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(优选)经典力学的建立和发展
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近代自然科学的诞生是从天文学的突破开始的。
我们知道,在人类历史上起源最早的科学实际只有三种,也就是最古老的科学,只有三种,这就是天文学,数学和力学,这三种科学为什么古老呢?因为它们都和古代人的生活是有关系的,它都是一种实用的科学。
1)人们需要居住,他就要建设自己的房屋,因此力学就发展起来;
2)人们要为适时地从事农业的生产,为了适时地去举行祭祀和庆典、观天象,决定时间就是一个首要的工作,所以天文学就发展起来了;
3)天文学、力学发展到一定程度就需要精确化,因此数学就发展起来了。在中国古代从他们的传统认识考虑,数学更侧重于和天文学的关系,因此在中国古代天数是不分的。
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。
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§、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,且在不同参考系中用“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v=Δx/Δt
加速度:a=Δv/Δt
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速度是矢量,速度合成用平行四边形法则。
例如:船渡河
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§
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?
托勒密地心说体系
托勒密
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托勒密地心说(公元150年,第一次提出完整宇宙模型)
恒星天
地球
月亮
水星
金星
太阳
火星
木星
土星
太阳东升西落太阳绕着地球转地心说
原动天
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波兰天文学家哥白尼(1473-1543)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。
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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
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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。
与第谷(丹麦天文学家)合作,使他从第谷处获
得了大量精确的天文学数据。
1609—1619年,他先后提出了
行星运动三定律。
第谷在天文台工作
第谷用过的望远镜
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