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1、力学的发展史一、力学总体介绍一、力学总体介绍二、力学的起源二、力学的起源三、亚里士多德对力学的影响三、亚里士多德对力学的影响四、冲力学的发展四、冲力学的发展五、阿基米德对力学的发展五、阿基米德对力学的发展六、哥白尼及其日心说六、哥白尼及其日心说n理论力学理论力学是研究物体的机械运动规律及是研究物体的机械运动规律及其应用的科学，理论力学是力学的学科其应用的科学，理论力学是力学的学科基础基础n它可分为静力学、运动学和动力学三部它可分为静力学、运动学和动力学三部分：分：静力学：研究物体在平衡状态下静力学：研究物体在平衡状态下的受力规律；的受力规律；运动学：研究物体机械运动学：研究物体机械运动的描述，
2、如速度、切向加速度、法运动的描述，如速度、切向加速度、法向加速度等等，但不涉及受力；向加速度等等，但不涉及受力；动力动力学：讨论质点或者质点系受力和运动状学：讨论质点或者质点系受力和运动状态的变化之间的关系。态的变化之间的关系。n力学知识最早起源于对自然现象的力学知识最早起源于对自然现象的观察和在生产劳动中的经验。人们观察和在生产劳动中的经验。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累其对平斜面、汲水器具，逐渐积累其对平衡物体受力情况的认识。衡物体受力情况的认识。二、力学的起源二、力学的起源n亚里士多德（前亚里士多德（前384前前322年），年），
3、古希腊斯吉塔拉人，世界古代史古希腊斯吉塔拉人，世界古代史上最伟大的哲学家、科学家和教上最伟大的哲学家、科学家和教育家之一。育家之一。三、亚里士多德对力学的影响三、亚里士多德对力学的影响 亚亚里里士士多多德德认认为为，各各物物体体只只有有在在一一个个不不断断作作用用着着的的推推动动者者直直接接接接触触下下，才才能能保保持持运运动动，否否则则物物体体就就会会停停止止。任任何何运运动动，都都是是通通过过接接触触而而产产生生的的。真真空空也也是是不不能能存存在在的的，因因为为空空间间必必须须装装满满物物质质，这这样样才才能能通通过过直直接接接接触触传传递递物物理理作作用用。因因此此亚亚里里士士多多德德
4、反反对对原原子子论论的的“世世界界是是由由真真空空和和原原子子组组成成”的的观观点点。他他认认为为，空空间间必必须须是一个物质的连续体。是一个物质的连续体。n物理学物理学是亚氏的重要著作之一是亚氏的重要著作之一,其中运动学说其中运动学说又是其核心内容又是其核心内容n运动的本性运动的本性1、运动的连续性运动的连续性（1时间的连续时间的连续2量的连续）量的连续）2、运动的过程性运动的过程性亚氏把每一类事物分为现实的亚氏把每一类事物分为现实的和潜能的和潜能的.他认为从潜能到现实的过程他认为从潜能到现实的过程,即事物生长即事物生长成形过程成形过程,体现了运动体现了运动3、运动的物质性运动的物质性离开了
5、事物就没有运动离开了事物就没有运动。事物。事物不仅是运动和变化的不仅是运动和变化的承担者承担者,也是运动和变化的也是运动和变化的认识者。认识者。4、运动的时空性运动的时空性时间不能脱离运动，并且任何时间不能脱离运动，并且任何运动是连续的。运动是连续的。n归纳起来可以看出归纳起来可以看出,亚氏的运动有三个亚氏的运动有三个要素要素,既运动者既运动者,运动所需要的时间运动所需要的时间,运运动所涉及的内容动所涉及的内容,即空间即空间,状态状态,形式或形式或量量.自然作为本原是物质的自然作为本原是物质的,物质是运动物质是运动的的,运动不运动不是孤立的是孤立的,它与时间和空间相它与时间和空间相联。联。n运
6、动与静止运动与静止(1)静止是一种特殊运动静止是一种特殊运动(2)运动的相对性运动的相对性 n亚氏首先论述了介质对运动的影响亚氏首先论述了介质对运动的影响.他认为介质对运他认为介质对运动动(速度速度)起阻碍作用起阻碍作用,而且运动而且运动(速度速度)越大阻碍越越大阻碍越大大.又介质的阻碍作用的大小又介质的阻碍作用的大小,取决于介质的稀密取决于介质的稀密,即即取决于密度取决于密度,密度越大密度越大,阻碍作用就大。还取决于物阻碍作用就大。还取决于物体的自身重量。物体的重量也大，速度越快。从而体的自身重量。物体的重量也大，速度越快。从而的出关系的出关系V=W/W为动力，人、为动力，人、R为阻力。为阻
7、力。速速度与动力成正比，与阻力成反比。度与动力成正比，与阻力成反比。n亚里士多德的定理虽然是错误的，但他说明了：作亚里士多德的定理虽然是错误的，但他说明了：作用力具有方向性质：运动过程本身受多种因素的影用力具有方向性质：运动过程本身受多种因素的影响：凭借认得理性应该能够准确分析其影响程度等响：凭借认得理性应该能够准确分析其影响程度等等对力学的发展有了起了先导作用等对力学的发展有了起了先导作用 亚氏的运动的比例定理亚氏的运动的比例定理 n冲力说是六世纪亚历山大里亚的一冲力说是六世纪亚历山大里亚的一个学者约翰个学者约翰斐劳波诺斯（斐劳波诺斯（JohnPhiloponos）提出的。他否认天体）提出的
8、。他否认天体由神灵推动的自然观。他认为上帝由神灵推动的自然观。他认为上帝创世之初就赋予天体一种冲力。创世之初就赋予天体一种冲力。这是一种不随时间流逝的动力，这这是一种不随时间流逝的动力，这种动力可以维持物体永远运动下去。种动力可以维持物体永远运动下去。因此，运动的物体一般并不需要经因此，运动的物体一般并不需要经常有个推动者和它接触。常有个推动者和它接触。四、冲力学的发展四、冲力学的发展n衰退衰退冲力学学说的衰退是从英干姆的马昔里（冲力学学说的衰退是从英干姆的马昔里（MarsileofIngham）开始的。他设想冲力就象热一样。物体离）开始的。他设想冲力就象热一样。物体离开运动来源的最远部分，冲
9、力最弱，就象一根棍子开运动来源的最远部分，冲力最弱，就象一根棍子离开热源最远的一头最冷一样，物体离开其推动者离开热源最远的一头最冷一样，物体离开其推动者後，冲力就平均分布到全身的各个部分，就象棍子後，冲力就平均分布到全身的各个部分，就象棍子离开火之後，热就平均分布出去一样，最後冲力逐离开火之後，热就平均分布出去一样，最後冲力逐渐衰退，就象棍子的热散掉一样。渐衰退，就象棍子的热散掉一样。n影响影响可以发现，所谓冲力与伟大的物理学家牛顿后来提可以发现，所谓冲力与伟大的物理学家牛顿后来提出的惯性定律有一定程度上的接近，可以说是惯性出的惯性定律有一定程度上的接近，可以说是惯性的雏形，体现了科学思想不断
10、完善的过程。的雏形，体现了科学思想不断完善的过程。n阿基米德阿基米德(Archimedes，约公元前，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。家，静力学和流体静力学的奠基人。n阿基米德在力学方面的成绩最为突出，阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格的证明了杠杆定律，为他系统并严格的证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确地体的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的确定物体重
11、心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。中心处支起来，就能使物体保持平衡。五、阿基米德对力学的发展五、阿基米德对力学的发展n阿基米德阿基米德(Archimedes，约公元前，约公元前287212)是古希是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。人。n阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格的证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总格的证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原
12、理，提出了精确地确定物体重心的的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。持平衡。n阿基米德定律（阿基米德定律（Archimedeslaw）是物理学中力学）是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体（或气体）里的物体受的一条基本原理。浸在液体（或气体）里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为的液体的重力。其公式可记为F浮浮=G排排=液液gV排液排液。五、阿基米德对力学的发展五、阿基米德对力学的发展n哥白尼日心体系的哥白尼
13、日心体系的提出，是自然科学提出，是自然科学向神学的第一次严向神学的第一次严正挑战，标志着自正挑战，标志着自然科学从神学中独然科学从神学中独立出来。经典力学立出来。经典力学的建立离不开日心的建立离不开日心说的建立说的建立 六、哥白尼及其日心说六、哥白尼及其日心说n伽利略伽利略伽利雷（伽利雷（GalileoGalilei，1564年年2月月25日日-16421）他是近代实验科学）他是近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。哲学家、物理学家、数学家。也是近代实验物理学的开拓者，也是近代实验物理学
14、的开拓者，被誉为被誉为“近代科学之父近代科学之父”。七、伽利略对力学发展的贡献七、伽利略对力学发展的贡献n伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠学定律。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。定了基础。n1、提出著名的相对性原理、提出著名的相对性原理在描述力学过程方面，在描述力学过程方面，各个惯性参考都是等效的。各个惯性参考都是等效的。n2、在实验的基础上，把运动分成匀速运动和变速运、在实验的基础上，把运动分成匀速运动和
15、变速运动，从而引进一个重要的概念动，从而引进一个重要的概念加速度。首先定加速度。首先定义了匀速运动，认为义了匀速运动，认为“我们称运动是均匀的，是指我们称运动是均匀的，是指在任何相等的时间间隔内通过相等的距离。在任何相等的时间间隔内通过相等的距离。”n3、发现了自由落体定律、发现了自由落体定律他提出他提出“堕落速度与时间堕落速度与时间成正比成正比”做了一个著名的实验做了一个著名的实验斜面运动。小球斜面运动。小球所通过的路程与所经历的时间的平方成正比。利用所通过的路程与所经历的时间的平方成正比。利用外推法得出，当斜面的倾斜角外推法得出，当斜面的倾斜角90度是也成立，由此度是也成立，由此建立自由落
16、体定律。建立自由落体定律。n4、突出惯性原理、突出惯性原理伽利略在斜面实验的基础上，又伽利略在斜面实验的基础上，又做了第二斜面的实验，既在斜面的对面再放置一个做了第二斜面的实验，既在斜面的对面再放置一个斜面，下端相连。小球沿高度为斜面，下端相连。小球沿高度为H的斜面滚下，并沿的斜面滚下，并沿第二斜面滚上，不管实际路程的延长，还要滚到高第二斜面滚上，不管实际路程的延长，还要滚到高度度H。于是提出了惯性定原理于是提出了惯性定原理表明力不是产生运表明力不是产生运动的原因，二是改变运动的原因。动的原因，二是改变运动的原因。n5、发现单摆的摆动周期与振幅无关。还规定了动量、发现单摆的摆动周期与振幅无关。
17、还规定了动量的确切定义，他强调动量是动力学中的一个基本量，的确切定义，他强调动量是动力学中的一个基本量，并以速度和重量的乘积来度量。并以速度和重量的乘积来度量。认为沿着一个弧认为沿着一个弧降落时所得到的每一个动量等于能促进同一个运动降落时所得到的每一个动量等于能促进同一个运动体通过同样地弧上升所需的动量体通过同样地弧上升所需的动量。n开普勒（开普勒（1571-1630）是德国著名的天体物理）是德国著名的天体物理学家、数学家、哲学家。他首先把力学的概学家、数学家、哲学家。他首先把力学的概念引进天文学，他还是现代光学的奠基人，念引进天文学，他还是现代光学的奠基人，制作了著名的开普勒望远镜。他发现了
18、行星制作了著名的开普勒望远镜。他发现了行星运动三大定律，为哥白尼创立的运动三大定律，为哥白尼创立的“太阳中心太阳中心说说”提供了最为有力的证据。他被后世誉为提供了最为有力的证据。他被后世誉为“天空的立法者天空的立法者”。n开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文开普勒的三条行星运动定律改变了整个天文学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完学，彻底摧毁了托勒密复杂的宇宙体系，完善并简化了哥白尼的日心说善并简化了哥白尼的日心说。开普勒对牛顿。开普勒对牛顿经典力学体系的建立更是有着极其重要的影经典力学体系的建立更是有着极其重要的影响。响。n 八、开普勒定律八、开普勒定律n开普勒第一定律开普勒第一定律开普
19、勒第一定律，也称椭圆定律；开普勒第一定律，也称椭圆定律；也称轨道定律：每一个行星都沿各也称轨道定律：每一个行星都沿各自的自的椭圆轨道环绕太阳，而太椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中。阳则处在椭圆的一个焦点中。n开普勒第二定律开普勒第二定律开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间开普勒第二定律，也称面积定律：在相等时间内，太阳和运动中的行星的连线（向量半径）所内，太阳和运动中的行星的连线（向量半径）所扫过的面积都是相等的。扫过的面积都是相等的。这一定律实际揭示了这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的角动量守恒。用公式表示为行星绕太阳公转的角动量守恒。用公式表示为开普勒定律开普勒定律n开普
20、勒第三定律开普勒第三定律开普勒第三定律，也称调和定律；也开普勒第三定律，也称调和定律；也称周期定律：各个行星绕太阳公转周期称周期定律：各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。方成正比。由这一定律不难导出：行星由这一定律不难导出：行星与太阳之间的引力与半径的平方成反比。与太阳之间的引力与半径的平方成反比。这是牛顿的万有引力定律的一个重要基这是牛顿的万有引力定律的一个重要基础。础。开普勒定律开普勒定律这里，这里，a是行星公转轨道半长轴，是行星公转轨道半长轴，T是是行星公转周期，行星公转周期，K是常数。是常数。n艾萨克艾萨克牛顿牛顿（牛顿牛
21、顿（16421727年）。年）。是伟大的英国物理学家、数学家、天文是伟大的英国物理学家、数学家、天文学家。他在学家。他在1687年年7月月5日发表的不朽著日发表的不朽著作自然哲学的数学原理里用数学方作自然哲学的数学原理里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则法阐明了宇宙中最基本的法则万有万有引力定律和三大运动定律。这四条定律引力定律和三大运动定律。这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是构成了一个统一的体系，被认为是“人人类智慧史上最伟大的一个成就类智慧史上最伟大的一个成就”，由此，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。点，并成为现代工
22、程学的基础。九、牛顿经典力学九、牛顿经典力学n经典力学建立的历史条件和客观原因经典力学建立的历史条件和客观原因n中国古代许多有关力学理论的研究成果，以及西方中国古代许多有关力学理论的研究成果，以及西方古代关于力学问题的研究，对经典力学的建立和发古代关于力学问题的研究，对经典力学的建立和发展都直接或间接地产生了影响。特别是对阿基米德展都直接或间接地产生了影响。特别是对阿基米德等人建立的静力学理论的继承和发展，对亚里士多等人建立的静力学理论的继承和发展，对亚里士多德运动理论的检验和修正，成为经典力学研究的重德运动理论的检验和修正，成为经典力学研究的重要起点。牛顿在总结前人，特别是开普勒、斯台文、要
23、起点。牛顿在总结前人，特别是开普勒、斯台文、伽利略等人的工作的基础上，建立了经典力学体系，伽利略等人的工作的基础上，建立了经典力学体系，实现了物理界中第一次理论大综合。实现了物理界中第一次理论大综合。n牛顿经典力学体系的建立得益于已有的科学成就。牛顿经典力学体系的建立得益于已有的科学成就。哥白尼、伽利略、开普勒、笛卡尔等人在天文学、哥白尼、伽利略、开普勒、笛卡尔等人在天文学、力学、光学、数学等方面的贡献，为经典力学奠定力学、光学、数学等方面的贡献，为经典力学奠定了坚实的基础，特别是伽利略与开普勒对牛顿经典了坚实的基础，特别是伽利略与开普勒对牛顿经典力学体系的建立更是有着极其重要的影响。力学体系
24、的建立更是有着极其重要的影响。牛顿第二定律牛顿第二定律内容：物体在受到合外力的作用会产生加速度，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小与合外力的大小成正比，与物体的惯性质量成反比。反比。公式：公式：F=maF为合外力为合外力局限：该定律只用于宏观物体的低速运动，而处局限：该定律只用于宏观物体的低速运动，而处理微观粒子的高速运动用量子力学。理微观粒子的高速运动用量子力学。牛顿第一定律牛顿第一定律内容：一切物体在没有受到内容：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状
25、力的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。态或匀速直线运动状态。n牛顿第三定律牛顿第三定律n内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条内容：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。直线上，大小相等，方向相反。n说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。和它相互作用。物体之间的相互作用是通过力体现的。并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。它们是作用在同一条直线上，大
26、小相等，方向相反。n另需要注意：（另需要注意：（1）作用力和反作用力是没有主次、先）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。后之分。同时产生、同时消失。（2）这一对力）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。是作用在不同物体上，不可能抵消。（3）作用）作用力和反作用力必须是同一性质的力力和反作用力必须是同一性质的力.（4）与参照）与参照系无关。系无关。n万有引力定律万有引力定律n任意两个质点通过连心线方向上的力相互任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成吸引。该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物正比，与它们距离的平
27、方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。关。nn公式：公式：F=G*M1M2/（R*R）（G=6.6710-11Nm2/kg2）nn运动的量运动的量n牛顿在总结笛卡尔和其他人的基础上，把笛卡儿的定义作了重牛顿在总结笛卡尔和其他人的基础上，把笛卡儿的定义作了重要的修改，即不用质量和速率的乘积，而用质量和速度的乘积，要的修改，即不用质量和速率的乘积，而用质量和速度的乘积，这样就找到了量度运动的合适的物理量。牛顿把它叫做这样就找到了量度运动的合适的物理量。牛顿把它叫做“运动运动量量”，就是我们现在说的动量。，就是我们现在说的动量。1687年，牛顿在
28、他的自然哲年，牛顿在他的自然哲学的数学原理一书中指出：某一方向的运动的总和减去相反学的数学原理一书中指出：某一方向的运动的总和减去相反方向的运动的总和所得的运动量，不因物体间的相互作用而发方向的运动的总和所得的运动量，不因物体间的相互作用而发生变化；还指出了两个或两个以上相互作用的物体的共同重心生变化；还指出了两个或两个以上相互作用的物体的共同重心的运动状态，也不因这些物体间的相互作用而改变，总是保持的运动状态，也不因这些物体间的相互作用而改变，总是保持静止或做匀速直线运动。静止或做匀速直线运动。n牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个
29、基本的力学体系中，创立了经典力学理论体系。正确地反映了宏观物体低速系中，创立了经典力学理论体系。正确地反映了宏观物体低速运动的宏观运动规律，实现了自然科学的第一次大统一。这是运动的宏观运动规律，实现了自然科学的第一次大统一。这是人类对自然界认识的一次飞跃。人类对自然界认识的一次飞跃。n经典力学的适用范围及其局限性经典力学的适用范围及其局限性n经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当经典力学的应用受到物体运动速率的限制，当物体运动的速率接近真空中的光速时，经典力物体运动的速率接近真空中的光速时，经典力学的许多观念将发生重大变化。如经典力学中学的许多观念将发生重大变化。如经典力学中认为物体的质量不
30、仅不变，并且与物体的速度认为物体的质量不仅不变，并且与物体的速度或能量无关，但相对论研究则表明，物体的质或能量无关，但相对论研究则表明，物体的质量将随着运动速率的增加而增大，物体的质量量将随着运动速率的增加而增大，物体的质量和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动的速度远小于真空中的光速时，经典力学仍然的速度远小于真空中的光速时，经典力学仍然适用。适用。n牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不牛顿运动定律不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。连续现象。19世纪和世纪和20世纪之交，物理学的三大发现，世纪之交，物理学的三大发现，即即X射线的发
31、现、电子的发现和放射性的发现，使物射线的发现、电子的发现和放射性的发现，使物理学的研究由宏观领域进入微观领域，特别是理学的研究由宏观领域进入微观领域，特别是20世纪世纪初量子力学的建立，出现了与经典观念不同的新观念。初量子力学的建立，出现了与经典观念不同的新观念。例如：量子力学的研究表明，微观粒子既表现为粒子例如：量子力学的研究表明，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的能量等物理量只能取分立性又表现为波动性，粒子的能量等物理量只能取分立的数值，粒子的速度和位置具有不确定性，粒子的状的数值，粒子的速度和位置具有不确定性，粒子的状态只能用粒子在空间出现的概率来描述等。但量子力态只能用粒子在
32、空间出现的概率来描述等。但量子力学的建立并不是对经典力学的否定，对于宏观物体的学的建立并不是对经典力学的否定，对于宏观物体的运动，量子现象并不显著，经典力学依然适用。运动，量子现象并不显著，经典力学依然适用。现代物理学的发展，并没有使经典力学失去存在的价现代物理学的发展，并没有使经典力学失去存在的价值，只是拓宽了人们的视野，经典力学仍将在它适用值，只是拓宽了人们的视野，经典力学仍将在它适用的范围内大放异彩。的范围内大放异彩。n亨利卡文迪许(HenryCavendish,1731.10.10.1810.3.10.)英国化学家、物理学家。十、卡文迪许与引力常量的测量十、卡文迪许与引力常量的测量n卡
33、文迪许实验是用两个大铅球使它们接近两个小球。从悬挂小球的金属丝的扭转角度，测出这些球之间的相互引力。然后利用小球的与地球的比例关系来测量出的地球质量，从而得出地球平均密度，并没有用到G的值，也没有在任何地方间接或直接出现过万有引力常数G。事实上，从科学史的角度看，卡文迪许可以说并没有得到过G。在卡文迪许活着的时候，对牛顿重力方程的表述中仍没有G的存在。nG的第一次出现在论文中是在的第一次出现在论文中是在1873，在卡文迪，在卡文迪许发表论文的许发表论文的75年后，被年后，被Cornu,A.andBaille,J.B的论文的论文Mutualdeterminationoftheconstantof
34、attractionandthemeandensityoftheearth提到。在卡文迪许之后，提到。在卡文迪许之后，后人也依据他的实验结果整理出了后人也依据他的实验结果整理出了G=3*g/4piRp，其中，其中g是地球重力加速度，是地球重力加速度，R是是地球半径。无疑的，卡文迪许的实验是离地球半径。无疑的，卡文迪许的实验是离G只只有那么一点点距离了，后人可以直接从他的结有那么一点点距离了，后人可以直接从他的结果中整理出果中整理出G来，所以物理学家感情上更认同来，所以物理学家感情上更认同卡文迪许，卡文迪许，G便是地球密度的倒数，卡文迪许便是地球密度的倒数，卡文迪许测到了地球密度，自然也算得到测
35、到了地球密度，自然也算得到G了。了。n静力学是从公元前三世纪开始发展，到公静力学是从公元前三世纪开始发展，到公园园16世纪伽利略奠定动力学基础为止。阿世纪伽利略奠定动力学基础为止。阿基米德使静力学称为一门真正科学的奠基基米德使静力学称为一门真正科学的奠基者。在他的关于平面图形的平衡和重心的者。在他的关于平面图形的平衡和重心的著作中，创立了杠杆原理，并且奠定了静著作中，创立了杠杆原理，并且奠定了静力学的主要原理。阿基米德是第一个使用力学的主要原理。阿基米德是第一个使用严密推理来求出平行四边形、三角新和梯严密推理来求出平行四边形、三角新和梯形物体的重心位置的人，他还应用近似法，形物体的重心位置的人
36、，他还应用近似法，求出了抛物线段的重心。求出了抛物线段的重心。十一、静力学的发展简史十一、静力学的发展简史n著名的意大利艺术家、物理学家和工程师著名的意大利艺术家、物理学家和工程师达芬奇应用了力矩法解释了滑轮工作原理；达芬奇应用了力矩法解释了滑轮工作原理；应用虚位移原理的概念来分析起重机构中应用虚位移原理的概念来分析起重机构中的滑轮和杠杆系统；在他的一份草稿中，的滑轮和杠杆系统；在他的一份草稿中，他还分析了铅垂力奇力的分解；研究了物他还分析了铅垂力奇力的分解；研究了物体的斜面运动和滑动摩擦阻力，首先得出体的斜面运动和滑动摩擦阻力，首先得出了滑动摩擦阻力通物体的抹茶接触面的大了滑动摩擦阻力通物体
37、的抹茶接触面的大小无关的结论。小无关的结论。n对物体在斜面上的力学问题的研究，最有功绩对物体在斜面上的力学问题的研究，最有功绩的是斯蒂文，他得出并论证了力的平行四边形的是斯蒂文，他得出并论证了力的平行四边形法则。静力学一直到法里农提出了著名的伐里法则。静力学一直到法里农提出了著名的伐里农定理后才完备起来。他和潘索多边形原理是农定理后才完备起来。他和潘索多边形原理是图解静力学的基础。图解静力学的基础。n分析力学的概念是拉格朗日提出来的，他在大分析力学的概念是拉格朗日提出来的，他在大型著作分析力学中，根据虚位移原理，用型著作分析力学中，根据虚位移原理，用严格的分析方法叙述了整个力学原理论。虚位严格的分析方法叙述了整个力学原理论。虚位移原理早在移原理早在1717年已由伯努利指出，而应用这年已由伯努利指出，而应用这个原理解决力学问题的方法的进一步发展和对个原理解决力学问题的方法的进一步发展和对它的数学研究却是拉格朗日功绩。它的数学研究却是拉格朗日功绩。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！37