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1、第五章经典力学与物理学的革命2021/8/11 星期三1第一节、经典力学的成就与局限性第一节、经典力学的成就与局限性2021/8/11 星期三2一、经典力学的发展历程：宋末元初以前中国的物理学研究一直以来领先于西方。墨经 世界上最早的物理学著作。（春秋战国）对力的最早定义 对杠杆平衡的研究 对材料力学的探讨 对时间、空间的定义考工记 世界上最早的应用物理学著作。最早记述惯性现象 最早分析了空气动力学 记述了齿轮的发明 研究各种简单机械著名的物理学家：张衡 祖冲之 文艺复兴时期地动仪、浑天仪指南车2021/8/11 星期三3经典力学理论却是由西方世界于16世纪起建立和完善。哥白尼创立日心说伽利略
2、发现惯性定律、落体 定律和力学相对性原理。笛卡儿比较完整的第一次表 述了惯性定律。惠更斯解决了完全弹性碰撞文题开普勒发现了行星运动规律2021/8/11 星期三4 经典物理学大师牛顿，将经典力学概括表述为他的三个定律和万有引力定律：牛顿第一定律：（惯性定律）牛顿第二定律：（力与加速度之间的关系）牛顿第三定律：（作用与反作用定律）J 牛顿的这些成就都是在继承前人的观点上通过分析和推理得来，所以他自己说：我之所以看得远，那是因为站在巨人的肩膀上。2021/8/11 星期三5牛顿生平：伟大的伟大的物理学家物理学家、天文学家天文学家和和数学家数学家，经典力学体系的奠基人。，经典力学体系的奠基人。牛顿牛
3、顿1643年年1月月4日诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八日诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。九个月父死于肺炎。自小瘦弱，孤僻而倔强。3岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。岁时母亲改嫁，由外祖母抚养。11岁时岁时继父去世，母亲又带继父去世，母亲又带3个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，个弟妹回家务农。在不幸的家庭生活中，牛顿小学时成绩较差，“除设计机械外没显出才华除设计机械外没显出才华”。牛顿曾因家贫停学务农，在这段时间里，他利用一切时间自学。放羊、购物、农牛顿曾因家贫停学务农，在这段时间里，他利用一切
4、时间自学。放羊、购物、农闲时，他都手不释卷，甚至羊吃了别人庄稼，他也不知道。他舅父是一个神父，有一闲时，他都手不释卷，甚至羊吃了别人庄稼，他也不知道。他舅父是一个神父，有一次发现牛顿看的是数学，便支持他继续上学。次发现牛顿看的是数学，便支持他继续上学。1661年年6月考入剑桥大学三一学院。作月考入剑桥大学三一学院。作为领取补助金的为领取补助金的“减费生减费生”，他必须担负侍候某些富家子弟的任务。，他必须担负侍候某些富家子弟的任务。在在16651666年，伦敦流行鼠疫的两年间，牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢，年，伦敦流行鼠疫的两年间，牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢，作出了多项发明。作出了多项
5、发明。1667年重返剑桥大学，年重返剑桥大学，1668年年7月获硕士学位。月获硕士学位。1669年巴罗推荐年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授，岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授，1672年成为皇家学会会员，年成为皇家学会会员，1703年成为皇家学会终身年成为皇家学会终身会长。会长。1699年就任造币局局长，年就任造币局局长，1701年他辞去剑桥大学工作，因改革币制有功，年他辞去剑桥大学工作，因改革币制有功，1705年被封为爵士。年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿，遗体葬于威斯敏斯特教堂。年牛顿逝世于肯辛顿，遗体葬于威斯敏斯特教堂。2021/8/11 星期三6二、经典力学的伟大成就：经典力学
6、的科学意义：经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，是科学形态上的重要变革，把人类对整个自然界的认识推进到一个新的水平，促进了科学技术的发展和社会文明的进步。经典力学的建立首次告诉人们，一个以现象观察和实验研究为基础的自然科学理论体系，其思想观点应该是明确透彻的。其体系结构应是严密完备、自洽和谐的，其数学表达应是严格、定量、可以操作的；这种理论不仅能够在一定范围内揭示事物的本质，做出定量的解释、推断和预言，而且理论本身的是非真伪、成立条件、适用范围等也都可以定量地检验和界定。这是一切自然科学理论应有的基本特征。牛顿伟大贡献的精髓正在于此。J我们应该以一种什我们应该以一种什么态度、方法来辨么态度
7、、方法来辨证科学与伪科学？证科学与伪科学？2021/8/11 星期三7三、经典力学的局限性和适用范围：十九世纪末，随着经典物理学的不断完善，特别是麦克斯韦四个电磁波方程的写出，人们都以为物理学的大厦已经建立起来，后世的物理学家们只能做些修修补补的工作，所有的问题经典物理学都能迎刃而解。但二十世纪初，物理学有三个新的重大发现,（X射线发现、电子发现发现、放射性发现）这些事实却用经典物理学理论无法解释。即当物理学进入到超高速或微观领域后，经典物理学规律就不适用了！也就是说：经典力学规律只适用于宏观低速物体。2021/8/11 星期三8讨论：上完这节课后你有什么感想？可从以下几个方面进行：1、国家的稳定对科技的发展和进步有什么影响？2、成才和天才有关系吗？3、我们应该报有一种怎样的科学态度价值观？2021/8/11 星期三92021/8/11 星期三10