(1.2)-講稿1-1-力學(xué)建立基礎(chǔ)

講稿講授內(nèi)容備注第4頁共4頁題：上一節(jié)學(xué)習(xí)力學(xué)的建立基礎(chǔ)，今天講授力學(xué)的建立過程一、伽利略（GalileoGalilei）的力學(xué)貢獻(xiàn)1.伽利略生平：1564年2月15日生于比薩。1581年遵從父命進(jìn)比薩大學(xué)學(xué)醫(yī)，但因熱衷于幾何學(xué)和靜力學(xué)而改學(xué)數(shù)1583年由比薩教堂吊燈擺動發(fā)現(xiàn)擺的定律。1585年因家貧退學(xué)，仍奮力自學(xué)，翌年發(fā)明浮力天平。1588年受聘于比薩大學(xué)講授幾何學(xué)和天文學(xué)。1592年轉(zhuǎn)到帕多瓦大學(xué)任教。1633年初抱病赴羅馬受審，同年被判處終身監(jiān)禁。1637年雙目失明，仍堅持和朋友、學(xué)生討論科學(xué)問題直至1642年1月8日病逝，享年78歲。2.貢獻(xiàn)：1）新的科學(xué)思想和科學(xué)研究方法初步觀察提出假設(shè)邏輯推理實驗檢驗形成理論1582年前后，他經(jīng)過長久的實驗觀察和數(shù)學(xué)推算，得到了擺的等時性定律。接著在1585年因家庭經(jīng)濟(jì)困難輟學(xué)。離開比薩大學(xué)期間，他深入研究古希臘學(xué)者歐幾里得、阿基米德等人的著作。他根據(jù)杠桿原理和浮力原理寫出了第一篇題為《天平》的論文。不久又寫了論文《論重力》，第一次揭示了重力和重心的實質(zhì)并給出準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達(dá)式，因此聲名大振。與此同時，他對亞里士多德的許多觀點提出質(zhì)疑。2）物理學(xué)概念和原理的創(chuàng)新（1）運動的描述和分類方面先確切地表述了時間和空間的概念定義勻速運動和變速運動給出“速度”確切的含義，提出了瞬時速度的概念，擴(kuò)展了速度概念。（2）自由落體運動的描述提出并證明落體運動是勻加速運動。提出了“同一高度下落，等末速度假設(shè)”（3）研究了慣性運動伽利略認(rèn)為慣性運動只能是繞地球的圓周運動，使他的結(jié)論帶來局限性，沒有概括成普遍的自然規(guī)律。因此慣性定律的完成仍需歸功于牛頓。（4）拋物運動的研究伽利略用幾何方法證明了，一個平拋的物體可以分解為水平上的勻速運動，它使物體始終保持水平速度不變；另一種是引力作用的自由落體運動，這是勻加速運動。這兩種運動同時存在于一個物體上，彼此互不干擾，合成一個運動，使物體沿一拋物線運動。這就是運動的獨立進(jìn)行原理。（5）伽利略相對性原理描述了勻速直線運動的船艙里所觀察到的現(xiàn)象。指出在這樣的船艙里所觀察到的現(xiàn)象將同船靜止時完全一樣：人們跳向船尾不會比跳向船頭來得遠(yuǎn)；從掛著的水瓶中滴下的水滴仍會滴進(jìn)正下方的罐子里；蝴蝶和蒼蠅繼續(xù)隨便地四處飛行，絕不會向船尾集中，或者為趕上船的運動而顯出疲累的樣子……這些現(xiàn)象表明，在封閉的船艙里所作的任何觀察和實驗，都不能判斷船究竟是在運動還是停止不動的。這就是著名的伽利略相對性原理，這個原理的發(fā)現(xiàn)，是人類科學(xué)認(rèn)識史上的一個重大飛躍。3）幾種基本物理實驗儀器的研制(1)浮力天平：利用浮力原理快速首飾中金銀含量比例的直讀儀器。(2)溫度計：伽利略首創(chuàng)的溫度計是一種開放式的液體溫度計，玻璃管內(nèi)盛有著色的水和酒精，液面與大氣相通。的主觀感覺。(3)望遠(yuǎn)鏡：可以觀察物體的正像。其倍率由3逐漸增大到33；不但指向星空，還可應(yīng)用于船艦要塞。4）徹底推翻亞里士多德的物質(zhì)觀5）科學(xué)革命的先驅(qū)，近代科學(xué)之父代表作：《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》（1632年）《關(guān)于力學(xué)和運動兩種新科學(xué)的談話》（1638年）二、牛頓所說的“巨人”1、巨人的貢獻(xiàn)（1）笛卡兒（公元1596—1650）法國數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家，與伽利略同時代。敘述了慣性定律，并特別強(qiáng)調(diào)了運動方向?qū)τ谂鲎矄栴}，他提出了七條規(guī)律。其機(jī)械宇宙觀，數(shù)學(xué)演繹方法和某些物理規(guī)律對后來都有較大影響。在哲學(xué)上，笛卡兒主張二元論(2)胡克：羅伯特·胡克（RobertHooke，1635—1703）生平：1635年7月18日生于英格蘭,父親是當(dāng)?shù)氐慕虆^(qū)牧師1653年進(jìn)入牛津大學(xué)學(xué)習(xí)。英國的物理學(xué)家和天文學(xué)家。是法拉第以前最偉大的實驗物理學(xué)家。貢獻(xiàn)：1677—1683年任皇家學(xué)會秘書1665年出版《顯微圖集》，1676年在《論刀具切削》中提出固體彈性的胡克定律。1680年初在給牛頓的信中，提出了引力反比于距離平方的猜測（3）馬略特（EdmeMariotte,1602～1684）法國實驗物理學(xué)的奠基者之一。研究了熱、光、視覺、顏色及氣體的性質(zhì)。提出了一定質(zhì)量的氣體，在溫度不變時，體積跟壓強(qiáng)成反比的結(jié)論，與玻意耳十四年前提出的結(jié)論相一致。（“玻意耳—馬略特”定律）主要著作有：《空氣性質(zhì)的實驗》、《熱和冷的實驗》、《顏色性質(zhì)的實驗》、《水和其它液體的運動》等。（4）帕斯卡（BlaisePascal1623—1662）生平：1623年6月19日生于法國奧維涅省的克萊蒙費朗，是家中唯一的男孩，沒有受過正規(guī)的學(xué)校教育。很小時就精通歐幾里得幾何，他自己獨立地發(fā)現(xiàn)出歐幾里得的前32條定理，12歲獨自發(fā)現(xiàn)了“三角形的內(nèi)角和等于180度”是法國著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、哲學(xué)家和散文家貢獻(xiàn)：1642年到1644年發(fā)明加法器—計算器1646—1653年之間與費馬、惠更斯共同建立了概率論和組合論的基礎(chǔ)。1658年完成了《擺線論》。1653年發(fā)現(xiàn)了液體壓強(qiáng)的“帕斯卡定律”。（5）玻意耳（Robertoyle1627—1691）生平：1627年2月25日生于愛爾蘭的利茲莫城的一個貴族家庭。貢獻(xiàn)：證明了空氣是有重量的物質(zhì)研究了壓強(qiáng)對水的沸點的影響研究了空氣的傳聲作用、比重及折射率等1662年通過實驗得出了著名的“被意耳—馬略特”定律。1661年出版了化學(xué)史上的一部劃時代著作《懷疑派化學(xué)家》，使化學(xué)從藥劑師和煉金術(shù)士那里解脫出來，成為真正的科學(xué)。（6）惠更斯(ChristiaanHuygens，1629—1695年)生平：1629年4月14日出生于海牙。13歲時曾自制一臺車床。1645～1647年在萊頓大學(xué)學(xué)習(xí)法律與數(shù)學(xué);1647～1649年轉(zhuǎn)入布雷達(dá)學(xué)院深造。1663年他被聘為英國皇家學(xué)會第一個外國會員，1666年剛成立的法國皇家科學(xué)院選他為院士。體弱多病，終生未婚。1695年7月8日在海牙逝世。貢獻(xiàn)：研究碰撞理論，擺和向心力。研究了離心力，引入了向心加速度概念。首先把幾何學(xué)帶進(jìn)了力學(xué)領(lǐng)域。1678年提出了光的波動說。（7）萊布尼茲（GottfriendWilhelmvonLeibniz，1646～1716年）生平：1646年7月1日，生于德國萊比錫的一個書香之家1654年，8歲時，進(jìn)入尼古拉學(xué)校1661年，進(jìn)入萊比錫大學(xué)學(xué)習(xí)法律,1663年5月獲學(xué)士學(xué)位，1665年茨向萊比錫大學(xué)提交了博士論文《論身份》1667年2月，阿爾特多夫大學(xué)授予他法學(xué)博士學(xué)位，還聘請他為法學(xué)教授。1667年，萊布尼茨登上了政治舞臺1672年，萊布尼茨作為一名外交官出使巴黎1673年1月與英國學(xué)術(shù)界知名學(xué)者建立了聯(lián)系。1673年3月即被推薦為英國皇家學(xué)會會員。1700年2月，他還被選為法國科學(xué)院院士。至此，當(dāng)時全世界的四大科學(xué)院：英國皇家學(xué)會、法國科學(xué)院、羅馬科學(xué)與數(shù)學(xué)科學(xué)院、柏林科學(xué)院都以萊布尼次作為核心成員。貢獻(xiàn)：1673—1676年間也發(fā)表了微積分思想的論著。1679年前就發(fā)明了二進(jìn)制算術(shù)曾討論過負(fù)數(shù)和復(fù)數(shù)的性質(zhì)并首先引入了行列式的概念還創(chuàng)立了符號邏輯學(xué)的基本概念1673年制造了一個能進(jìn)行加、減、乘、除及開方運算的計算機(jī)。1671年證明了動量不能作為運動的度量單位，引入動能概念，第一次認(rèn)為動能守恒是一個普通的物理原理。他又充分地證明了“永動機(jī)是不可能”的觀點他也反對牛頓的絕對時空觀他利用微積分中的求極值方法，推導(dǎo)出了折射定律2、牛頓與巨人的關(guān)系3、特點：1）科學(xué)團(tuán)體的出現(xiàn)1662年國王查理二世正式批準(zhǔn)成立“促進(jìn)自然知識為宗旨