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力学史心得体会
篇一:力学的发展历程
力学的发展历程
古代力学的发展
古代最早的物理学体系是亚里士多德系,物理学者这门学科的名称就是由亚里士多德创立的。在亚里士多德的《物理学》中,主要讨论运动(及产生和消灭)、空间和时间以及事物变化的原因等物理世界的根本原理,应该说,亚里士多德是比较系统和深入研究运动及有关的时间、空间的第一人。
关于运动,亚里士多德认为,物体永远在运动变化,“运动是永恒的,不能在一个时候曾经存在,在另一个时候不存在”,这种运动永恒的观点具有唯物主义思想,包含辩证法的因素,至今仍是积极而有价值的。
对物理学的发展来说,亚里士多德初步提出以物质运动及其与时间、空间、周围物体的关系为研究对象,以形成一门独立的自然学科,重视对近身事物的具体观察,强调思维逻辑的作用,首先引用数学方法来考虑具体物理定律,从而引起众多的讨论与研究等。
阿基米德是古希腊继亚里士多德之后又一科学巨匠,他从生产实践出发,运用数学的方法建立起静力学,被誉为“力学之父”。阿基米德在力学上的贡献主要是严格地证明了杠杆定理和浮力定律。这是从经验知识走向定律建立的重大飞跃。
阿基米德不仅是个理论家,也是个实践家,他一生热衷于将其科学发现应用于实践,一生创造发明了许多机构和机器。
经典力学的发展
伽利略对亚里士多德的运动理论进行检验和批判,成为经典力学的先驱,是近代实验物理学的奠基人,被推崇为“近代科学之父”。
伽利略在力学研究中做出的重要贡献

伽利略抛弃了亚里士多把运动分为自然运动和强迫运动的观点,采用数学方法来定量地分析运动,对位移、距离和时间的概念给予确切的数学表达形式,运用笛卡儿创立的坐标系来定量的描述运动,认为应该依据运动的基本特征量速度对运动进行分类,由此,把运动分为匀速运动和变速运动两种,并引入加速度的概念。

伽利略首先运用从一个理想实验得出的佯缪入手,对亚里士多德落体学说提出了反驳。根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢的拖着而减慢,下落慢的会被下落快的拖着而加快,结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体都小。这样,就从重物体比轻物体下落得快的假设,推出了重物体比轻物体下落得慢的结论,从而在逻辑上证明了亚里士多德的学说是错误的。再通过著名的斜面实验检验自由落体运动符合他所提出的匀加速运动的定义。自由落体下落的时间太短,当时用实验直接验证自由落体是匀加速运动仍有困难,伽利略采用了间接验证的方法,他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下,做了上百次的实验,小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多,所以时间容易测量些。实验结果表明,光滑斜面的倾角保
持不变,从不同位置让小球滚下,小球通过的位移跟所用时间的平方之比是不变的即位移与时间的平方呈正比。
由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动,换用不同质量的小球重复上述实验,位移跟所用时间的平方的比值仍不变,这说明不同质量的小球沿同一倾角的斜面所做的匀变速直线运动的情况是相同的,即加速度与物体的重量无关。

伽利略从单摆实验和对接斜面的理想实验中, 伽利略提出了惯性的概念。根据亚里士多德的物理学,保持物体匀速运动的是力的持久运动。但是,伽利略从小球在水平面上运动的实验推测,如果没有摩擦力等阻力的作用,小球将保持匀速运动,发现了初步的惯性定律。


伽利略的科学研究方法的特点
伽利略把观察和实验作为科学研究的坚实基础。他在研究工作中,采取了下面一个对近代科学发展很有效的研究方法:
对现象的一般观察→提出工作假想→运用数学和逻辑的手段得出特殊结论→通过物理的或理想的实验对推论进行验证→对假设进行修正和推广。
伽利略所创设的实验方法、严格的逻辑与数学推理方法,开辟了科学方法的道路。
自18世纪以来,牛顿已成为整个近代科学革命的象征,可以说,牛顿在总体上推动了近代科学的进程。
1687年牛顿发表了《自然哲学的数学原理》,在这部巨著中,牛顿概括了他的前人伽利略、笛卡尔、开普勒、惠更斯、胡克等人的研究成果以及他自己的创造,对李雪的基本概念和规律给出了确切的表述,首次创立了地面力学和天体力学统一的严密体系,成为经典力学的基础,实现了物理学上的第一次大综合。
牛顿在《原理》一书中提出了力学的三大定律和万有引力定律,对宏观物体的运动给出了精确的描述,总结了他自己的物理发现和哲学观点。《原理》一书是人类自然科学的奠