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力学发展史 学 院 专 业 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 力学发展史 摘要 力学发展史是科学史的一个分支，它记述和研究人类从自然现象和生产活动中认识和应用物体机械运动规律的历史力学本身的发展有着悠久的历史。它的发展是分析和综合相结合的过程，也是人类认识由简单到复杂逐步深化的过程。1.前 言 4 2．经典力学的建立和发展 4 2.1运动定律的建立 4 2.1.1伽利略的运动理论 4 2．1.2伽利略提出的运动原理 5 2.1.3对碰撞的研究 5 2.1.4牛顿的总结 6 2.2万有引力定律的发现 6 2.2．1牛顿引力定律的检验 6 2.3牛顿在自然科学发展史上的贡献 7 2.4分析力学的发展 7 2.4．1对“运动的量度”的争论 7 2.4.2三大守恒定律的确立 7 2.4.3质心运动守恒定律 8 2.4.3．1动量矩守恒定律 8 2.4.3．2活力守恒定律 8 2．5 分析力学的建立 8 3.静力学的发展 8 3.1静力学的简介 8 3.2静力学一词的引入 9 3.3静力学最初的发展 9 3.4对静力学发展有贡献者 9 3.4.1阿基米德的杠杆定律 9 3.4.2亚力山大的希罗 9 3.4.3约丹努对静力学的发现 10 3.4.4达芬奇在静力学上的工作 10 3．4.5伽利略对静力学所作的贡献 10 4.运动学的发展简史 11 4.1运动学的早期发展 11 4.2运动学的需要 11 4.3运动学的确立 11 5.动力学的发展 11 6.力学在中国 12 7.结论及感想 13 致谢 13 参考文献 13 1.前 言 力学知识最早起源于对自然现象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、斜面、汲水器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。古代人还从对日、月运行的观察和弓箭、车轮等的使用中了解一些简单的运动规律，如匀速的移动和转动。但是对力和运动之间的关系，只是在 时期以后才逐渐有了正确的认识第一自由落体运动：亚里士多德的重物比轻物下落得快，力是维持物体运动的原因等观点，一直被人们深信不疑。一直到1586年比利时的力学家西蒙·斯台文在他的著作中对这些结论提出了异议。后来伽利略也研究落体问题，他首先从逻辑推理上批驳了亚里士多德的观点。伽利略又通过著名的斜面实验，得出了物体在真空中做自由落体运动时，下落的快慢都一样。在这个实验中，伽利略提出了加速度的概念。 在比萨大学任教时期，伽利略就已经开始研 究自由落体问题。1604年，在致萨皮（F. P. Sarpi）的信中，他明确地得到了在相等的时间间隔内物体下落的距离呈从1开始的奇数序列的规律。直到1638年，他才在《两门新科学》中系统地论述了这一研究结果。 第二惯性原理伽利略设计了将两个光滑斜面对接起来的理想实验，推理出物体运动并不需要外力维持的结论。第三抛体运动轨迹伽利略在《两门新科学》中详细研究了抛射体的运动，他指出：假设物体以某一水平速度抛出，这时物体将同时参与一个匀速的水平运动和一个匀加速的下落运动。他假定这两个运动既不彼此影响、干扰，也不互相妨碍。这就是运动 的独立进行原理。第四相对性原理，伽利略是日心论者，为了解释为什么人在地球上住，却感觉不到地球在动的问题，他提出了力学相对性原理。即在惯性系中做任何力学实验都无法测定惯性系运动的速度。伽利略的这些工作为经典力学的形成打下了基础。 2.1.3对碰撞的研究 在17世纪，对碰撞研究主要有笛卡尔和惠更斯。笛卡儿具体总结了七条碰撞规律，但由于他不了解动量的矢量性，也未能区分开完全弹性碰撞和完全非弹性碰撞，所以其中的五条都是错误的。相对来说，惠更斯则取得的成就要大一些。 他理论是以下述三个假设（公理）作为基础的：（1）“运动起来的物体，在未受到阻碍作用时，将以不变的速度沿直线继续运动”。（2）“两个具有相同质量的物体，以相同的速度相向作对心碰撞后，两者都以相同的速度向相反方向运动。” （3）“物体的运动以及它们的速度，必须看作是相对于另一些我们以为是静止的物体而言的，而不必考虑这些物体是否还