质量对速度变化也有影响,即本身抵抗作用力的反作用越大,因此质量与加速度成反比例的平方关系。为什么都是平方比的关系,这是数学上的一种表达,可以用数学公式进行计算,用实验进行验证。也是认为的一种设想,似乎是合理的,不过与实际的实验符合得很好。而质量的概念来于物体本身,是一种作用力下的概念,表示一种物质的存在,存在量的多少,是需要有一个度量的,一般用多少克表示。

而这是可以用重力衡量的,也就是地球对物体的吸引力,相当于重量。可以通过计算或实验得知引力质量与惯性质量是相等的。惯性是说物体在作用于其上的作用力消失后,会继续保持原来的运动状况,例如推力消失了,光滑地板上的小推车会继续保持原来的运动状况,一直保持一种匀速直线运动。要想改变一个物体的运动状况只有对物体施加额外的力,否则这个物体就保持原来的运动状况。

这实际上是一个思想实验,因为绝对的静止或者匀速直线运动是不存在的。惯性说的是一种理想的状态。这或许是力学理解的开端,也是学习的难点之一。而思想实验是物理学的学习的必要方法,不懂得这个,就无法理解物理学。在直线运动中,计算力、加速度、距离的关系是比较简单的,因为有现成的牛顿定律公式可以套用,计算曲线运动,则要转化,这是个难点,曲线转化成直线需要用到坐标、切线、力的合成等,计算出某个点的受力大小、位置、速度、加速度等。

这需要用到初等的几何知识,因此也不是很困难。例如平抛运动的轨迹是一条抛物线,在线上某一点可以计算高度、速度、加速度(重力加速度)。通过数学的演化可以计算复杂的圆周曲线轨迹、轨迹上点的受力情况,而月球绕地球做近似的圆周运动、地球绕太阳做椭圆轨迹运动,牛顿个力学就在天文学上有了用武之地。必修三学的是静电,算是牛顿力学的一个特例,不研究一般的物质了,而研究电荷载体的相互之间的作用力。

也是一种很机械的算法。不同的是电荷载体有两种,一种是带正电,一种带负电,相互间不但吸引还排斥,即同性相斥、异性相吸,与牛顿力学原理一样与电荷的大小(带电量)、电荷间的距离也都有关系,前面是也要乘积,后面也是一种反比例的平方关系。引入了一种电场,电荷是通过电场发生作用的,类似于引力场。这是后话,引力场与电场都是一种场,他们能否统一为一个相同的场,似乎是可以的。

在光学中,当光子通过引力场时会受力,因为光子有能量,而有能量就有质量,根据爱因斯坦的质能转化学说,光子受力后,光线的轨迹是歪曲的。而电子也有质量,虽然非常小,也受力,电场线的轨迹也是弯曲的,即在电荷多的地方,电场线密集,电荷少的地方电场线稀疏,一根电场线因而是一条曲线。这样就把电学与牛顿力学统一起来了,电场类似于引力场。

电学的计算涉及到电势能、电场的强度、电阻。这样的计算很类似于一般物体的高低距离、力的大小计算、速度(电功率)的计算等。所以我们看到必修的课程内容基本是经典力学部分,所谓经典力学是说的牛顿的机械念上的物理学,不涉及到思辨。也就是说只要用力的原理就能分析一切。选修课里有热力学、光学,动电学,有一部分也是可以用经典力学进行计算的。

热学的分子运动,光学的粒子运动、电学的电子运动等,但又发生了意外,即有些现象不符合牛顿的机械观念了。比如磁学的发现,磁针会在电场中偏转,只要电场中的场强发生变化,就会产生电子运动,使得磁针发生偏转,还有感应电流的产生等,还有黑体辐射等问题。黑体只是吸收粒子辐射而不反射粒子,虽然它本身也有辐射发生。黑体吸收,而不反作用,这是不符合牛顿力学原理的。

电流的产生本依赖于电子在电线中的运动,现在因为磁场的变化而产生电流,这又是怎么一回事呢?磁场是什么物质?是个什么存在?现实地它导致无线电的产生。即发射磁场可以扩散到远距离的电线接受后变成弱电流,形成信号,因此发明了收音机、电视机、手机等。牛顿力学的前提是惯性系统坐标的存在,即存在静止或者匀速直线运动,实际上不存在。

。建立在假设或者思想实验的基础上,但由于光学电磁学的出现对这个假设进行了颠覆,促使了相对论的产生。广义相对论也是建立在假设基础上的,即光速不变。光速在任何系统里都是保持不变的。为什么呢?因为光速是可以观察的最高的宇宙的速度,超过这个速度或者等于光速,物质的质量就会发生变化,减小变成能量,因为速度接近光速,再施加增速度是困难的,只有牺牲物质自身。

 2/3   首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页

文章TAG:中考  高中  
下一篇