于世，除了几篇短文和一些问题的数学证明外，他的科学著作大多是在一、二十年后完成并发表的。1667年牛顿返回剑桥大学读研究生，毕业后于1669～1701年留校担任剑桥大学数学教授，他从教时间从27～59岁长达32年。1668年他发明了世界上第一架反射望远镜，并用它观测了行星运动，解释了潮汐、岁差现象，预言了地球不是正球体。1687年45岁的牛顿发表了他的科学巨著《自然哲学的数学原理》，这是牛顿一生中科学成就的顶峰。牛顿是经典力学的奠基人，是微积分的创立者，他的科学成就在近代自然科学史上占有极其重要的地位。牛顿清醒地认识到人类追求真

3、理的道路还十分漫长，他在弥留之际对身边的人说：“我不知道世人将对我如何评价，不过我自己觉得我只不过像一个在海滨玩耍的孩子，为时而发现一块光滑的石子或一个美丽的贝壳而感到高兴；但是那浩瀚的真理的海洋，却还在我的前面远未被发现呢！”对于牛顿在科学上的贡献，恩格斯评价说：“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了二项式定理和无限理论从而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。1703～1727年担任英国皇家学会会长，1705年牛顿被封为爵士。牛顿1699年被任命为造币厂厂长。牛顿终生未婚，晚年由他甥女照料生活。1727年3月20日因病去世，在维斯敏斯特教堂为他举行

4、了国葬。牛顿是怎样发现牛顿第三定律的长沙县九中：蔡雨金运动第一定律和第二定律是关于物体惯性运动和打破惯性运动的定律，但是对于一个物体系来说，必然存在作用和反作用或运动传递的问题，这就需要一个有关物体之间相互作用的定律加以补充。笛卡儿从运动变化的观点和莱布尼兹从活力的观点，分别研究过物体碰撞前后运动量的传递和守恒关系。但是，牛顿却从力的观点研究了物体碰撞过程中相互作用的关系，在一般意义上说碰撞过程中力的关系更为基本些。从种种迹象来看，牛顿研究这个问题是受笛卡儿的影响才进行的。《流水账》的记载说明，早在1664年1月20日，即刚开始学习动力学时，牛顿就对非弹性体的碰撞问题

5、产生了兴趣，并且从动量观点进行讨论。如在MS.Add.4004，fO1io10中，他以定理的形式提出两物体b、c的速度相同，则b的运动与c的运动之比等于b与c（实际上是它们的质量）之比。在1665—1666年间，牛顿研究了两球形绝对刚体的碰撞问题，并从作用力而不是动量的观点提出：¼¼于是在它们向彼此运动的时间中（就是在它们相碰的瞬间），它们的压力处于最大值，或者毋宁是以它们的运动停止所需的全部力进行的（因为它们的整个运动是被此一瞬间彼此之间的压力所阻止，并且在一瞬间两物体之间不能接着发生不同程度的压力）。那么，只要这两个物体都不相互屈服，它们彼此之间将会持有同样猛烈的

6、压力，那就是像阻止它们向彼此运动的物体同样多的力，像现在促使它们相互分离所需的同样的力。所以，它们将以像弹回之前向彼此趋近那样多的运动相互离开。这段话说明，牛顿早在1665—1666年间，就已经认识到二刚体相互碰撞的瞬间，彼此以相等的最大压力或作用与反作用力相互作用，也就是说那时已经有了运动第三定律的萌芽。稍后，牛顿在MS.Add.4004，fO1io12的定理12中重写道：定理12如果二物体p和r彼此相遇，因为p压r和r压p是一样大小，所以二者的阻力是相同的。而且，牛顿还用图形表明p压r和r压p的力是在同一直线上。所以，由此可以得出牛顿在1665—1666年间，已经

7、通过两弹性体或刚体的碰撞，认识到作用力与反作用力相等并在同一直线上，即知道了运动第三定律的内容。但是，此时牛顿在这时段并没有把这个规律提高到运动基本定律的高度进行认识。稍后，牛顿认识到这个不足，就在《论均匀的可变形介质中物体的运动》一文手稿中，提出了运动六定律，并把这一规律列为运动第三定律。他写道：定律3任何一物体对其他物体的作用与它在反作用中受到的作用力大小相同。这一东西压或拉其他东西与它被压和拉的力相等¼¼这可以说是运动第三定律的初始说法。运动第三定律的正式说法是在《原理》的《定理或运动定律》部分中，牛顿写道：定律III对于每一个作用，永远有一个