2019-9-10
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课程名称:力学
主讲人:涂展春
Email:[email protected]: www.tuzc.org
概论 内容提要
• 物理学与力学
• 本课程主要内容
• 参考教材
• 考评方法
物理学与力学
• 物理学(Physics):自然科学的基础学科。
研究物质世界最基本的结构层次、最普遍
的相互作用、最一般的运动规律。
• 力学(Mechanics):研究物质的机械运动规
律的物理学分支。
• 物质世界的结构层次
微观
介观宏观
宇观
[赵凯华 等,新概念物理学]
空间尺度和时间尺度 [Mazur, Physics 1]
• 物质的四种基本相互作用
统一场:强电弱统一!大统一?
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• 物质运动的一般规律(物理学基本方程)
力学
(牛顿)
(拉格朗日)
(哈密顿)
热(力)学
统计力学
(克劳修斯)
(玻尔兹曼)
电动力学
(麦克斯韦)
量子力学
(薛定谔)
相对论
(爱因斯坦)
• 物理学基本框架
奠基人:伽利略(1564-1642)牛顿—《自然哲学的数学原理》(1687)
经典物理学(19世纪)
经典力学
热力学和统计物理
电磁学
近代物理学(20世纪)
量子力学
相对论
粒子物理
凝聚态物理
天体物理
……
• 物理学的两大支柱:实验与理论
解释已有实验结果
新预言等待实验检验
真实实验
总结归纳
规律
思想实验
实验
提升 基本原理
演绎推导
定理
推论
理论
理论与实验对于物理学来说是同等重要的
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我时常被问及这样的问题:纯粹科学与应用科学究竟哪个对世
界更重要。为了应用科学,(纯粹)科学本身必须存在。假如我们
停止科学的进步而只留意科学的应用,我们很快就会退化成中国人
那样。多少代人以来他们都没有什么进步,因为他们只满足于科学
的应用,却从来没有追问过他们所做事情中的原理。这些原理就构
成了纯粹科学。中国人知道火药的应用已经若干世纪,如果他们用
正确的方法探索其特殊应用的原理,他们就会在获得众多应用的同
时发展出化学,甚至物理学。因为只满足于火药能爆炸的事实,而
没有寻根问底,中国人已经远远落后于世界的进步。我们现在只是
将这个所有民族中最古老、人口最多的民族当成野蛮人。
[罗兰在美国科学促进会1883年年会演讲《为纯粹科学呼吁》, 王丹红译 ]
• 物理学的思维方法:抽象与简化
奶牛的简化与抽象表示 [Mazur, Physics 1]
《力学》课程主要内容
• 第一章 物理量与量纲
• 第二章 直线运动
• 第三章 二维和三维空间中的运动
• 第四章 牛顿运动定律
• 第五章 功和能
• 第六章 动量
• 第七章 角动量
• 第八章 万有引力
• 第九章 刚体
• 第十章 振动
• 第十一章 波动
• 第十二章 相对论
• 专题一 静力学
• 专题二 弹性力学
• 专题三 流体力学
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参考教材
• 漆安慎,杜婵英:力学(第三版)
• 张三慧等译:物理学基础(哈里徳)
• Halliday等:Fundamentals of Physics
• Kleppner: Introduction to Mechanics
考评方法
• 平时成绩,40%
– 作业
– 考勤/随堂小测
– 期中考试
• 期末考试,闭卷, 60%