2022公共基礎(chǔ)知識(shí)科技常識(shí)：科學(xué)家牛頓
在科技常識(shí)中，牛頓是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的考察點(diǎn)，今天我們一起來(lái)總結(jié)牛頓有哪些著名成就。
一、人物簡(jiǎn)介
艾薩克·牛頓，英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，英國(guó)著名的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，百科全書(shū)式的“全才”，著有《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》。
名言：“假如我能比別人瞭望得略微遠(yuǎn)些，那是我站在巨人們的肩膀上。”
二、相關(guān)成就
(一)牛頓運(yùn)動(dòng)定律
牛頓運(yùn)動(dòng)定律包括牛頓第一定律、第二運(yùn)動(dòng)定律和牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律三條定律，由艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中總結(jié)提出。
1、牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律：在沒(méi)有外力作用下孤立質(zhì)點(diǎn)保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng);
應(yīng)用：汽車(chē)在高速行駛時(shí)緊急剎車(chē)，不是馬上停下來(lái)，而是滑行一段距離后停下來(lái)。
2、牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律：物體加速度的大小跟作用力成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，且與物體質(zhì)量的倒數(shù)成正比;加速度的方向跟作用力的方向相同。
3、牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律：相互作用的兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上;
應(yīng)用：噴氣式飛機(jī)是一種使用噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)作為推進(jìn)力來(lái)源的飛機(jī)。噴氣式飛機(jī)所使用的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)靠燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體向后高速噴射的反沖作用使飛機(jī)向前飛行，它可使飛機(jī)獲得更大的推力，飛得更快。
(二)萬(wàn)有引力定律
萬(wàn)有引力定律是艾薩克·牛頓于1687年在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上所發(fā)表的一種自然規(guī)律。牛頓普適的萬(wàn)有引力定律表述如下：
任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)都存在通過(guò)其連心線方向上的相互吸引的力。該引力大小與它們質(zhì)量的乘積成正比與它們距離的平方成反比，與兩物體的化學(xué)組成和其間介質(zhì)種類無(wú)關(guān)。
應(yīng)用：樹(shù)上的蘋(píng)果是往下掉;
宇宙中的星體，都是處在萬(wàn)有引力作用下的。天體運(yùn)動(dòng)是一種處于萬(wàn)有引力作用下的典型的圓周運(yùn)動(dòng)。航天器要實(shí)現(xiàn)不同的環(huán)繞或逃逸狀態(tài)等,需要遵循相關(guān)的速度定律。
補(bǔ)充：三大宇宙速度是從研究?jī)蓚€(gè)質(zhì)點(diǎn)在萬(wàn)有引力作用下的運(yùn)動(dòng)規(guī)律出發(fā)，人們通常把航天器達(dá)到環(huán)繞地球、脫離地球和飛出太陽(yáng)系所需要的最小發(fā)射速度，分別稱為第一宇宙速度(牛頓稱之為環(huán)繞速度)、第二宇宙速度(脫離速度)和第三宇宙速度(太陽(yáng)的逃逸速度)。
第一宇宙速度(又叫最小發(fā)射速度、最大環(huán)繞速度、近地環(huán)繞速度):
物體圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的最小發(fā)射速度，又稱環(huán)繞速度，其值為：7.9km/s。
第二宇宙速度(又叫逃逸速度)
當(dāng)航天器超過(guò)第一宇宙速度達(dá)到一定值時(shí)，脫離地球的引力場(chǎng)而成為圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的人造行星，其值為：11.2km/s。
第三宇宙速度
地球表面發(fā)射航天器，飛出太陽(yáng)系，到浩瀚的銀河系中漫游所需要的最小發(fā)射速度，其值為：16.7km/s。
因此：當(dāng)發(fā)射速度與宇宙速度分別有如下關(guān)系時(shí)，被發(fā)射物體的運(yùn)動(dòng)情況將有所不同：
當(dāng)?shù)谝挥钪嫠俣?/span>≤發(fā)射速度<第二宇宙速度時(shí)，被發(fā)射物體將環(huán)境地球運(yùn)動(dòng)，成為地球衛(wèi)星;
當(dāng)?shù)诙钪嫠俣?/span>≤發(fā)射速度<第三宇宙速度時(shí)，被發(fā)射物體將脫離地球束縛，成為環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的“人造行星”;
當(dāng)發(fā)射速度≥第三宇宙速度時(shí)，被發(fā)射物體將從太陽(yáng)系中逃逸，成為“人造彗星”。
(三)光的色散—三棱鏡實(shí)驗(yàn)
牛頓認(rèn)為白光是由各種不同顏色光組成的，玻璃對(duì)各種色光的折射率不同，當(dāng)白光通過(guò)棱鏡時(shí)，各色光以不同角度折射，結(jié)果就被分開(kāi)成顏色光譜。白光能分解成不同顏色的光，這些光已是單色的了，棱鏡不能再分解它們。
(四)微積分
德國(guó)科學(xué)家萊布尼茨和英國(guó)科學(xué)家牛頓先后獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了微積分，后人以他們的名字命名了微積分基本定理——萊布尼茨公式，揭示了定積分與被積函數(shù)的原函數(shù)或者不定積分之間的聯(lián)系。
【試題練習(xí)】(判斷)
牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律包括萬(wàn)有引力定律。
【答案】錯(cuò)誤【解析】牛頓三大運(yùn)動(dòng)定律，包括牛頓第一定律、牛頓第二定律和牛頓第三定律。不包括萬(wàn)有引力定律，故題目表述錯(cuò)誤。本題目答案為錯(cuò)誤。
【試題練習(xí)】(單選)
一切物體在沒(méi)有受到力的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這一定律是( )。
A.萬(wàn)有引力定律
B.牛頓第三定律
C.牛頓第二定律
D.牛頓第一定律
【答案】D【解析】牛頓第一運(yùn)動(dòng)定律強(qiáng)調(diào)在沒(méi)有外力作用下孤立質(zhì)點(diǎn)保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。故本題答案為D。
