力学发展简史

力学发展简史

10机械X 班 XXX 学号:XXX

指导老师：***

前言：力学是一门独立的基础科学，主要研究能量与力的关系。它一直贯穿于人类的整个生命史，它起源于自然万象。人类早期的生产实践活动是力学最初的起源。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水器具，逐渐积累起对平衡物体受力情况的认识等等 。总体而言，力学是人类通过对自然万象的观察以及推理验证，最后抽象简化建立的自然科学，并建立一些力学模型，如质点，刚体，质点系以及刚体系等。力学的不断发展，时至今日，它已经具备完整的学科结构和体系，并成为机械工程、土木工程、道路桥梁、航空航天工程、材料工程等的基础，在人类的实践活动中无处不在，并且深刻地影响着人类的实践活动。

摘要：在阅读了相关的力学资料后，我对力学的发展史有所了解。本文主要对力学发展史上的几个里程碑进行陈述，并讲述力学在发展和完善的同时，对人类文明的进步所做出的贡献。很早的时候，人民就认识到了力学。古希腊的阿基米德对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。但是对力和运动之间的关系，只是在欧洲文艺复兴时期以后才逐渐有了正确的认识。

关键词：力学 社会生产力 资本积累 工业化 原子力学

在阅读了相关的史料以后，我认为力学的发展史可以用五个阶段简单的概括，分别为：（1）原始力学阶段（2）朦胧力学阶段（3）完整力学阶段（4）理论力学的形成阶段（5）近代力学发展阶段

（1） 原始力学阶段

所谓原始力学阶段，主要就是指人类只是简单的使用力学，对力学有一个浅显的认识，但并没有力学的概念。在这个阶段，人类对力的应用只是建立在经验上，这些经验来源于人类对自然现象长期的观察和以及生产劳动中。比如，人类知道利用杆杠撬起重物，懂得利用圆木的滚动作用来移动重物，懂得使用石器这一类的比较坚固的材料去进行生产。人们在建筑、灌溉等劳动中使用杠杆、斜面、汲水等器具，逐渐积累起对“力”的认识，为力学的发展奠定基础。

（2） 朦胧力学阶段

顾名思义，在这个阶段，人类对力学的认识有了发展，对力学有一个概念性的认识，但研究性质的东西还是很少，或者说很浅显。这个阶段应该是指欧洲文艺复兴时代以前的时间，也就是从第一阶段末期到伽利略奠定理论力学的基础这段时间。不得不说我们是很聪明的动物，当对某种现象的经验积累到一定程度后，我们能够比较全面的思考这个现象，考虑这个现象的普遍性。15世纪后半期, 欧洲进入了文艺复兴时期，封建制度开始解体，资本主义开始兴起，随着商业资本、手工业、航海、和军事的发展，力学也开始迅速发展起来。这一时期有哥伦布的环球航行证实了地球是圆形的。因此地球、太阳和行星的相互关系的问题，便提到科学家的面前，从而推动了动力学的发展。

这一时期对力学有巨大贡献的还有达·芬奇、斯蒂文、哥白尼。布鲁诺等。总的来说，在这一时期，静力学的基本概念均已被提出来了，可以说发展得比较完整了，运动学和动力学在此时期内受到生产的推动也开始萌芽。从静力学发展时期的阶段可以看出，一个科学理论体系的发展与多方面的因素有关。首先与社会制度有关，一个开明的制度是一个新理论崛起的温床，再者就是社会需求，这非常重要，为科学的发展提供了动力和方向。

最早去研究力学的物理学家应该是古希腊的阿基米德，他对杠杆平衡、物体重心位置、物体在水中受到的浮力等作了系统研究，确定它们的基本规律，初步奠定了静力学即平衡理论的基础。阿基米德，伟大的古希腊哲学家、数学家、物理家、力学家，静力学和流体静力学的奠基人。他从小就喜欢思考，善于思辨。他说过：给我一个支点，我可以翘起地球。这是他研究杆杠的体现，使得他深谙杆杠原理，并懂得怎样将杆杠应用到现实生活中。另外，通过为国王分辨真假皇冠的事情，让他发现了浮力原理。

（3） 完整力学阶段

这一时期应该是由伽利略奠定动力学基础起至牛顿完成力学这门科学的完整体系止。可以说，在这个阶段中，各种科学的发展都是很迅猛的，归其原因，都应该是因为社会资本的快速积累所刺激的。矿业和金属制造业的发展，战争推动军火制造业的发展，殖民扩张对船只动力的需求都推动了运动学及动力学的发展。

伟大的意大利学者伽利略的工作，开阔了力学发展史上的新时代。他

的著作对于动力学的发展起到了很大的作用。他证明了匀加速运动和匀减速运动很多非常重要的性质，从而奠定了运动学的科学基础。他在比萨斜塔的实验打破了亚里士多德这一所谓的不可置疑的权威。这一时期还有德国的开普勒的开普勒三大定律，它比较好的描述了行星绕日运动的规律，成为后来牛顿发现万有引力的基础。法国科学院成员惠更斯创立了物理摆的理论。他还引入伽利略的加速度概念推广到点的曲线运动中去。建立了离心力的概念。在刚体碰撞理论方面和流体阻力问题也有很大的贡献。变形体力学中应力应变关系是在17世纪下半叶分别在英国和法国由胡克和马里沃特用实验完成的。牛顿的出现，给动力学的完整性写上了一个圆满的句号，建立了经典的完善的动力学体系。

从牛顿的故事中，我明白了，在日常生活中，我们要用一双敏锐的眼睛去扑捉大自然给我们的信息，因为真理就在我们身边，就比如说牛顿从一个砸到自己的苹果想到了万有引力。

（4）理论力学的形成阶段

这是力学发展的第四个时期，这个阶段差不多是从18世纪一直到今天。19世纪初期至中叶，因为使用机器而引起的经济问题，促使“功”的概念的形成。“能”的概念也逐渐在物理学中、工程学中普遍形成。这一时期发现了能量守恒与转换定律。在力学与其他科学之间架起了桥梁，使力学在许多方面和理论物理紧密交织在一起。随着社会的不断发展，各种科学成果得到实际应用，科学方法也逐渐被应用到各种工程中去。反过来，社会的发展以及工业的兴起也促进了力学的发展。

随着机器工业的发展，刚体力学的研究也随着发展起来。其中最重 的是和回转仪有关的刚体绕固定点的转动。由于数学分析的方法采 用，理论力学向着建立普遍原理的方向迈进，发展成为分析力学。 由于牛顿建立了理论力学的完整体系，人们就应用这些理论来解决生 产实际问题，有的问题便逐渐发展成独立的专门学科。以理论力学为 基础的一些应用力学，如：材料力学、天体力学、弹性力学、流体力 学、空气动力学等，在此时期建立了基本理论并解决实践中提到的问 题，这方面主要发展为变形体力学。

（5）近代力学发展阶段

这个阶段应该是指从19世纪末至20世纪，非牛顿力学在这一时期发展起来了。在这个时期，最主要的成就是人类走入了原子力学阶段。以经典力学为基础，出现了大批新的边缘科学，越来越多地与其他一系列有关科学相结合。力学的模型变得越来越复杂，更多地考虑各种物理因素，这时的力学的领域不断扩大，形成一系列新的学科，如化学流体力学、物理力学、岩土力学、生物力学、工程控制等等。爱因斯坦的相对论在牛顿经典力学的基础上，已在古典力学的基础上引起了带本质性的改变，指出了牛顿关于空间、时间和质量的概念的局限性，从而有可能给一些现象以理论依据。这些现象是古典力学所不能解释的。

结论及感想

经过几千年的发展，力学已经建立起了比较完整的体系，与其它科学体系的联系也越来越紧密，在社会生活的应用也越来越广泛。可以说，

在力学的整个发展过程中，它经历了风风雨雨。如果说社会制度没有变得开明，那么力学也许不会出现或者晚上千年才会出现。因此，科学的发展也是需要一个开明的政治环境的。

在进行科学研究过程中，我们不要固步自封，闭门造车，应该要大量的阅读书籍，对前人的研究深有了解并能加以应用，这样我们才能事半功倍，一步万里。但同时我们也要保持理性，不能盲目的相信所谓的权威，在必要的时候，应该大胆的去置凝权威，开拓另一片思想的天空。认真的对待生活，仔细的体味生活，用一双敏锐的眼睛去扑捉大自然给我们的暗示，去发现大自然的奇妙，去发现我们身边的真理。 参考文献

《力学发展简史》 叶开沅主编

《从流体力学的发展史看科学发展模式》 高高撰写

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