mechanics-chap1-2013.ppt

;关于教学方式： 1）听大课；2）习题课；3）小班讨论课；4）做好笔记。 关于具体目标及希望： 1）大二参加全国部分地区大学生物理竞赛； 2）大三参加中国大学物理学术竞赛； 3）好的绩点，为继续深造打好储备； 4）批判性思维，边学边研，滚雪球。;关于内容： 运用矢量和微积分：新视角 守恒律：从不变中找到变化的规律 万有引力：自然法则 力学典型问题：刚体平面平行运动 振动与波：力学成功的范例; 关于任课教师 包景东：物理系2级教授、博士生导师、物理学与核科学学位分会主席。 1984年7月本科毕业于武汉大学物理系 1992年博士毕业于中国原子能科学研究院 1996年在日本京都大学理论物理研究所博士后出站 获得的主要奖励： 1) 中国青年科技奖 （1996年） 2) 德国学术交流研究奖 （2007年） 3）世界青年气象学家奖提名 （1994年）;4）北京市高等学校教学名师 （2013年） 5) 全国宝钢优秀教师奖 （2013年） 6）教育部跨世纪优秀人才 （2000年） 7）国务院政府特殊津贴专家 （2002年） 8）北京市高等教育教学成果一等奖 （2012年） 9）中国气象学会青年科技一等奖 （1993年） 10）中国原子能科学研究院青年论文一等奖 （1989年） 11）国家精品视频公开课主讲人 （2014年） 12）国家级规划教材主编 （2014年）;主要学术任职: 1）国家自然科学基金委员会数理学部学科评议组成员 2）中国核物理学会理事 3）中国计算物理学会理事 4）中国大学生物理学术竞赛执委 5）全国高等学校统计物理，计算物理教学 两个委员会副主任 6）全国蒙特卡罗方法委员会副主任 7）《大学物理》副主编 8）《原子核物理评论》编委 9）《计算物理》编委 10）北京师范大学基础人才培养专家委员会委员;一、什么是力学？ 这个问题最浅显的答案是：一切运动都有它的原因，这个原因就是力。 关于运动及其产生运动的原因的学问就是力学。这样，力学有两个含义：(1) 对运动本身的表象描述；(2)对运动原因的内在属性的表述。 教育部高等学校物理学教学指导委员会对力学课程的定义和要求是：“力学是研究物体机械运动规律的基础课程。通过该课程的学习，学生 理解和掌握由实验和观测总结的机械运动基本规律，以及运用数学方法进一步导出力学规律，并学会利用基本和导出规律解决力学问题。” 中国力学学会如是说：“力学是自然科学中最重要的一门基础学科，也是与工程建设联系最为紧密的一门学科。力学在各种科学知识的普及中起着最为基础的作用。人们只有对力学有一定程度的理解，才能够深入理解其他门类的科学知识。”;二、力学的分类与地位 力学可以按运动的表象分类：如固体力学、流体力学、空气动力学、生物力学、断裂力学、岩石力学、土力学。也可以按运动原因的内在属性分类：如连续介质力学、电动力学、等离子体力学等。在近代，可以按是否有工程属性而分类为：工程力学、纯粹力学、应用力学等。还可以按研究手段分类为：计算力学、理性力学、几何力学等。 力学这个学科的大起是在第一次工业革命后。很多的社科词汇带有那个时代气息：如，生产力、活力、能力。但是，在第二次工业革命期间，电力、磁力概念被取代，出现了场的概念，能量守恒概念的地位提高了，而动量守恒、角动量守恒的地位下降了，为了强调这种差别性，有时尽可能不使用力学这个词。如，电磁场论取代了电动力学。 ;这样，就抽象面上来说，力学就被贬低为与具体对象或工程相联系的学问。另一方面，也是出于物理学研究对象越来越远离日常生活中的现象。在这层意义上，力学就是日常生活中常见物体（物质）的物理学。 此后，尤其是量子力学、广义相对论建立以后，力学就开始地位大落了。 力学，从它的产生之日起就是与工程直接联系在一起，从而，未来的力学就是在物理学与工程科学间的基础科学，起桥梁作用。 基本粒子的碰撞实验，能量守恒+动量守恒的结果是：角动量（自旋） 守恒并不是它们的导出律。同样的，能量守恒+角动量守恒的结果是，动量守恒也不是它们的导出律。也就是说，三者在哲学上是有独立的基础地位的。由于这个原因，力学的观点和方法再次地被重视起来。 物理学和应用物理学专业的教学规范指出：“力学是培养学生的逻辑思维及接受新事物的能力，为后续课程的学习奠定扎实的物理基础”。;三、生活经验与力学知识 研究力学的时候，我们会惊奇地发现，在许多很简单的事情上我们的日常感觉与科学竟然相去甚远。这里有一个明显的例子。假如有一个定常的力作用于一个物体，那么物体应该如何运动呢？“常识”告诉我们，这个物体应该一直以相同的速度运动，即做匀速运动。不过，力学却告诉我们，完全不是这样的。一个恒定不变的力所产生的不是匀速运动，而是加速运动，因为这个