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课程评价
spContent=牛顿力学是物理学中最先发展也是最为成熟的一门学科,通过严密的归纳和演绎,运用微积分及微分方程等数学工具,建立了统领经典力学的系统理论体系。因此,学习力学,不但可以领会物理学的基本概念与基本规律,更重要的是可以培养分析和解决问题的思想方法、理论技巧和逻辑思维能力。
—— 课程团队
课程概述

  物理学是人类历史上最悠久的自然科学。人类对物理现象的最早观察始于古巴比伦和古希腊。到公元15世纪末以前,物理学还只是分散和不成体系的研究。物理学真正成为科学始于16、17世纪,最先建立了牛顿力学,到19世纪末相继建立了热学、统计力学、光学以及电磁学,建成了经典物理学大厦。20世纪初,量子力学与相对论的建立使物理学发展为现代物理学。

  从物理学各学科的关系来看,力学是其它学科的基础,称为物理学的力学基础。从研究规律来看,力学所研究的机械运动规律应用广泛,无论是精密仪器,大型工程,还是火箭发射,人造卫星等方面都有力学的直接应用。从学习过程来看,学好力学是学好物理学的重要开端。

  本课程由力学理论、解决典型力学问题、时空结构等三部分内容组成。力学理论部分包含了物理学基本知识研究领域与课程体系分类、物理学发展简史、质点基本运动规律与导出规律。典型问题部分包括刚体、流体、振动、波动等内容。时空结构部分包含了狭义相对论简介、广义相对论简介和宇宙学与天体物理简介等内容。本课程中的时空结构部分的引入,其目的是使读者感受到牛顿力学的局限性,培养读者接受新事物的能力,避免僵化的学习。

  课程分上、下两部分开设,本课程为上半部分,即,力学理论部分,包括物理学基本知识研究领域与课程体系分类、物理学发展简史、质点基本运动规律与导出规律。


课程大纲

第一周:绪论

第一讲:物理学研究内容、方法、分类

第二讲:物理学发展简史

第三讲:力学的知识体系

本周讨论题

第一周 测验题

第二周:质点运动学

第一讲:位置矢量、速度、加速度之间关系

第二讲:位置矢量、速度、加速度关系坐标表示

第三讲:相对运动

本周小结及讨论题

第二周 测验题

第三周:惯性系下质点动力学

第一讲:牛顿三定律

第二讲:万有引力定律

第三讲:力学中常见的力及量纲

本周小结及讨论题

第三周 测验题

第四周:非惯性系下质点动力学

第一讲:相对性原理

第二讲:非惯性系下质点动力学方程

第三讲:惯性力现象

第四讲:惯性力本质

本周小结、讨论题及第一、二周测验题解答

第四周 测验题

第五周:质点组动量定理与守恒定律

第一讲:质点组的质心运动定律

第二讲:质点组动量定理与守恒定律

第三讲:质点组动量定理的应用——变质量系统

本周小结、讨论题及第三周测验题解答

第五周 测验题

第六周:质点组功能原理与守恒定律(上)

第一讲:质点组动能定理

第二讲:质点组内力功分析

第四周测验题解答

第六周 测验题

第七周:质点组功能原理与守恒定律(下)

第一讲:质点组功能原理与守恒定律

第二讲:碰撞

本周小结、讨论题及第五周测验题解答

第七周 测验题

第八周:质点组角动量定理与守恒定律

第一讲:质点角动量定理

第二讲:质点组角动量定理

第三讲:有心力场问题、守恒律与对称性

本周小结、讨论题及第六周测验题解答

第八周 测验题

第7、8周测验题解答

第7周测验题解答

第8周测验题解答

预备知识

基本微积分和基本矢量运算。

证书要求

        课程成绩认定包含合格和优秀两种。总评成绩60分以上、79分以下为合格;80分以上为优秀。参加学习并取得相应成绩的学员,可免费获得由中国大学MOOC颁发的电子证书。还可以申请纸质收费认证证书,收费标准为每份证书100元人民币。


参考资料

[1] 张汉壮 王文全. 力学.第三版.北京:高等教育出版社,2015年

[2] 张汉壮 王文全. 力学习题解答.北京:高等教育出版社,2013年