力學性對性原理反應什麼物理過程

⑴ 物理的力學怎麼理解

1、力的定義
定義：力是物體對物體的作用
說明：定義中的「作用」是推、拉、提、吊、壓等具體動作的抽象概括
2、力的概念的理解
發生力時，一定有兩個（或兩個以上）的物體存在，也就是說，沒有物體就不會有力的作用（力的物質性）
當一個物體受到力的作用時，一定有另一個物體對它施加了力，受力的物體叫受力物體，施力的物體叫施力物體。所以沒有施力物體或沒有受力物體的力是不存在的。（力的相互性）
相互接觸的物體間不一定發生力的作用，沒有接觸的物體之間也不一定沒有力「接觸與否」不能成為判斷是否發生力的依據。
物體間力的作用是相互的。
施力物體和受力物體的作用是相互的，這一對力總是同時產生，同時消失。
施力物體、受力物體是相對的，當研究對象改變時，施力物體和受力物體也就改變了
3、力的作用效果——由此可判定是否有力存在
（1）可使物體的運動狀態發生改變。
註：運動狀態的改變包括運動快慢改變或運動的方向改變。
（2）可使物體的形狀與大小發生改變。（形變）
4、力的單位
國際單位制中，力的單位是牛頓，簡稱牛，用符號N來表示。
1N大小相當於拿起2個雞蛋的力。
5、力的測量
工具：測力計，實驗室中常用的測力計是彈簧秤
彈簧秤的原理：彈簧受到的拉力越大，彈簧伸長就越長
6、彈簧秤的正確使用
觀察彈簧秤的量程、分度值和指針是否指在零刻線上
讀數時，視線、指針和刻度線應在同一水平面
被測力的方向應與彈簧伸長的方向一致
7、力的三要素
力的大小、方向、作用點叫力的三要素，都能影響力的作用效果
8、力的圖示：用一根帶箭頭的線段把力的三要素表示出來
9、力的圖示的作圖方法
（1）畫出受力物體：一般可以用一個正方形或長方形代表，球形可用圓圈表示。
（2）確定作用點：作用點畫在受力物體上，且畫在受力物體和施力物體的接觸面的中點，如受力物體和施力物體不接觸或同一物體上受二個以上的力，作用點畫在受力物體的幾何中心。
（3）確定標度：如用1厘米線段長代表多少牛頓。
（4）畫線段：從力的作用點起，按所定標度沿力的方向畫一條直線，用來表示力的大小
（5）標出力的方向：在線段的末尾畫上箭頭（含在線段內），表示力的方向
（6）將所圖示的力的符號和數值標在箭頭的附近
10、力的示意圖
某些情況下，只需要定性地描述物體的受力情況，不需要精確地表示出力的大小，則可以畫力的示意圖。
11、重力的概念
定義：地面附近物體由於地球吸引而受到的力叫重力（符號：G）
理解：①重力的施力物體是地球，它的受力物體是地面附近的一切物體。②重力的大小與物體的質量有關。
12、重力的三要素
大小：G = mg
方向：總是豎直向下（垂直水平面向下）
作用點：重力的作用點在物體的重心上。其中形狀規則，質量分布均勻物體的重心在它的幾何中心
13、摩擦的種類
滑動摩擦、滾動摩擦、靜摩擦 滾動摩擦力遠小於滑動摩擦力
14、滑動摩擦力的影響因素
①與物體間的壓力有關 ②與接觸面的粗糙程度有關
與物體的運行速度、接觸面的大小等無關
15、增大有益摩擦，減小有害摩擦的方法
增大有益摩擦：①增加物體間的壓力 ②增大接觸面的粗糙程度
減小有害摩擦：①減小物體間的壓力 ②減小接觸面的粗糙程度
16、合力的概念
合力：如果一個力產生的效果跟兩個力共同作用產生的效果相同，這個力就叫做那兩個力的合力
理解：①合力的概念是建立在「等效」的基礎上，也就是合力「取代了分力，因此合力不是作用在物體上的另外一個力，它只不過是替了原來作用的兩個力，不要誤認為物體同時還受到合力的作用。②兩個力合成的條件是這兩個力須同時作用在一個物體上，否則求合力無意義。
17、力的合成
已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向叫做力的合成
（1）當兩個力方向相同是時，其合力的大小等於這兩個力之和；方向與兩力的方向相同 數學表述：F合 =F1 + F2
（2）當兩下力方向相反時，其合力的大小等於這兩個力之差，方向為較大力的方向 數學表述：F合 = F1 - F2 （其中：F1 > F2 ）

九、力與運動
1、平衡力
平衡力：物體在兩個力的作用下能保持靜止或勻速直線運動狀態，則稱這兩個力是一對平衡力，或叫作二力平衡
平衡力的條件（或特點）：同體、等值、反向、共線
其中是否作用於同一物體是兩個力是一對平衡力還是一對相互作用力的關鍵
2、牛頓第一定律
內容：一切物體在沒有受到外力作用時，總保持靜止或勻速直線運動狀態
理解：（1）它包含兩層含義①靜止的物體在不受外力作用時總保持靜止狀態
②運動的物體在不受外力作用時總保持勻速直線運動狀態
（2）牛頓第一定律是理想定律
（3）物體不受力，一定處於靜止或勻速直線運動狀態，但處於靜止或勻速直線運動狀態的物體不一定不受力
3、慣性
慣性：物體保持原有的運動狀態不變的性質叫做慣性
理解：①慣性是物體的固有屬性，一切物體在任何情況下都具有慣性
② 慣性的大小隻與物體的質量有關，而與物體是否運動、運動的快慢、是否受外力等都沒有關系
③ 注意：慣性不是「力」，敘述時，不要說成「物體在慣性的作用下」或「受到慣性的作用」等說法
【記憶法】
（1）慣性理解的順口溜「物體有慣性，慣性物屬性，大小看質量，不論動與靜」
（2）對力和運動關系的理解
不受力
受力分析 合力為0 狀態不變
受力 平衡力
物體 非平衡力 合力不為0 狀態改變
靜止 不受力
勻速直線運動 狀態不變 平衡力
狀態分析 運動 直線運動 變速直線運動
曲線運動 狀態改變 非平衡力
在這里能找到你要的例題和練習
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⑵ 高中物理力學五大規律

重要規律：1．力的獨立作用原理：當物體受到幾個力的作用時,每個力各自獨尊地使物體產生一個加速度,就像其他的力不存在一植物體的實際加速度為這幾個加速度的矢量和.
2．牛頓運動定律：經典力學的基本定律.適用於低速運動的宏觀物體.
牛頓第一定律揭示了慣性和力的物理會義.
牛頓第二定律（F=ma）揭示了物體的加速度跟它所受的外力及物體本身質皮之間的關系、使用時注意矢量性（a與F的方向始終一致）、同時性（有力F必同時產生a）、相對性（相對於地面參照系）、統一性（單位統一用SI制）.
牛頓第三定律（F=-F'）揭示了物體相互作用力間的關系.注意相互作用力與平衡力的區別.
3．物體的平衡條件：物體平衡時,即或靜止、或勻速直線運動、或勻速轉動狀態.在共點力作用下物體的平衡條件是F= 0．有固定轉動軸的物體的平衡條件是M=0.注意：對於共點力平衡．必有 M=0.對於固定轉動軸平衡,必有F=0.還要注意力的平衡和物體的平衡的區別.
4．勻變速直線運動規律：a的大小和方向一定.可以用公式和圖象（s-t圖象和v-t圖象）描述.注意：①公式v=(v0+vt)/2隻適用於勻變速直線運動．②判斷初速度不為零的句變速直線運動或測定其加速度的公式為△s=aT2 ,即從任一時刻開始,在連續相等的各時間間隔T內的位移差△s都相等.判斷初速度為零的勻變速直線運動時,方法一；用S1：S2：S3……=1：3：5……判斷（可作為充分必要條件）.方法二：同時滿足△s=aT2 （僅作為必要條件）和△s/s1=2/1.③利用圖象處理問題時,要注意其點、線、斜率、面積等的物理意義.
5.曲線運動的規律：利用運動的合成和分解方法.平拋運動可視為水平勻速直線運動豎直方向的自由落體的合運動.
勻速圓周運動雖向心加速度的大小不變,但方向時刻在變且恆指向圓心,所以是一種變加速運動.其向心力F=mv2/R或F=mω2R,它與速度方向垂直.故只能改變物體的速度方向.向心力不是什麼特殊的力,任何一種力或幾種力的合力都可提供為向心力.
行星運動的規律由開普勒三定律揭示,三定律分別指明了行星運動的軌道、行星沿軌道運動時速率的變化以及周期與軌道半徑的關系（R3／T2=k）.萬有引力定律揭示了行星運動的本質原因,可應用來發現天體並計算天體的質量和密度.
6．振動和波動的規律：當物體受到指向平衡位置的回復力作用且阻力足夠小時,物體將作機械振動.振動可分自由振動和受迫振動.當策動力的頻率跟物體的固有頻率相等時,將發生共振,振幅達最大.簡指振動是一種變加速運動．其特點是所受外力的合力符合F=-kx,加速度符合a=-kx/m.這兩個特點可作為判別一個物體是否作簡諧振動的依據.簡諾振動的圖象是正弦（或餘弦）曲線,它表示振動物體的位移隨時間而變化的情況.典型的間諧振動有單擺和彈簧振子等.作簡諧振動的系統的能量是守恆的,振幅越大,能量越大.
機械振動在煤質中的傳播過程形成機械波.其特點是只傳播振動的能量而媒質本身並不遷移．波動遵循疊加原理,能發生干涉和衍射現象.波動的任一質點的振動周期（或頻率）和波源的振動周期（或頻率）一致．波動有橫波和縱波之分.波動圖象也是正弦6或餘弦）曲線,它表示某一時刻各個質點的位移.在判別質點振動方向時要注意波動方向.
7．動能定理
動能定理揭示了外力對物體所做的總功與物體動能變化間的關系.要注意：①動能定理的研究對象是質點（或單個物體）.②由動能定理可知：動力做正功使物體的動能增加Z阻力做負功,使物體的動能減少.③W指作用於物體的各個力所做功的代數和,因此要注意分辨功的正負.④Ek1和 Ek2分別為初始狀態和終了狀態的動能.因此,Ek2-Ek1僅由初末兩個運動狀態決定,不涉及運動過程中的具體細節.⑤公式W=Ek2- Ek1為標量式,但有正負.W為正（負）表示物體的動能增加（減少）.Ek2- Ek1為正（負）也表示物體的動能增加（減少）.
8．機械能守恆定律
機械能守恆定律揭示了物體在只有重力（或彈力）做功的情況下,物體總的機械能保持不變及其動能和重力勢能相互轉化的規律.可表示為E2=E1,要注意：①該定律所研究的對象是物體系統.所謂機械能守恆,是指系統的總機械能守恆.②機械能守恆的條件：在只有重力（或彈力）做功的情況下.③El和E2是指物體系統在任意兩個運動狀態時的機械能,並不涉及El和E2間互相轉化的具體細節．④動能定理和機械能守恆定律有一定的關系：當只有重力做功時,應用動能定理可以得機械能守恆定律.
9．動量定理
動量定理揭示了物體所受的沖量與其動量變化間的關系.要注意：①動量定理所研究的對象是質點（或單個物體、或可視為單個物體的系統）.②動量定理具有普適性,即運動軌跡不論是直線還是曲線,作用力不論是恆力還是變力（F為變力在作用時間內的平均值）,幾個力作用的時間不論是同時還是不同時,都適用.③F指物體所受的合外力.沖量Ft的方向與動量變化m?△v的方向相同.
10．動量守恆定律
動量守恆定律揭示了物體在不受外力或所受外力的合力為零時的動量變化規律.對由兩個物體組成的系統,可表達為m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'要注意：①系統的封閉性.動量守恆定律所研究的對象是物體系統,所謂動量守恆是指系統的總動量守恆.②動量守恆的限制性.守恆的條件是F＝0.這包含幾種情況：一是系統根本不受到外力；二是系統所受的合外力為零；三是系統所受的外力遠比內力小,且作用時打很短；四是系統在某個方向上所受的合外力為零、③速度的相對性.公式中的速度是相對於同一參照物而言的.④時間的同時性.系統的動量守恆是指在同一段時間里物體相互作用前後而言的.⑤動量的矢量性．如果系統內物體作用前後的動量在同一直線上.則可選定正方向後用正、負號表示,將矢量運算化簡為代數運算M6）N律具有普適性.
11．碰撞規律
彈性碰撞同時滿足動量守恆和動能守恆,無能量損失.完全非彈性碰撞只滿足動量守恆,動能損失最大.
6．功和能的關系
功是能的轉化的量度.做功的過程總是伴隨著能量的改變,能量的改變需通過做功來實現.功是描述物理過程的物理量,能量是描述物理狀態的物理量.如果只有重力或彈力做功壩u機械能守恆.如果除重力和彈力做功外,還有其他力做功,則機械能和其他形式的能之間發生轉化,但總的能量保持不變,這就是能量的轉化和守恆定律.機械能守恆定律是能量守恆定律的一種特殊情況.

⑶ 力的相對性是怎麼樣的

伽利略相對性原理和狹義相對性原理的錯誤 「一個對於慣性系作勻速直線運動的其它參照系，其內部所發生的一切物理過程，都不受到系統作為整體的勻速直線運動的影響」。這是伽利略相對性原理的一種提法，我們僅就這種提法來指出該原理的錯誤。因為這個原理是力學中的原理，雖說在力學觀點下，「一切物理過程」都是力學過程，但我們還是把它局限在物體的力學過程上來認識。讓力學過程單指力學觀點下的物體運動現象、即力學現象，也就是物體運動的具體力學規律。在給這一提法正味之後，對這個把慣性系絕對化的原理我們可從其中的慣性系、參照系及兩者的關系來認識： 以慣性系來認識這一原理，根據伽利略在薩爾維阿蒂大船上的觀察實驗，原理中的慣性系自然包涵著地面。但地面上的空間又是何等浩瀚的世界，其中各處的力學環境並不相同，也就有不相同的力學過程發生。如，在喜瑪拉雅山頂放飛一隻蒼蠅也不可能與地面上的同樣飛舞。這就是說，對於同一個慣性系不指明它具體的空間域和力學環境條件，其內部發生什麼樣的力學過程是不確定的。那麼，籠統地說慣性系，也必然會給相對它作勻速直線運動的參照系內帶來力學環境、力學過程的不確定性。再者，因為慣性系僅僅是對某些物體運動現象而言的，原理中參照系內所發生的一切力學過程的提法也就超出了慣性系的限定，就造成與慣性系的矛盾。如，在薩爾維阿蒂大船的船艙內作傅科擺實驗，大船就變為非慣性系。又因為是力學規律確認了慣性系，該原理將慣性系作為其結論的決定者之一，也就顛倒了力學規律與慣性系的因果關系；以參照系來認識這一原理，也根據這一觀察實驗，我們把「內部」和「系統作為整體」結合起來認識，該原理所指的參照系就是一個連視覺上都是封閉的參照系。但就是這樣的參照系，由於原理中只包涵它的運動條件、觀察條件，但在自然情況下無法包涵與慣性系的力學環境相同條件，也就不可能以勻速直線運動來保證慣性系中的力學過程必在參照系的內部發生。如，自由下落的電梯，對其內部來說、作通常物體的力學實驗都能符合牛頓第二定律，它就是一個慣性系。但相對它作勻速直線運動的任何封閉參照系卻都不是慣性系。因為至少地球引力與外力的變化改變了這些參照系的力學環境，使得其內發生的力學過程與慣性系的不同。又如，地面對地面上發生的大量力學現象是個慣性系，若在星際中有一個相對該慣性系作勻速直線運動的箱子，其內部所發生的力學過程也不會與地面上的相重復。今日之常識還告訴我們，伽利略若能把眼光放開一些，加之能用儀器作精確的觀測，無論讓大船航行在湖泊或河流上，也無論選擇哪一地點為慣性系，就是保證了大船在不同區域作勻速直線運動，由於地面上重力場是變化的，也一定會發現其艙內發生的力學過程與地面慣性系的不同。不但如此，若知地面上重力場的分布，在艙內作測重實驗也會測出大船相對地面的運動速度。若知地面上地磁場的分布，艙內懸掛的帶電體也必偏離重力方向，知道了這個偏向力，用勞侖茲力公式也必算出船相對地面的運動速度。這是因為在自然條件下，我無法阻斷參照系內與外界的聯系。可見，這些例證都是與伽利略相對性原理背道而馳的。再者，參照系內所發生的一切力學過程的提法也就把作為認識基準的慣性系當成了絕對慣性系，也違反了慣性系具有的相對性、近似性和局限性；從慣性系與參照系兩者的關系來認識，該原理把勻速直線運動作為其結論的另一個決定者，也顛倒了運動學與動力學的因果關系。

綜上所述，伽利略相對性原理是來自超越伽利略小視野粗糙觀察經驗的推廣、假設，是不能普遍成立的。就觀察實驗而論，伽利略注意到了船艙內外力學環境的不同，但在他那個時代對力學規律的探索也只能處在以觀察物體的運動現象來總結力學經驗的認識方式上。由於他的這種認識方式及對力學規律認識的朦朧，使他提出的、並在提法上被後繼者修補的以慣性系為基準用勻速直線運動給出的相對性原理顛倒了力學規律與慣性系之間的因果關系，也顛倒了動力學與運動學之間的因果關系，這是該原理帶有的根本性錯誤。而這一原理之所以能夠提出，就在於他們一直認為牛頓第一定律定義的是慣性系，錯誤地把世界放在了慣性系之中、而沒有把慣性系放在萬物彼此聯系著的世界之中，使之不認識慣性系。

對伽利略相對性原理依據力學環境問題作出常識性的否定，也許人們會付之一笑。會說，我們對相對性原理、坐標變換的理解都遵從一條常規上的約定，即沒有指出的就是相同的或不存在的，它們沒有提到力學環境就意味著這一條件相同。其實，作為自然界的原理是不能加進人為認識上的契約或命令的，存在一個自然的反例就可否定它。再者，人們沒有進一步思考，如果依據兩系力學環境相同條件，伽利略的相對性原理也就不復存在（見本小節最後的結論）。這為我們說明，在該原理中力學環境條件和參照系的運動條件是不能並存的。或者說，參照系包涵它的力學環境，而力學環境也會隨著參照系的運動而改變的。可見，是該原理本身的漏洞決定了依據力學環境問題作出否定它的合理性，我們人為地給自然規律本身定下一條認識的潛規則是脫離實際的、無效的。

「如果K是慣性系，則相對於K作勻速運動而無轉動的其他坐標系 也是慣性系；自然界定律對於所有慣性系都是一致的。」這是愛因斯坦的狹義相對性原理，是對伽利略相對性原理的推廣。根據對伽利略相對性原理的認識，它的錯誤有三：一是，由於勻速直線運動並不能保證 也是慣性系，因此 也是慣性系之結論是錯誤的；二是，若 也是慣性系，由於慣性系之間力學環境可能不同，勻速直線運動也就不能保證此二系對力學過程是等價的；三是，單就「自然界定律對於所有慣性系都是一致的。」而言，以力學定律來認識，我們也看不出它錯在哪裡。因為是力學規律確認了慣性系，當然，力學定律對於所有慣性系都是一致的。如，牛頓第二定律、動量與能量守恆定律等，從來就不隨慣性系的不同而不同。但由於愛因斯坦給它加進了修正力學規律的寓意，把慣性系絕對化、讓它成為認識力學定律的基準，這一賦予完全改變了「自然界定律對於所有慣性系都是一致的。」的內涵，使之變為完全錯誤的假設。因為慣性系僅僅是個由力學規律作出的結論，狹義相對性原理反把反映力學規律的慣性系作為認識、修正力學規律的依據，就更嚴重地顛倒了力學規律與慣性系、物體運動之間的因果關系、顛倒了動力學與運動學之間的因果關系，抹殺了力學規律的客觀性和絕對性。因此，該原理也就更荒謬。

根據觀察實驗，如果伽利略和他的後繼者對力學規律有正確認識的話，他們得到的應該是對力學規律的絕對表述：只要兩個參照系的力學環境相同，其內部所發生的一切力學過程就都是完全相同的，與它們之間的相對勻速直線運動無關。更普遍地說，只要力學環境相同，一切參照系對其內部的力學過程都是等價的、平權的，是與它們之間如何相對運動無關的。這恰是我們在不同力學環境條件下，製造相同的力學環境在異地來作重復實驗的根據。如，在地面上模擬飛船內失重的力學環境培訓宇航員就是一例。當我們看透了慣性系與客觀的力學規律的關系，也就把屬於運動學的物體運動的相對性排除在以作用力和加速度為標志的動力學之外，也就避免了慣性系給動力學帶來認識上的混亂和錯誤。

註：力學環境 自然界中的所有物體、物質都是彼此聯系著的，其運動也都是由它們之間的相互作用決定的。當以某一物體作為參照系的時候就掩蓋了使它運動的原因而成為力學背景，並可能因為它的運動而改變其中物體運動的力學條件，這兩者的總和就構成了參照系的力學環境。一句話，由參照系給其中的物體帶來的力學條件的總和就構成了該參照系的力學環境。對動力學而言，參照系並非單指參照物，它是由參照物與其力學環境構成的一個整體。因為參照系之所以分為慣性系、非慣性系、對力學過程有等價和不等價的慣性系，都是由參照物的力學環境決定的。

⑷ 相對論原理

相對論分為廣義相對論和狹義相對論

愛因斯坦狹義相對論
相對論是20世紀物理學史上最重大的成就之一，它包括狹義相對論和廣義相對論兩個部分，狹義相對論變革了從牛頓以來形成的時空概念，提示了時間與空間的統一性和相對性，建立了新的時空觀。廣義相對論把相對原理推廣到非慣性參照系和彎曲空間，從而建立了新的引力理論。在相對論的建立過程中，愛因斯坦起了主要的作用。 愛因斯坦是美籍德國物理學家。1914年任德國威廉皇帝物理研究所所長和普魯士科學院院士，1933年因遭納粹政權迫害遷往美國，任普林斯頓高等研究院主任。1905年，在他26歲時，法文科學雜志《物理年鑒》刊登了他的一篇論文《論運動物體的電動力學》，這篇論文是關於相對論的第一篇論文，它相當全面地論述了狹義相對論，解決了從19世紀中期開始，許多物理學家都未能解決的有關電動力學以及力學和電動力學結合的問題。 提起狹義相對論，很多人馬上就想到鍾錶慢走和尺子縮短現象。許多科學幻想作品用它作題材，描寫一個人坐火箭遨遊太空回來以後，發現自己還很年輕，而孫子已經變成了老頭。其實，鍾錶慢走和尺子縮短只是狹義相對論的幾個結論之一，它是指物體高速運動的時候，運動物體上的時鍾變慢了，尺子變短了。鍾錶慢走和尺子縮短現象就是時間和空間隨物質運動而變化的結果。狹義相對論還有一個質量隨運動速度而增加的結論。實驗中發現，高速運動的電子的質量比靜止的電子的質量大。 狹義相對論最重要的結論是使質量守恆失去了獨立性。它和能量守恆原理融合在一起，質量和能量可以互相轉化。如果物質質量是M，光速是C，它所含有的能量是E，那麼E=MC^2。這個公式只說明質量是M的物體所蘊藏的全部能量，並不等於都可以釋放出來，在核反應中消失的質量就按這個公式轉化成能量釋放出來。按這個公式，1克質量相當於9X10^3焦耳的能量。這個質能轉化和守恆原理就是利用原子能的理論基礎。 在狹義相對論中，雖然出現了用牛頓力學觀點完全不能理解的結論：空間和時間隨物質運動而變化，質量隨運動而變化，質量和能量的相互轉化，但是狹義相對論並不是完全和牛頓力學割裂的，當運動速度遠低於光速的時候，狹義相對論的結論和牛頓力學就不會有什麼區別。 幾十年來的歷史發展證明，狹義相對論大大推動了科學進程，成為現代物理學的基本理論之一。 愛因斯坦於1922年12月有4日，在日本京都大學作的題為《我是怎樣創立相對論的？》的演講中，說明了他關於相對論想法的產生和發展過程。他說：「關於我是怎樣建立相對論概念這個問題，不太好講。我的思想曾受到那麼多神秘而復雜的事物的啟發，每種思想的影響，在生活幸福論概念的發展過程中的不同階段都不一樣……我第一次產生發展相對論的念頭是在17年前，我說不準這個想法來自何處，但是我肯定，它包含在運動物體光學性質問題中，光通過以大海洋傳播，地球在以太中運動，換句話說，即以太陽對地球運動。我試圖在物理文獻中尋找以太流動的明顯的實驗證據，藍天是沒有成功。隨後，我想親自證明以太相對地球的運動，或者說證明地球的運動。當我首次想到這個問題的時候，我不懷疑以太的存在或者地球通過以太的運動。」於是，他設想了一個使用兩個熱電偶進行的實驗：設置一些反光鏡，以使從單個光源發出的光在兩個不同的方向被反射，一束光平行於地球的運動方向且同向，另一束光逆向而行。如果想像在兩個反射光束間的能量差的話，就能用兩個熱電偶測出產生的熱量差。雖然這個實驗的想法與邁克爾遜實驗非常相似，但是他沒有得出結果。 愛因斯坦說：他最初考慮這個問題時，正是學生時代，當時他已經知道了邁克爾遜實驗的奇妙結果，他很快就得出結論：如果相信邁克爾遜的零結果，那麼關於地球相對以太運動的想法就是錯誤的。他說道：「這是引導我走向狹義相對論的第一條途徑。自那以後，我開始相信，雖然地球圍繞太陽轉動，但是，地球運動不可能通過任何光學實驗探測太陽轉動，但是，地球的運動不可能通過任何光學實驗探測出來。」 愛因斯坦有機會讀了洛倫茲在1895年發表的論文，他討論並完滿解決了u/c的高次項（u為運動物體的速度，c為光速）。然後愛因斯坦試圖假定洛倫茲電子方程在真空參照系中有效，也應該在運動物體的參照系中有效，去講座菲索實驗。在那時，愛因斯坦堅信，麥克斯韋－洛倫茲的電動力學方程是正確的。進而這些議程在運動物體參照系中有效的假設導致了光速不變的概念。然而這與經典力學中速度相加原理相違背。 為什麼這兩個概念互相矛盾。愛因斯坦為了解釋它，花了差不多一年的時間試圖去修改洛倫茲理論。一個偶然的機會。他在一個朋友的幫助下解決了這一問題。愛因斯坦去問他並交談討論了這個困難問題的各個方面，突然愛因斯坦找到了解決所有的困難的辦法。他說：「我在五周時間里完成了狹義相對論原理。」 愛因斯坦的理論否定了以太概念，肯定了電磁場是一種獨立的、物質存在的特殊形式，並對空間、時間的概念進行了深刻的分析，從而建立了新的時空關系。他1905年的論文被世界公認為第一篇關於相對論的論文，他則是第一位真正的相對論物理學家。

廣義相對論的基本概念解釋：

廣義相對論是愛因斯坦繼狹義相對論之後，深入研究引力理論，於1913年提出的引力場的相對論理論。這一理論完全不同於牛頓的引力論，它把引力場歸結為物體周圍的時空彎曲，把物體受引力作用而運動，歸結為物體在彎曲時空中沿短程線的自由運動。因此，廣義相對論亦稱時空幾何動力學，即把引力歸結為時空的幾何特性。

如何理解廣義相對論的時空彎曲呢？這里我們借用一個模型式的比擬來加以說明。假如有兩個質量很大的鋼球，按牛頓的看法，它們因萬有引力相互吸引，將彼此接近。而愛因斯坦的廣義相對論則並不認為這兩個鋼球間存在吸引力。它們之所以相互靠近，是由於沒有鋼球出現時，周圍的時空猶如一張拉平的網，現在兩個鋼球把這張時空網壓彎了，於是兩個鋼球就沿著彎曲的網滾到一起來了。這就相當於因時空彎曲物體沿短程線的運動。所以，愛因斯坦的廣義相對論是不存在「引力」的引力理論。

進一步說，這個理論是建立在等效原理及廣義協變原理這兩個基本假設之上的。等效原理是從物體的慣性質量與引力質量相等這個基本事實出發，認為引力與加速系中的慣性力等效，兩者原則上是無法區分的；廣義協變原理，可以認為是等效原理的一種數學表示，即認為反映物理規律的一切微分方程應當在所有參考系中保持形式不變，也可以說認為一切參考系是平等的，從而打破了狹義相對論中慣性系的特殊地位，由於參考系選擇的任意性而得名為廣義相對論。

我們知道，牛頓的萬有引力定律認為，一切有質量的物體均相互吸引，這是一種靜態的超距作用。

在廣義相對論中物質產生引力場的規律由愛因斯坦場方程表示，它所反映的引力作用是動態的，以光速來傳遞的。

廣義相對論是比牛頓引力論更一般的理論，牛頓引力論只是廣義相對論的弱場近似。所謂弱場是指物體在引力場中的引力能遠小於固有能，力場中，才顯示出兩者的差別，這時必須應用廣義相對論才能正確處理引力問題。

廣義相對論在1915年建立後，愛因斯坦就提出了可以從三個方面來檢驗其正確性，即所謂三大實驗驗證。這就是光線在太陽附近的偏折，水星近日點的進動以及光譜線在引力場中的頻移，這些不久即為當時的實驗觀測所證實。以後又有人設計了雷達回波時間延遲實驗，很快在更高精度上證實了廣義相對論。60年代天文學上的一系列新發現：3K微波背景輻射、脈沖星、類星體、X射電源等新的天體物理觀測都有力地支持了廣義相對論，從而使人們對廣義相對論的興趣由冷轉熱。特別是應用廣義相對論來研究天體物理和宇宙學，已成為物理學中的一個熱門前沿。

愛因斯坦一直把廣義相對論看作是自己一生中最重要的科學成果，他說過，「要是我沒有發現狹義相對論，也會有別人發現的，問題已經成熟。但是我認為，廣義相對論不一樣。」確實，廣義相對論比狹義相對論包含了更加深刻的思想，這一全新的引力理論至今仍是一個最美好的引力理論。沒有大膽的革新精神和不屈不撓的毅力，沒有敏銳的理論直覺能力和堅實的數學基礎，是不可能建立起廣義相對論的。偉大的科學家湯姆遜曾經把廣義相對論稱作為人類歷史上最偉大的成就之一。

⑸ 物理力學性能包括哪些方面

硬度、韌性和抗疲勞性。
物理性能、電廠和磁場等作用所表現出來的性能稱物理性能它包括材料的電學性能：強度、塑性力學性能、磁學性能、光學性能：材料受到光、重力、溫度

⑹ 物理學是怎樣實現從經典力學到相對論的飛躍的從中有什麼啟示

我來簡單說一下吧，就是相對性原理的發展，一切慣性系裡面一切物理定律都是協變的，然而麥克斯韋的電磁學根本不滿足當時的相對性原理，叫做伽利略相對性原理，愛因斯坦看到了相對性里的缺陷，改寫了相對性原理，使麥克斯韋的電磁學也滿足新的相對性原理，導出了相對論。

⑺ 物理中有哪些力學原理

物理學包含了以下幾方面：
1.
牛頓力學(Mechanics)與理論力學(Rational
mechanics)---研究物體機械運動的基本規律及關於時空相對性的規律；
2.
電磁學(Electromagnetism)與電動力學(Electrodynamics)---研究電磁現象，物質的電磁運動規律及電磁輻射等規律；
2.
熱力學(Thermodynamics)與統計力學(Statistical
mechanics)---研究物質熱運動的統計規律及其宏觀表現；
3.
相對論(Relativity)---研究物體的高速運動效應以及相關的動力學規律；
4.
量子力學(Quantum
mechanics)----研究微觀物質運動現象以及基本運動規律；
此外，還有：
粒子物理學、原子核物理學、原子與分子物理學、固體物理學、凝聚態物理學、激光物理學、等離子體物理學、地球物理學、生物物理學、天體物理學等等。

⑻ 物理學中經典力學的全部內容

1.靜力學
靜力學是力學的一個分支，它主要研究物體在力的作用下處於平衡的規律，以及如何建
立各種力系的平衡條件。
平衡是物體機械運動的特殊形式，嚴格地說，物體相對於慣性參照系處於靜止或作勻速
直線運動的狀態，即加速度為零的狀態都稱為平衡。對於一般工程問題，平衡狀態是以
地球為參照系確定的。靜力學還研究力系的簡化和物體受力分析的基本方法。
靜力學的發展簡史
從現存的古代建築，可以推測當時的建築者已使用了某些由經驗得來的力學知識，並且
為了舉高和搬運重物，已經能運用一些簡單機械(例如杠桿、滑輪和斜面等)。
靜力學是從公元前三世紀開始發展，到公元16世紀伽利略奠定動力學基礎為止。這期間
經歷了西歐奴隸社會後期，封建時期和文藝復興初期。因農業、建築業的要求，以及同
貿易發展有關的精密衡量的需要，推動了力學的發展。人們在使用簡單的工具和機械的
基礎上，逐漸總結出力學的概念和公理。例如，從滑輪和杠桿得出力矩的概念；從斜面
得出力的平行四邊形法則等。
阿基米德是使靜力學成為一門真正科學的奠基者。在他的關於平面圖形的平衡和重心的
著作中，創立了杠桿理論，並且奠定了靜力學的主要原理。阿基米德得出的杠桿平衡條
件是：若杠桿兩臂的長度同其上的物體的重量成反比，則此二物體必處於平衡狀態。阿
基米德是第一個使用嚴密推理來求出平行四邊形、三角形和梯形物體的重心位置的人，
他還應用近似法，求出了拋物線段的重心。
著名的義大利藝術家、物理學家和工程師達·芬奇是文藝復興時期首先跳出中世紀煩瑣
科學人們中的一個，他認為實驗和運用數學解決力學問題有巨大意義。他應用力矩法解
釋了滑輪的工作原理；應用虛位移原理的概念來分析起重機構中的滑輪和杠桿系統；在
他的一份草稿中，他還分析了鉛垂力奇力的分解；研究了物體的斜面運動和滑動摩擦阻
力，首先得出了滑動摩擦阻力同物體的摩擦接觸面的大小無關的結論。
對物體在斜面上的力學問題的研究，最有功績的是斯蒂文，他得出並論證了力的平行四
邊形法則。靜力學一直到伐里農提出了著名的伐里農定理後才完備起來。他和潘索多邊
形原理是圖解靜力學的基礎。
分析力學的概念是拉格朗日提出來的，他在大型著作《分析力學》中，根據虛位移原理
，用嚴格的分析方法敘述了整個力學理論。虛位移原理早在1717年已由伯努利指出，而
應用這個原理解決力學問題的方法的進一步發展和對它的數學研究卻是拉格朗日的功績
。
靜力學的內容
靜力學的基本物理量有三個：力、力偶、力矩。
力的概念是靜力學的基本概念之一。經驗證明，力對已知物體的作用效果決定於：力的
大小(即力的強度)；力的方向；力的作用點。通常稱它們為力的三要素。力的三要素可
以用一個有向的線段即矢量表示。
凡大小相等方向相反且作用線不在一直線上的兩個力稱為力偶，它是一個自由矢量，其
大小為力乘以二力作用線間的距離，即力臂，方向由右手螺旋定則確定並垂直於二力所
構成的平面。
力作用於物體的效應分為外效應和內效應。外效應是指力使整個物體對外界參照系的運
動變化；內效應是指力使物體內各部分相互之間的變化。對剛體則不必考慮內效應。靜
力學只研究最簡單的運動狀態即平衡。如果兩個力系分別作用於剛體時所產生的外效應
相同，則稱這兩個力系是等效力系。若一力同另一力系等效，則這個力稱為這一力系的
合力。
靜力學的全部內容是以幾條公理為基礎推理出來的。這些公理是人類在長期的生產實踐
中積累起來的關於力的知識的總結，它反映了作用在剛體上的力的最簡單最基本的屬性
，這些公理的正確性是可以通過實驗來驗證的，但不能用更基本的原理來證明。
靜力學的研究方法有兩種：一種是幾何的方法，稱為幾何靜力學或稱初等靜力學；另一
種是分析方法，稱為分析靜力學。
幾何靜力學可以用解析法，即通過平衡條件式用代數的方法求解未知約束反作用力；也
可以用圖解法，即以力的多邊形原理和伐里農--潘索提出的索多邊形原理為基礎，用
幾何作圖的方法來研究靜力學問題。分析靜力學是拉格朗日提出來的，它以虛位移原理
為基礎，以分析的方法為主要研究手段。他建立了任意力學系統平衡的一般准則，因此
，分析靜力學的方法是一種更為普遍的方法。
靜力學在工程技術中有著廣泛的應用。例如對房屋、橋梁的受力分析，有效載荷的分析
計算等。

2.理想力學
理性力學是力學中的一門橫斷的基礎學科，它用數學的基本概念和嚴格的邏輯推理，研
究力學中帶共性的問題。理性力學一方面用統一的觀點，對各傳統力學分支進行系統和
綜合的探討，另一方面還要建立和發展新的模型、理論，以及解決問題的解析方法和數
值方法。
理性力學的研究特點是強調概念的確切性和數學證明的嚴格性，並力圖用公理體系來演
繹力學理論。1945年後，理性力學轉向以研究連續介質為主，並發展成為連續統物理學
的理論基礎。
理性力學的發展簡史
奠基時期 牛頓的《自然哲學的數學原理》一書可看作是理性力學的第一部著作。從牛頓
三定律出發可演繹出力學運動的全部主要性質。另一位理性力學先驅是瑞士的雅各布第
一·伯努利，他最早從事變形體力學的研究，推導出沿長度受任意載荷的弦的平衡方程
。通過實驗，他發現弦的伸長和張力並不滿足線性的胡克定律，並且認為線性關系不能
作為物性的普遍規律。
法國科學家達朗貝爾於1743年提出：理性力學首先必須象幾何學那樣建立在顯然正確的
公理上；其次，力學的結論都應有數學證明。這便是理性力學的框架。
1788年法國科學家拉格朗日創立了分析力學，其中許多內容是符合達朗貝爾框架的；其
後經過相當長的時間，變形體力學的一些基本概念，如應力、應變等逐漸建立起來；18
22年法國柯西提出的接觸力可用應力矢量表達的"應力原理"，一直是連續介質力學的
最基本的假定；1894年芬格建立了超彈性體的有限變形理論；關於有向連續介質的猜想
是佛克脫和迪昂提出的，其理論則是由法國科學家科瑟拉兄弟在1909年建立的。
1900年，著名德國數學家希爾伯特在巴黎國際數學大會上，提出的23個問題中的第6個問
題就是關於物理學(特別是力學)的公理化問題。1908年以來，哈茂耳重提此事，但當時
只限於一般力學的范圍。
停滯時期 約從20世紀初到1945年。這段時期形成了以從事線性力學及其相關數學的研究
為主的局面。線性理論充分發揮了它解釋力學現象和解決工程技術問題的能力，並使與
之相關的數學也發展到相當完善的地步。相形之下，非線性理論的研究沒有多大進展，
理性力學也因此處於停滯時期。
復興時期 從1945年起，理性力學開始復興。復興不是簡單的重復，而是達朗貝爾框架在
連續介質力學方面的進一步發展。這種變化是由1945年賴納和1940年裡夫林的工作引起
的。
賴納的工作是研究非線性粘性流體，過去長期不得解決的所謂油漆攪拌器效率不高的問
題，因為有了這個非線性粘性流體理論而真相大白。里夫林的工作是在任意形式的貯能
函數下，對於等體積變形的不可壓縮彈性體，給出了幾個簡單而又重要問題的精確解，
用這個理論解釋橡膠製品的特性取得驚人的成功。另外，過去得不到解決的"柱體扭轉
時為什麼會伸長"的問題也自然獲得解決。這兩個工作揭開了理性力學復興的序幕。
奧爾德羅伊德1950年提出本構關系必須具有確定的不變性，這個思想後來就發展成為客
觀性原理。1953年，特魯斯德爾提出低彈性體的概念。同年，埃里克森發表了各向同性
不可壓縮彈性物質中波的傳播理論。
1956年以來，圖平關於彈性電介質的系統研究，為電磁連續介質理論的發展打下了基礎
；1957年托馬期關於奇異面的研究是另一重大進展；1957年諾爾首先提出純力學物質理
論的公理化問題。次年，他發表了連續介質的力學行為的數學理論，這便是簡單物質的
公理體系的雛型，後來逐漸發展成為簡單物質譜系。
1958年埃里克森和特魯斯德爾提出的桿和殼中應力和應變的准確理論，德國學者金特爾
關於科瑟拉連續統的靜力學和運動學的論文，引起了對有向物體理論的重新認識和系統
研究。1969年科勒曼和諾爾建立了連續介質熱力學的一般理論。
1960年特魯斯德爾和圖平所著《古典場論》，以及1966年特魯斯德爾和諾爾所著《力學
的線性場論》兩書，概括了以前有關理性力學的全部主要成果，是理性力學的兩部經典
著作。這兩部書的出版標志著理性力學復興時期的結束。
發展時期 1966年以來，理性力學進入發展時期。它的發展是和當代科學技術發展的總趨
勢相呼應的。這個時期的特點是理性力學本身不斷向深度和廣度發展，同時又與其他學
科相互滲透，相互促進。
理性力學的發展主要涉及五個方面：公理體系和數學演繹；非線性理論問題及其解析和
數值解法；解的存在性和唯一性問題；古典連續介質理論的推廣和擴充；以及與其他學
科的結合。
理性力學的研究內容
連續介質力學是研究連續介質的宏觀力學行為。連續介質力學用統一的觀點來研究固體
和流體的力學問題，因此也有人把連續介質力學狹義地理解為理性力學。
純力學物質理論主要研究非極性物質的純力學現象。諾爾提出的純力學物質理論的公理
體系由原始元、基本定律和本構關系三部分組成。1960年科勒曼和諾爾提出減退記憶原
理。在這個公理體系下，並給出各類物質的譜系是純力學物質理論的中心課題。純力學
物質研究得比較充分，尤其是簡單物質理論已形成相當完整的體系，這是理性力學中最
成功的一部分。
熱力物質理論是用統一的觀點和方法，研究連續介質中的力學和熱學的耦合作用，1966
年以來逐漸形成熱力物質理論的公理體系。這個公理體系也是由原始元、基本定律和本
構關系三部分組成，但其內容比純力學物質理論更為廣泛。到目前為止還沒有一個公認
的、完整的熱力物質理論，它正在各派學者的爭論中發展並不斷完善。
電磁連續介質理論是按連續統的觀點研究電磁場與連續介質的相互作用。由於現代科學
技術發展的客觀需要，電磁連續介質理論的研究越來越受到重視，已成為現代連續介質
力學的重要發展方向之一。
混合物理論是研究由兩種以上，包括固體和流體形式物質組成的混合物的有關物理現象
。混合物理論可以用來研究擴散現象、多孔介質、化學反應介質等問題。
連續介質波動理論是研究波在連續介質中傳播的一般理論和計算方法。連續介質波動理
論把任何以有限速度通過連續介質傳播的擾動都看做是"波"，所以研究的內容是相當
廣泛的。在連續介質波動理論中，奇異面理論佔有十分重要的地位，但到目前為止，研
究尚少。
廣義連續介質力學是從有向物質點連續介質理論發展起來的連續介質力學。廣義連續介
質力學包括極性連續介質力學、非局部連續介質力學和非局部極性連續介質力學。極性
連續介質力學主要研究微態固體和微態流體，特別是微極彈性固體和微極流體。非局部
連續介質力學則主要研究非局部彈性固體和非局部流體。由於非局部極性連續介質力學
是極性連續力學和非局部連續介質力學的結合，所以它的主要研究對象是非局部微極彈
性固體和非局部微極流體。20世紀70年代以來，廣義連續介質力學內容在不斷擴充，並
已發展成為廣義連續統場論。
非協調連續統理論是研究不滿足協調方程的連續統的理論。古典理論要求滿足協調方程
，但在有位錯或內應力存在的物體中，協調方程不再滿足，這時對連續位錯理論必須引
入非協調的概念。這種非協調理論宜用微分幾何方法來描述。最近又開展了連續旋錯理
論的研究，把非協調理論和有向物體理論統一起來是一個研究課題，但還未得到完整的
結果。
相對論性連續介質理論是從相對論觀點出發研究連續介質的運動學、動力學、熱動力學
和電動力學等問題。
除上述的分支和理論外，理性力學還研究非線性連續介質理論的解析或數值方法以及同
其他學科相交叉的問題。
理性力學來源於傳統的分析力學、固體力學、流體力學、熱力學和連續介質力學等力學
分支，並同這些力學分支結合，出現了理性彈性力學、理性熱力學、性連續介質力學等
理性力學的新興分支。理性力學就是這樣從特殊到-般，再從一般到特殊地發展著。理
性力學除了同傳統的各力學分支互相捉進外，還同數學、物理學以及其他學科密切相關
。

3.天體力學
天體力學是天文學和力學之間的交叉學科，是天文學中較早形成的一個分支學科，它主
要應用力學規律來研究天體的運動和形狀。
天體力學以往所涉及的天體主要是太陽系內的天體，20世紀50年代以後也開始研究人造
天體和一些成員不多(幾個到幾百個)的恆星系統。天體的力學運動是指天體質量中心在
空間軌道的移動和繞質量中心的轉動(自轉)。對日月和行星則是要確定它們的軌道，編
制星歷表，計算質量並根據它們的自傳確定天體的形狀等等。
天體力學以數學為主要研究手段，至於天體的形狀，主要是根據流體或彈性體在內部引
力和自轉離心力作用下的平衡形狀及其變化規律進行研究。天體內部和天體相互之間的
萬有引力是決定天體運動和形狀的主要因素，天體力學目前仍以萬有引力定律為基礎。

雖然已發現萬有引力定律與某些觀測事實有矛盾(如水星近日點進動問題)，而用愛因斯
坦的廣義相對論卻能對這些事實作出更好的解釋，但對天體力學的絕大多數課題來說，
相對論效應並不明顯。因此，在天體力學中只是對於某些特殊問題才需要應用廣義相對
論和其他引力理論。
天體力學的發展歷史
遠在公元前一、二千年，中國和其他文明古國就開始用太陽、月亮和大行星等天體的視
運動來確定年、月和季節，為農業服務。隨著觀測精度的不斷提高，觀測資料的不斷積
累，人們開始研究這些天體的真運動，從而預報它們未來的位置和天象，更好地為農業
、航海事業等服務。
歷史上出現過各種太陽、月球和大行星運動的假說，但直到1543年哥白尼提出日心體系
後，才有反映太陽系的真運動的模型。
開普勒根據第谷多年的行星觀測資料，於1609～1619年間，提出了著名的行星運動三大
定律，深刻地描述了行星運動，至今仍有重要作用。開普勒還提出著名的開普勒方程，
對行星軌道要素下了定義。由此人們就可以預報行星(以及月球)更准確的位置，從而形
成了理論天文學，這是天體力學的前身。
到這時，人們對天體(指太陽、月球和大行星)的真運動還僅處於描述階段，還未能深究
行星運動的力學原因。
早在中世紀末期，達·芬奇就提出了不少力學概念，人們開始認識到力的作用。伽利略
在力學方面作出了巨大的貢獻，使動力學初具雛形，為牛頓三定律的發現奠定了基礎。

牛頓根據前人在力學、數學和天文學方面的成就，以及他自己二十多年的反復研究，在
1687年出版的《自然哲學的數學原理》中提出了萬有引力定律。他在書中還提出了著名
的牛頓三大運動定律，把人們帶進了動力學范疇。對天體的運動和形狀的研究從此進入
新的歷史階段，天體力學正式誕生。雖然牛頓未提出這個名稱，仍用理論天文學表示這
個領域，但牛頓實際上是天體力學的創始人。
天體力學誕生以來的近三百年歷史中，按研究對象和基本研究方法的發展過程，大致可
劃分為三個時期：
奠基時期 自天體力學創立到十九世紀後期，是天體力學的奠基過程。天體力學在這個過
程中逐步形成了自己的學科體系，稱為經典天體力學。它的研究對象主要是大行星和月
球，研究方法主要是經典分析方法，也就是攝動理論。牛頓和萊布尼茨既是天體力學的
奠基者，同時也是近代數學和力學的奠基者，他們共同創立的微積分學，成為天體力學
的數學基礎。
十八世紀，由於航海事業的發展，需要更精確的月球和亮行星的位置表，於是數學家們
致力於天體運動的研究，從而創立了分析力學，這就是天體力學的力學基礎。這方面的
主要奠基者有歐拉、達朗貝爾和拉格朗日等。其中，歐拉是第一個較完整的月球運動理
論的創立者，拉格朗日是大行星運動理論的創始人。後來由拉普拉斯集其大成，他的五
卷十六冊巨著《天體力學》成為經典天體力學的代表作。他在1799年出版的第一卷中，
首先提出了天體力學的學科名稱，並描述了這個學科的研究領域。
在這部著作中，拉普拉斯對大行星和月球的運動都提出了較完整的理論，而且對周期彗
星和木星的衛星也提出了相應的運動理論。同時，他還對天體形狀的理論基礎--流體
自轉時的平衡形狀理論作了詳細論述。
後來，勒讓德、泊松、雅可比和漢密爾頓等人又進一步發展了有關的理論。1846年，根
據勒威耶和亞當斯的計算，發現了海王星，這是經典天體力學的偉大成果，也是自然科
學理論預見性的重要驗證。此後，大行星和月球運動理論益臻完善，成為編算天文年歷
中各天體歷表的根據。
發展時期 自十九世紀後期到二十世紀五十年代，是天體力學的發展時期。在研究對象方
面，增加了太陽系內大量的小天體(小行星、彗星和衛星等)；在研究方法方面，除了繼
續改進分析方法外，增加了定性方法和數值方法，但它們只作為分析方法的補充。這段
時期可以稱為近代天體力學時期。彭加萊在1892～1899年出版的三卷本《天體力學的新
方法》是這個時期的代表作。
雖然早在1801年就發現了第一號小行星(穀神星)，填補了火星和木星軌道之間的空隙。
但小行星的大量發現，是在十九世紀後半葉照相方法被廣泛應用到天文觀測以後的事情
。與此同時，彗星和衛星也被大量發現。這些小天體的軌道偏心率和傾角都較大，用行
星或月球的運動理論不能得到較好結果。天體力學家們探索了一些不同於經典天體力學
的方法，其中德洛內、希爾和漢森等人的分析方法，對以後的發展影響較大。
定性方法是由彭加萊和李亞普諾夫創立的，他們同時還建立了微分方程定性理論。但到
二十世紀五十年代為止，這方面進展不快。
數值方法最早可追溯到高斯的工作方法。十九世紀末形成的科威耳方法和亞當斯方法，
至今仍為天體力學的基本數值方法，但在電子計算機出現以前，應用不廣。
新時期 二十世紀五十年代以後，由於人造天體的出現和電子計算機的廣泛應用，天體力
學進入一個新時期。研究對象又增加了各種類型的人造天體，以及成員不多的恆星系統
。
在研究方法中，數值方法有迅速的發展，不僅用於解決實際問題，而且還同定性方法和
分析方法結合起來，進行各種理論問題的研究。定性方法和分析方法也有相應發展，以
適應觀測精度日益提高的要求。
天體力學的研究內容
當前天體力學可分為六個次級學科：
攝動理論 這是經典天體力學的主要內容，它是用分析方法研究各類天體的受攝運動，求
出它們的坐標或軌道要素的近似攝動值。
近年，由於無線電、激光等新觀測技術的應用，觀測精度日益提高，觀測資料數量陡增
。因此，原有各類天體的運動理論急需更新。其課題有兩類：一類是具體天體的攝動理
論，如月球的運動理論、大行星的運動理論等；另一類是共同性的問題，即各類天體的
攝動理論都要解決的關鍵性問題或共同性的研究方法，如攝動函數的展開問題、中間軌
道和變換理論等。
數值方法 這是研究天體力學中運動方程的數值解法。主要課題是研究和改進現有的各種
計算方法，研究誤差的積累和傳播，方法的收斂性、穩定性和計算的程序系統等。近年
來，電子計算技術的迅速發展為數值方法開辟了廣闊的前景。六十年代末期出現的機器
推導公式，是數值方法和分析方法的結合，現已被廣泛使用。
以上兩個次級學科都屬於定量方法，由於存在展開式收斂性以及誤差累計的問題，現有
各種方法還只能用來研究天體在短時間內的運動狀況。
定性理論也叫作定性方法。它並不具體求出天體的軌道，而是探討這些軌道應有的性質
，這對那些用定量方法還不能解決的天體運動和形狀問題尤為重要。其中課題大致可分
為三類：一類是研究天體的特殊軌道的存在性和穩定性，如周期解理論、卡姆理論等；
一類是研究運動方程奇點附近的運動特性，如碰撞問題、俘獲理論等；另一類是研究運
動的全局圖像，如運動區域、太陽系穩定性問題等。近年來，在定性理論中應用拓撲學
較多，有些文獻中把它叫作拓撲方法。
天文動力學又叫作星際航行動力學。這是天體力學和星際航行學之間的邊緣學科，研究
星際航行中的動力學問題。在天體力學中的課題主要是人造地球衛星，月球火箭以及各
種行星際探測器的運動理論等。
歷史天文學是利用攝動理論和數值方法建立各種天體歷表，研究天文常數系統以及計算
各種天象。
天體形狀和自轉理論是牛頓開創的次級學科，主要研究各種物態的天體在自轉時的平衡
形狀、穩定性以及自轉軸的變化規律。近年來，利用空間探測技術得到了地球、月球和
幾個大行星的形狀以及引力場方面大量數據，為進一步建立這些天體的形狀和自轉理論
提供了豐富資料。
天體力學的發展同數學、力學、地學、星際航行學，以及天文學的其他分支學科都有相
互聯系。如天體力學定性理論與拓撲學、微分方程定性理論緊密聯系；多體問題也是一
般力學問題；天文動力學也是星際航行學的分支；引力理論、小恆星系的運動等是與天
體物理學的共同問題；動力演化是與天體演化學的共同問題，以及地球自轉理論是與天
體測量學的共同問題等等。

4.經典力學的建立
近二百年中，歐洲資本主義生產方式陸續取代了封建的生產方式。商業和航海的
迅速發展，需要科學技術。17世紀中葉，歐洲各國紛紛成立科學院，創辦科學期刊。
航海需要觀測，天文觀測和對天體運動規律的研究受到重視。從力學學科本身說，天
體受力和運動比地上物體的受力和運動單純。因此，力學中的規律往往首先在天體運
行研究中被發現。

動力學

伽利略對動力學的主要貢獻是他的慣性原理和加速度實驗。他研究了地面
上自由落體、斜面運動、拋射體等運動, 建立了加速度概念並發現了勻加速運動的規
律。C.惠更斯在動力學研究中提出向心力、離心力、轉動慣量、復擺的擺動中心等重
要概念。I.牛頓繼承和發展了這些成，提出物體運動規律和萬有引力定律。運動三定
律是:

第一定律: 任何一個物體將保持它的靜止狀態或作勻速直線運動，除非有施加
於它的力迫使它改變此狀態。

第二定律: 物體運動量的改變與施加於的力成正比，並發生於該力的作用線方
向上。

第三定律: 對於任何一個作用必有一個大小相等而方向相反的反作用。

歐拉是繼牛頓以後對力學貢獻最多的學者.除了對剛體運動列出運動方程和動力
學方程並求得一些解外,他對彈性穩定性作了開創性的研究,並開辟了流體力學的理論
分析,奠定了理想流體力學的基礎,在這一時期經典力學的創建和下一時期彈性力學、
流體力學成長為獨立分支之間,他起到了承上啟下的作用.

靜力學和運動學

靜力學和運動學可以看作是動力學的組成部分,但又具有獨立的性
質.它們是在動力學之前產生的,又可以看作是動力學產生的前提。斯蒂文從「永久運
動不可能」公設出發論證力的平行四邊形法則，他還在前人用運動學的觀點解釋平衡
條件的基礎上，得到虛位移原理的初步形式。為拉格朗日的分析力學提供依據。力系
的簡化和平衡的系統理論，即靜力學的體系的建立則是L.潘索在《靜力學原理》一書
中完成的。在運動學方面,伽利略提出加速度以後，惠更斯考慮點在曲線運動中的加
速度。剛體運動學的研究成果則屬於歐拉、潘索。物理學家A.-M安培提出「運動學」
一詞，並建議把運動學作為力學的獨立部分。至此，力學明確分為靜力學、運動學、
動力學三部分。

固體和流體的物性

在建立運動和平衡基本定律的同時，有關物質力學性能的基本定
律也在實驗的基礎上建立起來。R.胡克1660年在實驗室中發現彈性體的力和變形之間
存在著正比關系。在流體方面，B.帕斯卡指出不可壓縮靜止流體各向壓力(壓強)相同
。牛頓在《自然哲學的數學原理》中指出流體阻力與速度差成正比，這是粘性流體剪
應力與剪應變之間正比關系的最初形式.1636年M.梅森測量了聲音的速度。R.玻意耳
於1662年和E.馬略特於1676年各自獨立地建立氣體壓力和容積關系的定律。上述對物
性的了解對後來彈性力學、粘性流體力學、氣體力系等學科的出現作了准備。

應用力學

許多學者的研究工作是和工匠一起進行的。惠更斯和一些鍾表匠一起制
造鍾表。玻意耳和工匠帕潘一起研製水壓機。A.帕倫不僅研究梁的彎曲問題，也研究
水輪機的效率問題。許多有工程實際意義的方法產生了，如蘭哈爾的半圓拱的計算方
法，靜力學中伐里農的索多邊形方法。

⑼ 相對性原理是什麼

相對性原理
相對性原理是力學的基本原理。對自然的研究和對自然力量的利用從一開始就是同使物體個體化（Indivialization）聯系在一起的。一個物體到另外一些物體的距離隨時間發生變化。當這些「另外的」物體依然是所論物體的不可分割開來的背景的時候，我們就無法用數列對應於該物體的位置和位置的改變，也就是不能對物體的位置和速度施行參數化。給定一個物體，它相對於一些物體運動，標志出這些物體，然後用數列與這些距離相對應，於是這些物體就成為參照物，而給定物體到這些物體的距離的全體就成為參照空間。對應於距離的數之全體組成為一有序系統。這樣同參照物聯系在一起的坐標系，也就被引進來了。所謂處所的相對性原理就是坐標系的平等性；從一個坐標系轉換到另一個坐標系的可能性；以及給出坐標變換時剛體內部的特性和剛體內部的各質點的距離及其結構的不變性。
力學的全部發展過程（包括其形成過程）一直同參照系統變更時擴大物理客體不變性概念的范圍聯系在一起的。在十七世紀不僅已然判明物體的結構與坐標系的選擇無關，而且也明確了從一個坐標系過渡到另一個相對它作勻速直線運動的坐標系時，力和加速度之間關系的不變性。這就是用現代物理語言陳述的伽利略偉大發現的內容。它是近代自然科學的真正起點。倘若地球不是一個被賦予特權的參考物，倘若宇宙間根本就沒有這種物體，這就表明空間中所有的點和所有的方向都是平等的，即空間是均勻的，各向同性的。這就是近代自然科學的中心思想，它發現於十七世紀並一直延續到今。
牛頓在《自然哲學的數學原理》一書中，在其根據運動三定律得到的第五個結論裡面清楚地陳述了相對性原理。但是，牛頓力學沒有絕對運動的概念是不行的。絕對運動概念是同力和加速度聯系在一起的。從運動學來看，力的作用不是單值的。比如在一個計算系統中力引起某個加速度，那麼在另一個相對於前者是以加速運動的系統中它卻可以引起另一種加速度，當然也包括加速度為零的情況。因此只有根據動力學的效應，根據引起絕對加速度的系統中的力才能把絕對運動加以標志。牛頓用把水盛在旋轉著的桶中的著名的實驗作為證明存在著絕對運動和絕對空間的判定實驗。這時水將沿著水桶的邊緣升高；倘若水桶不動，而其周圍的空間繞著水桶旋轉的話，這種現象或許不會發生[1]。對牛頓來說離心力的存在是有利於絕對運動的決定性的論據。《自然哲學的數學原理》的全部內容和牛頓建立起來的宇宙體系都是同這種思想聯系在一起的，即不能用任何一種具體的物質所產生的作用來解釋離心力。在解釋離心力發生時，這一著名的牛頓現象並沒有提供轉動與具體的物理實體有關系的根據。因之牛頓把轉動和加速運動都認為是相對於空間本身的。然而不管把這個結論形而上學地加以絕對化的企圖如何，它本身還是同十七到十九世紀的天文學、力學和物理學的認識相適應的。
由於提出絕對空間這一概念使得牛頓能比笛卡爾的相對主義又向前作了一系列發展。按照牛頓的理解，所謂絕對運動並不是相對於一些個別的物體，而是相對於空間。牛頓所主張的這種絕對靜止的空的空間可以看成充滿整個宇宙的，數目不定的，離散存在的物質和「宇宙氣」的總代表。是否可以把天體的總和看成是那種「被賦予特權」的參考物甚至就看成是上述那種空間呢？這里還要再談一下那種不可分割開來的實在。所謂物體相對於空間運動本身就意味著把一個被個體化的物體同一個不可分割的背景（即把物體加以個體化之後所聲剩下來的整個宇宙）加以對照。牛頓認為加速度就是相對這一沒有被明確的背景而言的。然而在每一個具體的動力學的課題中他必須應用和具體的物體聯系在一起的某個計算系統。因而在給出動力學課題的范圍後必須把相對靜止的物體和與具體物體無關的，作為絕對空間出現的，被賦於特權的計算系統加以區分。在《原理》一書中這部分內容放在基本定義之後進行了敘述。[2]
這里我們暫且把這種未予明確的絕對空間的概念放在一旁，先來談談相對運動概念。這個個概念在應用到自由度數很大甚至無限大的系統時就會受到限制。可是只要我們回到那種不可分割的，整體連續的表象，只要我們放棄單個物體位置和運動的參數變化以及為些所必備的坐標系，那麼絕對運動和相對運動的對立就被撤消了。對某一宏觀體積中質點的熱運動來說，相對性的概念就沒有什麼用途。不過當我們規定系統的自由度數不太大，並且可以不間斷地記錄每一質點的位置和速度，那麼相對性的概念還可以保持下來。這樣，要是可以把宇宙氣體（不去研究裡面個別質點的位置和速度）同連續介質組成一體的話，牛頓的絕對空間或許就獲得唯理論的意義。當絕對空間具有洛侖茲那種全部充滿空間以太的特徵的時候，絕對空間也同樣會獲得唯理論的意義。（盡管已為後來的一系列實驗所駁倒）

⑽ 經典力學相對性原理與狹義相對論的相對性原理有何不同

經典力學相對性原理只適用於描述機械運動的力學規律，採用的是各慣性系不變的絕對時空觀，推導出的是伽利略變換，可以保證機械力學規律的坐標變換不變性，但不能保證電磁運動規律的坐標變換不變性，所以本質上只適用於低速力學現象。

狹義相對論的相對性原理適用於包括力學規律和電磁規律在內的一切物理定律，採用的是各慣性系不同的相對時空觀，推導出的是相對論變換，不但可以保證機械力學規律的坐標變換不變性，還能保證電磁運動規律的坐標變換不變性，所以本質上即適用於低速力學現象也適用於高速現象。

給定一個物體，它相對於一些物體運動，標志出這些物體，然後用數列與這些距離相對應，於是這些物體就成為參照物，而給定物體到這些物體的距離的全體就成為參照空間。對應於距離的數之全體組成為一有序系統。

這樣同參照物聯系在一起的坐標系，也就被引進來了。所謂處所的相對性原理就是坐標系的平等性；從一個坐標系轉換到另一個坐標系的可能性；以及給出坐標變換時物體內部的特性和物體內部的各質點的距離及其結構的不變性。

(10)力學性對性原理反應什麼物理過程擴展閱讀：

相對性原理，運動系與靜止系是平等的，運動系中的1米與靜止系中的1米相同。所謂一米（就是空間大小）指的是空間上不同兩點間的空間間隔。

無論我們用靜止系描述空間上的點，還是用運動系描述空間上的點，空間兩點間的間隔是不變的，是相同的。例如上面，靜止系從10米遠的地方到11米處，在運動系就是100米遠的地方到101米處。

狹義相對性原理雖然把伽利略相對性原理（力學相對性）推廣到了整個物理領域，但並不包括非慣性參考系。愛因斯坦把相對性原理推廣到一切參考系，指出物理定律在一切參考系中都具有相同的數學形式，這就是相對性原理。

物理定律在任何慣性系中具有相同的數學形式，即洛倫茲變換對於除引力外的經典物理學定律具有協變性。

愛因斯坦把伽利略相對性從力學領域推廣到包括電磁學在內整個物理學領域，指出任何力學和電磁學實驗現象都不能區分慣性系的絕對運動，包括相對靜止或者勻速直線運動。該原理與光速不變原理是狹義相對論的兩個基本公設。