高一物理文本素材 4.2 形變與彈力 （魯科版1）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精4。2形變與彈力材料閱讀材料:羅伯特·胡克（HookeRobert1635—1703)是17世紀(jì)英國(guó)最杰出的科學(xué)家之一。他在力學(xué)、光學(xué)、天文學(xué)等諸多方面都有重大成就。他所設(shè)計(jì)和發(fā)明的科學(xué)儀器在當(dāng)時(shí)是無(wú)與倫比的。他本人被譽(yù)為是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的“雙眼和雙手"。1653年，胡克進(jìn)入牛津大學(xué)里奧爾學(xué)院學(xué)習(xí)。在這里，他結(jié)識(shí)了一些頗有才華的科學(xué)界人士.這些人后來(lái)大都成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)的骨干。1655年，胡克被推薦給玻意耳當(dāng)助手,在玻意耳的實(shí)驗(yàn)室工作。1663年，胡克獲得了文學(xué)碩士學(xué)位，并且被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1665年，胡克擔(dān)任格列夏姆學(xué)院幾何學(xué)、地質(zhì)學(xué)教授，并從事天文觀(guān)測(cè)工作。1676年，胡克發(fā)表了著名的彈性定律。1677年至1683年就任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)秘書(shū)并負(fù)責(zé)出版會(huì)刊。早在1663年，胡克就起草了皇家學(xué)會(huì)章程草案，規(guī)定學(xué)會(huì)的宗旨是“靠實(shí)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)有關(guān)自然界諸事物的知識(shí),以及一切有關(guān)的藝術(shù)、制造、實(shí)用機(jī)械、發(fā)動(dòng)機(jī)和新發(fā)明(不牽涉神學(xué)、形而上學(xué)、道德、政治、語(yǔ)法修辭或邏輯）”.胡克作為該學(xué)會(huì)的實(shí)驗(yàn)工作與日常事務(wù)探辦人，在長(zhǎng)達(dá)20多年的學(xué)會(huì)活動(dòng)中，接觸并深入到當(dāng)時(shí)自然科學(xué)活躍的前沿領(lǐng)域，且均做出了自己的貢獻(xiàn)。胡克在力學(xué)方面貢獻(xiàn)尤為卓著。他從1661年開(kāi)始積極參加了皇家學(xué)會(huì)研究重力本質(zhì)的專(zhuān)門(mén)委員會(huì)的活動(dòng).為了確定物體重力與地心距離的關(guān)系，他用一架精密天平放在威斯特敏斯特教堂的塔尖上，稱(chēng)量一塊鐵和一段很長(zhǎng)的繩子的重量，然后將這塊鐵掛在繩子的末端再稱(chēng),看是否因?yàn)殍F塊十分接近地面而改變重量，結(jié)果并無(wú)測(cè)出明顯的改變.后來(lái)他又在舊圣保羅教堂重作了這一實(shí)驗(yàn).1674年，胡克發(fā)表了《從觀(guān)察角度證明地球周年運(yùn)動(dòng)的嘗試》的論文，文中根據(jù)修正的慣性原理，從行星受力平衡觀(guān)占’出發(fā)，提出了行星運(yùn)動(dòng)的三條假設(shè)：l.一切天體都具有傾向其中心的吸引作用或重力，它不僅吸引其本身各部分,并且還吸引其作用范圍內(nèi)的其它天體；2．每一物體都保持平直、簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)而且繼續(xù)沿直線(xiàn)前進(jìn),直到受到其它作用力影響,因而改變?yōu)閳A、橢圓或其他曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)為止;3．受到吸引力作用的物體，越靠近吸引中心，其吸引力也越大。胡克在1679年給牛頓的信中正式提出了引力與距離平方成反比的觀(guān)點(diǎn)，但他并沒(méi)有將自己的引力思想如牛頓所作的那樣用數(shù)學(xué)式子表示出來(lái),并用太陽(yáng)、地-球、月亮、行星和地球上物體的運(yùn)動(dòng)實(shí)倒采加以驗(yàn)證.因此,把發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的殊榮被牛頓獨(dú)占，但胡克的某些想法對(duì)牛頓完成萬(wàn)有引力的研究是起著積極的啟示作用的。彈性定律是胡克最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是力學(xué)最重要基本定律之一．胡克的彈性定律指出：在彈性限度內(nèi)，彈簧的彈力f和彈簧的長(zhǎng)度x成正比，即f=kx。k是物質(zhì)的彈性系數(shù),它由材料的性質(zhì)所決定，負(fù)號(hào)表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(zhǎng)(或壓縮）的方向相反。為了證實(shí)這一定律，胡克做了大量實(shí)驗(yàn)，制作了各種材料構(gòu)成的各種形狀的彈性體.胡克在儀器的制造和改進(jìn)方面的特長(zhǎng)；早在其作為玻意耳的助手時(shí)就顯露出來(lái)．他協(xié)助玻意耳三次改進(jìn)了真空泵.第三次改進(jìn)后的抽氣機(jī)已具有現(xiàn)代真空泵的雛形。利用這—設(shè)備，玻意耳和胡克完成了氣體的玻意耳定律實(shí)驗(yàn)。胡克改進(jìn)的儀器有復(fù)式顯微鏡和用指針讀數(shù)的輪式氣壓計(jì)等．他還建議用液體的凝固點(diǎn)及膨脹或收縮程度來(lái)作為溫標(biāo)刻度的根據(jù)。胡克曾經(jīng)設(shè)計(jì)過(guò)一架大型的。氣候鐘”，用以測(cè)量和記錄風(fēng)力、風(fēng)向、溫度、壓強(qiáng)、和濕度、降雨量等。由于胡克和玻意耳對(duì)皇家學(xué)會(huì)起著積極的作用，因而人們稱(chēng)頌他們：“如果說(shuō)玻意耳是皇家學(xué)會(huì)幕后的靈魂，那么胡克提供學(xué)會(huì)的就是雙眼和雙手了”。胡克熱愛(ài)科學(xué)事業(yè)，并為此奉獻(xiàn)了一生.他研究的面十分廣泛，如建筑、化石、氣象等，他都有所涉獵和貢獻(xiàn)。但作為