牛顿力学三定律

前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇牛顿力学三定律范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。

牛顿力学三定律范文第1篇

重大的科学成就与重要的科学方法的应用是分不开的.纵观牛顿力学体系的建立过程我们不难发现牛顿所运用的科学方法.

一、公理化方法

在写作《原理》时，牛顿一开始就应用公理化方法.按照定义（或译为说明）公理（或译为运动定律或基本定理）定理（或译为推论或系）的程序展开或构造力学理论.牛顿力学三定律在牛顿力学体系中，起着“公理”的作用.用现代数学语言说，即具有相容性、独立性、完备性.

相容性，即无矛盾性.作为理论体系的前提的公理（或原理、定律），应当是不相互矛盾，是相容的.不允许从所提出的某一公理出发，用逻辑推理方法得到与另一条公理相矛盾的事实.牛顿力学三定律，彼此是相容的.

独立性，即简单性，各公理彼此不是相关的.作为理论体系的前提的公理（或原理、定律）不应当有多余的，不允许出现从一条公理推出另一条公理的情况.公理应当减少到不能再减少的程度.

完备性，即统一性.从公理体系出发，能对该公理体系的各种关系给出论证，而不遗漏重要的原理.用数学语言说，就是在理论体系的所有模型之间，都能建立一一对应的关系，是同构的.

牛顿力学之所以伟大，是因为他把地上力学与天上力学统一起来，发现了第一种普遍的相互作用——引力相互作用.直接导致这些伟大成就的问题是：为什么行星按照开普勒三定律那样运动呢？

二、分析—综合方法

从整体到部分的方法是分析法；从部分到整体的方法是综合法.整体与部分不可分割，分析与综合也同样不能割裂.伽利略的自由落体定律,开普勒的行星运动三定律都是反映“整体”的规律，在数学上可称为“积分定律”；而牛顿力学第二定律，表明了力与动量的变化率之间的关系.动量的变化率要计算当时时间趋于无限小时的动量变化，是反映“部分”的规律，是“微分定律”.牛顿和莱布尼兹各自独立地找到了微分与积分之间的关系式——牛顿—莱布尼兹公式.这样便把微分（从整体到部分，是分析法）同积分（从部分到整体，是综合法）联系了起来，沟通了部分与整体之间的联系，把分析法与综合法结合成为不可分割的分析—综合法.

分析—综合法的应用，同牛顿关于科学方法论的原理，如因果性原理、统一性原理有密切关系.因为自然界存在因果性，所以可以进行分析；因为自然界存在统一性，所以可以进行综合.

三、归纳—演绎方法

从个别到一般的方法是归纳法；从一般到个别的方法是演绎法.在《原理》一书中，每当叙述做的力学实验时，牛顿总是自觉地应用归纳法.他写道：“在实验物理学上，一切定理均由现象推得，用归纳法推广之.”实验总是具体的、个别的.只有能重复的、大量的实验，才可能从中归纳出一些可能的规律.这些规律是否正确可靠，还必须通过演绎去解决具体问题，从解决问题中，通过反馈，可以或证明、或否定、或修改归纳的结果.牛顿在实验时，强调归纳法；在应用力学定律解决问题时，大量地、巧妙地应用了数学演绎的方法.归纳法与演绎法，同分析和综合一样，同样是不可割裂的.从框图可知归纳与演绎各有所侧重，又不可分割.

四、实验—抽象方法

实验的方法是科学研究的基本方法.任何实验总是一定科学理论指导下的实验，而大量的实验总可以经过科学的抽象、科学的假设上升为科学理论.无论在实验物理或者是理论物理中，科学的假说是一种重要的思维方法.牛顿力学的方法中，重视实验方法，同时也重视抽象方法.牛顿第一定律就是科学抽象的结果——这是任何实验无法直接验证的.万有引力定律既为观测实验奠定基础，同时也是科学抽象的产物.牛顿预见到研究各种相互作用力的重要性，他写道：“好多理由使我发生一种推想，以为此项现象均与某项力有关.由此项力，物体分子以某种尚未知的原因，互相倾向而成为正则的物体，或亦可相离而飞散.”

五、数学—物理方法

牛顿力学三定律范文第2篇

引言

师祖杨露禅（1799―1875）是中国历史上第一个将太极拳事业深入推广、发扬光大的伟大武术家。杨露禅三下陈家沟，学拳艺成后返回家乡冀南永年县设坛教拳。后来被荐往北京，晚年时被延请至王府授拳，众多弟子大都出身高第，使得太极拳的社会地位和影响力非同一般。露禅公因每在擂台上与别家武者较量，一发必成功，遂被誉为杨无敌。

先师杨澄甫（1883―1936）自幼随父学拳，至40岁方始出神入化，阶及神明。澄甫公武功盖世，口德与手德并重，时时处处，谨守勿失，乃武德高尚之榜样也。继北平传拳之后，南下武汉、南京，赴广州，至沪杭，桃李满天下。他又集杨氏三代之经验，将杨氏太极逐步定型。澄甫公推手之时，不用有形之擒拿手法，而是拿住对方劲路，将对方腾空放出，其发劲之猛、击人之远，无人能及。

先师伯杨少侯（1862―1930）的推手讲求“圈子要小，用劲要巧”、信手相应、应物自然，制人于“莫名其妙”中，发放风格与其弟澄甫有别，言“发人不在猛远，而贵在取别人的重心离地，重心已起，即别人已在自己掌握中，要怎样便怎样，又何须发人于千里？原处起、原处落会更凶更猛……所谓兵不厌诈，计胜人也。指上打下，声东击西。随机应变，听其劲，观其动，得其机，攻其势，察其声，问其症。”

1687年，英国物理学家牛顿发表巨著《自然哲学的数学原理》，奠基了著名的牛顿力学，包括了牛顿第一、第二、第三定律。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。现代机械、建筑、运输等等，都离不开牛顿力学。武术呢？太极拳呢？它们和牛顿力学的关系如何？答案非常肯定：太极拳乃至武术都必须而且确实符合牛顿力学的原理。

牛顿力学的发现先于杨露禅年代。在杨露禅年代应该有洋人来中国，其中会有熟解牛顿力学的饱学之士。但没有传闻杨露禅的拳艺受到牛顿力学的直接影响。杨澄甫的年代不但有洋人来中国，应该中国还有留学生回国。当时牛顿力学已经风行世界，中国的一些进步的中学开始教学物理，而牛顿力学是物理的中心课题。遗憾的是杨澄甫毕生学拳、创拳、传拳，恐怕没有接触过牛顿力学的概念，但这并不妨碍太极拳对牛顿力学的完美实现，就像我们并不是明了了生理学才开始懂得如何消化的。因而，我们将通过证明杨式太极拳（乃至武术）完全符合牛顿定律，说明杨式太极拳和牛顿力学是不折不扣的“不谋而合”。

顺便指出，牛顿发现了三大定律，因而这三大定律用牛顿的名字来命名。三大定律是宏观世界的基本规律，牛顿的功绩是发现了它们，并把它们介绍给人类。在三大定律被牛顿发现之前它们照样主宰世界，这跟是谁发现的没什么关系。哥伦布发现美洲，然后有欧洲人向美洲的移民。但美洲的存在是一个事实，美洲的印第安人在哥伦布发现美洲之前早就定居在美洲。可以说印第安人比哥伦布要伟大得多。中国人发明造纸术才是“发明”，因为在此之前不存在造纸术。由此可见“发现”和“发明”大有不同之处。“发明”会有先后，而“发现”可以“不谋而合”。杨式太极拳和牛顿力学的吻合证明了太极拳的伟大，又拓宽了基本定律的应用范围。

在中国传统武术中有力、劲、内功、脚踢、拳打等等概念。竞赛场上的散打也可拳打脚踢。摔跤比赛讲究如何使对方倒地。拳击则多用拳头攻击对方的中上部。有趣的是很少有人将这些武术运动和牛顿力学联系起来。本文将试图填补这一弱项，而且将破天荒第一次对武术功架作定量的力学分析。

一、牛顿三定律

现在已经是21世纪。各位拳友读者都在本世纪或上世纪接受过正规的学校教育。比起杨澄甫你们一定有扎实的牛顿力学知识。其实牛顿三定律简明、扼要、直观。为以后讨论方便，这里重温一下每一条定律。牛顿第一定律：物体将保持惯性。举例来说，奔跑的人很难一下子停下来，因为惯性使人体继续向前。牛顿第二定律：力等于质量和加速度的乘积。（对数学有兴趣的读者可重温相关物理书籍。）举例来说，推动大的物体比推动小的物体要费力。牛顿第三定律：相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。举例来说，两人推手，甲方作用于乙方的作用力和乙方作用于甲方的反作用力大小相等，方向相反，并不因为某方功力深厚他就可以多给对方一点力。再举一例，你用一斤的力提一斤的包，尽管你有提十斤的能力，提包的力还是不多不少正好一斤。

二、平衡与“失根”、“打滑”临界条件的关系

用力学的原理分析太极拳可以将充满哲学理念的古老拳术与现代科学相结合，从而加深人们的理解和研究。内家拳讲究以守为攻，守的目的是使自己立于不败之地。如何在力学上立于不败之地呢？李连杰在电影《太极张三丰》中有一幕：和不倒翁对练。不倒翁被推斜后仍然能重新站直的原因是“重心很低”。图1是人体的模型，中部的圆点表示人体的重心，W是向下的重力，由重心画垂线与地面交于O点，只要O点在两脚之间，人体就平衡。两脚连成的面是人体的支撑面。人体的平衡条件是：重心在支撑面内。

如果有一个水平力F（或者一个惯性力）将人体的重心推出两脚之外（见图2），人体就失去平衡。在推手竞赛中失稳的一方被判为失败。由此可见太极拳在攻防上的功能是：在维持自我平衡的前提下使对方失稳。

太极拳讲究落地生根，这是形象的说法。这个说法的主要部分是正确的，但也有夸大的成分。图3中的树有根，因而能稳定在地面上。太极拳师脚踏地面，借此平衡人体，这是落地生根的主要含义。树的根在地下，太极拳师的脚却不能扎进土里和地面连成一体，这是夸大了的成分。那么力学上应该如何来描述这种“脚踏地面”的功能呢？“脚踏地面”在力学上就是脚给地面一个向下的正压力和一个水平向的横力。图5中前脚给地面一个向下的正压力Nq和一个水平向的横力fq，后脚给地面一个向下的正压力Nh和一个水平向的横力fh。根据牛顿第三定律，地面会给前脚一个向上的大小相等的力Nq和一个水平向反向的大小相等的横力fq（见图1）。后脚的情况类推。地面给脚的横向力就是摩擦力。摩擦力跟鞋底的材料及地面情况有关。举例来说，在冰上打太极拳一定有站不稳的感觉。

脚没有着地时脚底正压力为零，这时脚与地的连接失效了，我们把这种情况称为失根。失根在力学上表示为正压力等于零。失根在图3中表示为树在垂直方向被向上拔起。脚（或树）一旦离地，正压力就等于零，离地多远都一样。如果图2中的外力使前脚离地，最终可以把人体重心推出支撑面而导致失稳。所以失根是一个临界条件。达到临界条件后人体可能失稳。推手中不要让我方达到失根的临界条件，却要让对方达到失根的临界条件。让对方达到失根的临界条件后就此收手就是拳学上的“点到为止”。两方都知道一方已经失根，将要失稳，但还未失稳，这是交流武艺的君子之交。当然，在推手竞赛中要使对方失稳才能得分。

脚底的摩擦力跟外界的条件有关系。如果人站在水平面上，又没有水平外力加之于上，脚底没有摩擦力。这时如果有一个水平力作用于人体，脚底将有一个摩擦力和水平外力抗衡，水平力越大，摩擦力也越大。其实水平力和摩擦力大小相等，方向相反。如果人站在坡地上，哪怕没有水平外力，脚底也有摩擦力。这个摩擦力阻止人体向下滑。可以推断，坡度越斜，摩擦力越大。注意，这时摩擦的方向沿着坡度。但是摩擦力是有限的，当水平外力大到一定程度，摩擦力大到极限值，其后脚底将开始打滑。类似地，如果坡度太斜，人体会下滑。我们就把这种情况称为打滑。

打滑在图3中表示为树在水平方向树根被切断而树干在水平向移动。脚一旦滑动，摩擦力就取最大值。摩擦力的最大值等于摩擦系数乘以正压力。开始打滑，可以最终让人体滑出赛场。所以打滑是一个临界条件。达到打滑临界条件后人体可能滑得更远。推手中不要让我方达到打滑的临界条件，却要让对方达到打滑的临界条件。让对方达到打滑的临界条件后就此收手就是拳学上的“点到为止”。两方都知道一方已经打滑，将要滑出，但还未滑出，这是交流武艺的君子之交。当然，在推手竞赛中要使对方滑出赛场才能得分。

牛顿力学三定律范文第3篇

漂浮和悬浮力都不等于重力，而都是重力的反作用力。反作用力是与“作用力”相对，在力学中，力总是成对出现的，其中一个力（叫做作用力）对应的大小相等、方向相反的力叫做反作用力。

两个物体之间的作用力和反作用力，总是大小相等，方向相反。力不能离开物体单独存在，这便是著名的牛顿第三定律。作用力和反作用力没有主次、先后之分。同时产生、同时消失；这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消；作用力和反作用力必须是同一性质的力；牛顿第三定律的成立与参照系无关，在非惯性系中牛顿第三定律依然成立；注意区别作用力与反作用力、平衡力。

（来源：文章屋网 ）

牛顿力学三定律范文第4篇

1、《自然哲学的数学原理》是英国物理学家艾萨克·牛顿创作的物理学哲学著作，1687年首次出版。

2、《自然哲学的数学原理》是牛顿重要的物理学哲学著作。全书分为三卷，第一卷“论物体的运动”，表述了牛顿三定律；第二卷也是“论物体的运动”，论述了阻力下物体的运动，为流体力学开先河；第三卷“论宇宙的系统”，讨论了宇宙系统。

3、《自然哲学的数学原理》总结了近代天体力学和地面力学的成就，为经典力学规定了一套基本概念，提出了力学的三大定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。该书意味着经典力学的成熟，其中所建立的经典力学的理论体系成为近代科学的标准尺度。

（来源：文章屋网 ）

牛顿力学三定律范文第5篇

关键词：物理；定律；哲学

物理的核心是定律，本人就物理定律中的哲学谈谈粗浅看法，以飨读者。

力学中牛顿有三个定律都包涵哲学原理：

牛顿最初提出的第二定律，就是动量定理：作用在质点上合外力的冲量等于质点动量的增量。其实这就是辩证唯物主义的因果律。辩证唯物主义的因果律认为：宇宙状态的变化都是其前宇宙状态积累的结果，运动状态的改变都是其前运动状态积累（冲量）的结果。其实，反映辩证唯物主义的因果律的定律（理）还有动能定理、功能原理、角动量定理等。

牛顿第一定律指出了物体不受力的运动状态。得到牛顿第一定律的过程，实质是量变到质变的过程。假设物体受力逐渐减小到0（量变），则物体的运动从变速运动变到匀速运动（质变）。

牛顿第三定律指出：作用力和反作用力总是大小相等、方向相反，作用在同一直线上，存在着对立的倾向，但它们又是性质相同，同时存在，同时消失，有作用力必有反作用力，这又表现了统一性。

牛顿三个定律都有哲学内涵，万有引力定律又反映了万事万物总是相联系（吸引）的哲学思想，因此，整个力学充满了哲学。

辩证唯物主义认为：内容和形式相互依赖，不可分割。电磁场中的高斯定理就是辩证唯物主义的这种思想的体现。静电场真空中的高斯定理表述为：通过任一闭合曲面的电通量，等于该曲面所包围的所有电荷的代数和除以ε0。

高斯定理反映了曲面上的积分与曲面内的关系。磁场中高斯定理也同样反映这种辩证关系。

电磁场中的高斯定理是麦克斯韦方程组的两个方程，其实麦克斯韦方程组中另两个定理也同样反映了“内容和形式相互依赖，不可分割”的关系，即边界线上（形式）与边界线内（内容）物理量的关系。麦克斯韦方程组概括了电磁学的基本规律，因此，整个电磁学充满了哲学，库仑定律也反映了事物（电荷）间的联系（作用）的哲学思想。

力学和电学定律中有哲学，物理学其他定律中也有哲学。能量守恒和转化定律反映物质运动不灭性的哲学思维。