复旦大学：《文科物理（理论与实验）》精品课程理论课PPT课件_第二章 经典力学的建立和发展

高等教育出版社 版权所有复制必究 第二章经典力学的建立和发畏 我已经把哲学的原理确定下来了,但这些原 理不是哲学的,而是数学的。 牛顿

第二章 经典力学的建立和发展 我已经把哲学的原理确定下来了，但这些原 理不是哲学的，而是数学的。 ——牛顿 高等教育出版社 版权所有 复制必究

近代自然科学的诞生是从天文学的突破开始的。 经典力学是从伽利略和开普勒时代开始的,到牛顿时 代到达成熟阶段。 从科学方法上看,它的建立和发展离不开科学实验方 法和数学的引入,也就是离不开归纳法(以实验为基 础)和演绎法(依靠数学)两者的结合。 讨论与思考: 为什么要先学力学? 中学时学的力学,你还记得多少? 请你说出牛顿三定律的内容和机械能守恒定律的条件

 近代自然科学的诞生是从天文学的突破开始的。  经典力学是从伽利略和开普勒时代开始的，到牛顿时 代到达成熟阶段。  从科学方法上看，它的建立和发展离不开科学实验方 法和数学的引入，也就是离不开归纳法（以实验为基 础）和演绎法（依靠数学）两者的结合。 讨论与思考：  为什么要先学力学？  中学时学的力学，你还记得多少？  请你说出牛顿三定律的内容和机械能守恒定律的条件

§2.1坐标糸、位置矢量、速度 力学是定量的科学,为了描写物体运动,必须引入基 本量位置、时间、速度。 在牛顿力学中,坐标和时间是独立的,且用在不同参 考系中“长度不变的尺”和“绝对时 间”(即不同参考系中钟的快慢 样) 速度是矢量,速度合成用平行四边 形法则

§2.1 坐标系、位置矢量、速度  力学是定量的科学，为了描写物体运动，必须引入基 本量位置、时间、速度。  在牛顿力学中，坐标和时间是独立的，且用在不同参 考系中 “长度不变的尺”和“绝对时 间”（即不同参考系中钟的快慢一 样）。  速度是矢量，速度合成用平行四边 形法则。 2 v  v 合  v1 

在数学和物理中,作图法很重要,可帮助我们理解。 希望同学们在学习中重视图形的用处,体会用图来分 析说明问题的重要性和必要性

 在数学和物理中，作图法很重要，可帮助我们理解。 希望同学们在学习中重视图形的用处，体会用图来分 析说明问题的重要性和必要性。 x y z O

§22从哥白尼到开普勒 、向地心说挑战—哥白尼创立日心说 为什么近代科学诞生是从天文学的突破开始的? 最高天 恒星天 太阳 金星 托勒密 托勒密地心说体系

§2.2 从哥白尼到开普勒 一、向地心说挑战——哥白尼创立日心说 为什么近代科学诞生是从天文学的突破开始的？ 托勒密 托勒密地心说体系

早在公元前4世纪,古希腊哲学家亚里士多德就已提 出了“地心说”,即认为地球位于宇宙的中心。公元140 年,古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文 学大成》,在总结前人工作的基础上系统地确立了地心 说。根据这一学说,地为球形,且居于宇宙中心,静止 不动,其他天体都绕着地球转动。 这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、 周而复始的现象,又符合上帝创造人类、地球必然在宇 宙中居有至高无上地位的宗教教义,因而流传时间长达 1300余年

早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提 出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心。公元140 年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文 学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心 说。根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止 不动，其他天体都绕着地球转动。 这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、 周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇 宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达 1300余年

日心说提出的科学根源、哲学根源和历史根源是什么? 科学根源:随着天文学观察数据越来越多,为了给予 解释,托勒密的地心说不断修补,越来越复杂,难以 使人信服。 哲学根源:他接受毕达哥拉斯学派提出的“宇宙是和 谐的,可用简单的数学关系来表达宇宙规律”的基本 思想。他也赞同柏拉图哲学,同柏拉图一样,高度赞 美太阳,给予太阳“宇宙正中”的位置。 历史根源:在意大利留学10年,受到文艺复兴运动影 响,思想解放,投身科学革命

日心说提出的科学根源、哲学根源和历史根源是什么？  科学根源：随着天文学观察数据越来越多，为了给予 解释，托勒密的地心说不断修补，越来越复杂，难以 使人信服。  哲学根源：他接受毕达哥拉斯学派提出的“宇宙是和 谐的，可用简单的数学关系来表达宇宙规律”的基本 思想。他也赞同柏拉图哲学，同柏拉图一样，高度赞 美太阳，给予太阳“宇宙正中”的位置。  历史根源：在意大利留学10年，受到文艺复兴运动影 响，思想解放，投身科学革命

天球 土星 木星 火星 哥白尼 哥白尼日心说示意图 日心说的创立和《天体运行论》的出版

哥白尼 哥白尼日心说示意图 日心说的创立和《天体运行论》的出版

二、开普勒行星三定律 〉哥白尼和毕达哥拉斯的哲学思想强烈吸引开普勒。 1600年与第谷合作,使他从第谷处■ 获得了大量精确的天文学数据。 于1609和1619年,他先后提出了 行星运动三定律。 第谷用过的望远镜 第谷在天文台工作

二、开普勒行星三定律  哥白尼和毕达哥拉斯的哲学思想强烈吸引开普勒。  1600年与第谷合作，使他从第谷处 获得了大量精确的天文学数据。 于1609和1619年，他先后提出了 行星运动三定律。 第谷用过的望远镜 第谷在天文台工作

开普勒发现利用哥白尼模型火星轨道数据与第谷观测 的数据有8偏差,促使他改进理论模型。他曾说: “这8弧分是不允许忽略的,它使我走上改革整个天文 学的道路。” 1.椭圆定律:每个行星的轨道是一个椭圆,太阳位于一 个焦点上。 开普勒第一定律

 开普勒发现利用哥白尼模型火星轨道数据与第谷观测 的数据有8ˊ偏差，促使他改进理论模型。他曾说： “这8弧分是不允许忽略的，它使我走上改革整个天文 学的道路。” 1.椭圆定律：每个行星的轨道是一个椭圆，太阳位于一 个焦点上。 开普勒第一定律