物理|物质单位的介绍及牛顿力学三大定律

物理|物质单位的介绍及牛顿力学三大定律

物质单位的介绍

物质的定义由宇宙的定义对时刻的取值范围加的限制，并忽略时间增量后给出宇宙的瞬时状态。物质单位从大到小顺序为物质、分子、原子、原子核和电子、质子和中子、夸克。

分子>原子>负离子>正离子>质子=中子>电子;分子是由两个或多个原子构成;原子含有原子核，核内有质子与中子，质子带正电位，中子不带电，中子与质子大小相同，中子与质子数目相等或略有差异，核外有电子围绕原子核做不规则圆周运动的微粒，带负电位，数目与质子数相等。

1、离子：当一个原子得到或失去电子时称为离子，得到电子的原子称为负离子，失去电子的为正离子。

2、量子：在微观领域中，某些物理量的变化是以最小的单位跳跃式进行的，而不是连续的，这个最小的单位叫做量子 也是对对原子、电子、光子等物质基本单元的统称。

3、分子、原子、质子、中子、电子、量子、离子都是粒子。

物质构成的最小单位是夸克。

夸克是一种参与强相互作用的基本粒子，也是构成物质的基本单元。夸克互相结合，形成一种复合粒子，叫强子。强子中最稳定的是质子和中子，它们是构成原子核的单元。

夸克是一种参与强相互作用的基本粒子，也是构成物质的基本单元。另外，已知的夸克有六种。夸克的种类被称为“味"，它们是上(u)、下(d)、奇(s)、粱(c)、底(b)及顶(t)。上及下夸克的质量是所有夸克中最低的。较重的夸克会通过一个叫粒子衰变的过程，来迅速地变成上或下夸克。

自然界中所发生的一切相互作用，所有的物质和能量，都可以用弦的分裂与结合来解释。在每一个基本粒子内部，都有一根细细的线在振动，就像小提琴琴弦的振动一样。

不同粒子的性质由弦的不同振动行为来决定，电子是以某种方式振动的弦，上夸克又是以另一种方式振动的弦。质子中存在着三种关系的夸克，两个顶夸克和一个底夸克，它们构成了稳定的三角结构，它是一种强相互作用的能量结构关系，三者的存在彼此制约。

牛顿力学三大定律

牛顿力学三大定律分别是：惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。牛顿运动定律只成立于惯性参考系，又称为牛顿参考系。

1. 牛顿第一定律

内容：一切物体在没有受到力或合力为零的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。

说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的这种性质称为惯性。所以牛顿第一定律也称为惯性定律。第一定律也阐明了力的概念。明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。因为加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，而不是和速度相联系的。在日常生活中不注意这点，往往容易产生错觉。

注意：牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系里才成立。因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据。

2. 牛顿第二定律

内容：物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的惯性质量成反比。

公式：F=ma，F为合外力

牛顿第二定律定量描述了力作用的效果，定量地量度了物体的惯性大小。它是矢量式，并且是瞬时关系。

要强调的是，物体受到的不为零合外力，会产生加速度，使物体的运动状态或速度发生改变，但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。

局限：该定律只适用于宏观物体的低速运动。

3. 牛顿第三定律

内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。

需要注意：

（1）作用力和反作用力是没有主次、先后之分。同时产生、同时消失。

（2）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。

（3）作用力和反作用力必须是同一性质的力。

（4）与参照系无关。

第一定律引入力的概念和阐明惯性属性，定性揭示力和运动的关系，为第二定律打下基础、准备必要的概念；第三定律进一步给出作用力的性质，揭示物体运动的相互制约机制。三定律结合，全面解决了任意物体在受复杂的外力作用后的运动问题。

牛顿运动定律是一个有机整体，是一脉相承的完整理论体系，是力学的基本公理，由它们出发推论而出的动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律、动量矩定理、角动量守恒定律，进一步证实了动力学公理化体系相容性和一致性。