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第三章 力学发展 教学目的和要求： 掌握：哥白尼“天体运行论”及开普勒的地位与作用，伽利略的力学贡献；牛顿的力学体系。 熟悉：开普勒行星定律发现过程；伽利略的科学研究方法；牛顿的生平； 了解：万有引力定律、牛顿三定律的创立过程；了解牛顿后力学的进一步发展。 教学重点，难点：哥白尼“天体运行论”及开普勒的地位与作用，伽利略的力学贡献；牛顿的力学体系 教学内容： §1.资本主义的兴起和文艺复兴运动 一.资本主义萌芽带来的契机(15世纪后半期开始) 1.社会物质条件 欧洲社会生产力迅速发展，农耕得到改进，风力水力得到普遍使用。特别是我国的四大发明经蒙古，丝绸之路传入欧洲，更为其发展推波助澜。 ①资本主义发展商业、扩大市场、繁荣贸易的要求，推动了地理上的新发现和新航路的开辟：哥伦布、达?伽马、麦哲伦等； ②贸易、航海、战争，使欧洲工业巨大发展，同时也引起生产技术上的一系列革命：脚踏纺车、脚踏织布机和水力、风力发动机、磨机及钟表等； ③磨机及钟表等的发展，逐渐产生了关于摩擦、动力测量、齿轮传动和匀速运动的理论； ④火药由中国传入欧洲后，射击武器的发展，从而提出了枪炮构造、子弹弹道、空气对子弹的阻力以及抛射体运动等问题； ⑤采矿等，推动了矿井通风、排水、矿石粉碎和打击碰撞等方面的研究。 ⑥造船业的发展，提出了船所受浮力、船的载重和坚固性等问题； ⑦眼睛业的发展，为望远镜、显微镜的制造作了准备，为光学发展打下基础。 哥伦布1492年发现美洲，达?伽马1497年绕过好望角抵达印度，麦哲伦1519年环游世界，这些都刺激了资产阶级对生产技术的兴起，科学的发展有了社会物质条件。 2.社会文化思想方面: 出现了以文艺复兴和宗教改革为标志的思想解放运动。 在欧洲，天主教会是最有势力的封建领主，统治着社会生活和思想文化的各个方面。 1517年，德国德马丁?路德提出“宗教改革”，要求建立适合资产阶级需要的教会。动摇了教会的精神统治。 随着资产阶级运动的发展，在思想文化领域内出现了一个反映新兴资产阶级要求、反对封建思想统治和束缚的强大运动，这就是以恢复古代文化面目出现的“文艺复兴运动”。即恢复古希腊古罗马文化的运动。 宣扬“人文主义”，提倡人权，反对神权，提倡思想自由，尊重人、关心人、以人为本；重视人与自然的统一，倡导研究自然认识自然，用知识和教养同愚昧和世俗作斗争。 但丁的神曲，米开朗基诺的雕塑，莎士比亚的“罗米欧与朱丽叶”的出现，代表了人们要求思想自由，科学要求摆脱神学附庸地位，反对迷信和权威的心声。 总之，思想的解放，对实践经验的重视，成为当时科学起飞的思想基础和认识基础。 3.代表人物及其观点 1)培根:“证明前人说法的唯一方法，只有观察和实践。” 2)达·芬奇(1452-1519) :14岁开始学绘画，他把绘画艺术和科学研究密切结合起来，通过绘画深入研究人体解剖、动植物以及力学、光学、地质学、数学等多方面的知识，力求成为“认识自然和模仿自然的巨匠”。他是画家、雕刻家、音乐家、工程师、物理学家、数学家、生物学家和哲学家。在当时的每一个领域，他都取得了极高的成就。 达·芬奇把观察和实验当作科学的独一无二的真正方法，他认为“智慧是经验的产儿”，他既重视实践经验，又重视数学和理论的作用。 他用虚速度证明了阿基米德的杠杆原理； 他发现了阿基米德液体压力的概念，提出了连通器原理； 他用染色的水研究了液体的流动； 他研究过眼球的构造，并说明了像是如何在视网膜上形成的等. 达芬奇关于杠杆原理的证明： 如图，当长为L的长臂被一个小重量ω以速度V迅速的向下拉时，另一长为l的短臂就缓缓的以速度v把较大的重物W向上举，由于没有运动的得失，所以两端的重量和速度的乘积应相等。即： ωV = Wv 由于 V：v = L：l 所以有： ω：W = l：L 达芬奇的人钢笔画： 34.3×24.5 这是达芬奇的一幅技术素描，它表现人体的理想比例。他大概在这个时期写了关于解剖学的文章，但今已失传。 二.哥白尼与“天体运行论”1.哥白尼及其天体运行论 波兰伟大的天文学家，18岁入克拉科夫大学学习数学和天文学；1496年到文艺复兴的意大利留学，阅读了大量古希腊学者的著作，受到了其中有关地球运动的思想的启发，为他创立新的宇宙体系奠定了思想基础。 哥白尼回到波兰后，在担任牧师职务期间坚持进行天文学观测和新的宇宙体系的研究。由于担心教会谴责，他迟迟没有公开发表自己的见解。1530年，哥白尼才将他的学说写成一个小册子《纲要》，以手稿形式在友人中流传。直到1542年，在他生命垂危之际，才同意将他的主要著作《天体运行论》交付印行。哥白尼是一个深受毕达