物理学概览 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面,从而认识这 些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。 物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自 于实践,随着实践的扩展和深入,物理学的内容也在不断扩展和深入。 随着物理学各分支学科的发展,人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联 系,于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整 体 物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律,从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐 步有所进展,但现在离实现这一目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽 经典力学 经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子 而言的;低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接 接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。 自远古以来,由于农业生产需要确定季节,人们就进行天文观察。16世纪后期,人们对行星绕 太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三 条经验规律。差不多在同一时期,伽利略进行了落体和拋物体的实验硏究,从而提出关于机械运动 现象的初步理论。 牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论,发现了宏观低速机械运动的基本规律,为 经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察,并根据牛顿的理论,预言了海王星的 存在,以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接 受了。 经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量:一个力学系统在某一时刻的状态,由它的 某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响,也不影响外界,不包含其 他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说,它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和 动量的函数,其状态随时间的变化由总能量决定 在经典力学中,力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展表明,任何一个 孤立的物理系统,无论怎样变化,其总能量和总动量数值是不变的。这种守恒性质的适用范围已经 远远超出了经典力学的范围,现在还没有发现它们的局限性。 早在19世纪,经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科,它包含了丰富的内容。例 如:质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。经典力学的应用范围,物理学概览 物理学是研究宇宙间物质存在的基本形式、性质、运动和转化、内部结构等方面，从而认识这 些结构的组成元素及其相互作用、运动和转化的基本规律的科学。 物理学的各分支学科是按物质的不同存在形式和不同运动形式划分的。人对自然界的认识来自 于实践，随着实践的扩展和深入，物理学的内容也在不断扩展和深入。 随着物理学各分支学科的发展，人们发现物质的不同存在形式和不同运动形式之间存在着联 系，于是各分支学科之间开始互相渗透。物理学也逐步发展成为各分支学科彼此密切联系的统一整 体。 物理学家力图寻找一切物理现象的基本规律，从而统一地理解一切物理现象。这种努力虽然逐 步有所进展，但现在离实现这—目标还很遥远。看来人们对客观世界的探索、研究是无穷无尽 的。 经典力学 经典力学是研究宏观物体做低速机械运动的现象和规律的学科。宏观是相对于原子等微观粒子 而言的；低速是相对于光速而言的。物体的空间位置随时间变化称为机械运动。人们日常生活直接 接触到的并首先加以研究的都是宏观低速的机械运动。 自远古以来，由于农业生产需要确定季节，人们就进行天文观察。16世纪后期，人们对行星绕 太阳的运动进行了详细、精密的观察。17世纪开普勒从这些观察结果中总结出了行星绕日运动的三 条经验规律。差不多在同一时期，伽利略进行了落体和抛物体的实验研究，从而提出关于机械运动 现象的初步理论。 牛顿深入研究了这些经验规律和初步的现象性理论，发现了宏观低速机械运动的基本规律，为 经典力学奠定了基础。亚当斯根据对天王星的详细天文观察，并根据牛顿的理论，预言了海王星的 存在，以后果然在天文观察中发现了海王星。于是牛顿所提出的力学定律和万有引力定律被普遍接 受了。 经典力学中的基本物理量是质点的空间坐标和动量：一个力学系统在某一时刻的状态，由它的 某一个质点在这一时刻的空间坐标和动量表示。对于一个不受外界影响，也不影响外界，不包含其 他运动形式(如热运动、电磁运动等)的力学系统来说，它的总机械能就是每一个质点的空间坐标和 动量的函数，其状态随时间的变化由总能量决定。 在经典力学中，力学系统的总能量和总动量有特别重要的意义。物理学的发展表明，任何一个 孤立的物理系统，无论怎样变化，其总能量和总动量数值是不变的。这种守恒性质的适用范围已经 远远超出了经典力学的范围，现在还没有发现它们的局限性。 早在19世纪，经典力学就已经成为物理学中十分成熟的分支学科，它包含了丰富的内容。例 如：质点力学、刚体力学、分析力学、弹性力学、塑性力学、流体力学等。经典力学的应用范围