一下大物上物理1緒論

同學們好!

衣立新E-mail:Tel.:51688460(o)大學物理學緒論致開始學習大學物理的同學們：

“科學是一種方法。它教導人們：一些事物是怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到了什么程度，如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則；如何思考事物，做出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象”。

——R.P費曼

什么是物理學？

Whatisphysics?

物理學與科學技術的關系

Physics&scienceandtechnology

如何學習大學物理學？

howtostudyit?主要內(nèi)容一、什么是物理學“物理學：

是探討物質結構和運動基本規(guī)律的科學”二、物理學的研究對象1、物質的基本結構

引力作用、電磁作用、強相互作用、弱相互作用

2、物質間的相互作用什么是物理學？

3、最基本、最普遍的運動形式及轉化規(guī)律機械運動熱運動電磁運動原子和原子核內(nèi)部的運動三、學習的主要內(nèi)容經(jīng)典物理：力學、熱學、電磁學、波動學近代物理：狹義相對論、量子物理什么是物理學？什么是物理學？提出命題修改理論推測答案理論預言實驗檢驗應用演繹法－推理演算歸納法－假設模型定性和半定量直覺想象力洞察力四物理學的研究方法什么是物理學？物理學與現(xiàn)代科學技術1.自然科學基礎,技術革命源泉物理學是自然科學的基礎:物理學研究的突破,也是工程技術革命的基礎和源泉.物理學的每一個重要發(fā)現(xiàn),或遲或早會給工程技術帶來巨大的變革。物理學與科學技術

2物理學與社會和社會科學

物理學對社會發(fā)展有著重要影響.1999年3月在美國亞特蘭大市召開的第23屆國際物理與應用物理聯(lián)合會(IUPAP)通過的決議五的標題就是：物理學對社會的重要性.

決議指出:“物理學——研究物質、能量和它們的相互作用的學科—是一項國際事業(yè),它對人類未來的進步起著關鍵作用.對物理教育的支持和研究,在所有國家都是重要的,這是因為:物理學與科學技術1.物理學是一項激動人心的智力探險活動,它鼓舞著年輕人,并擴展著我們關于大自然知識的疆界.2.物理學發(fā)展著未來技術進步所需的基本知識,而技術進步將持續(xù)驅動著世界經(jīng)濟發(fā)動機的運轉.3.物理學有助于技術的基本建設,它為科學進步和發(fā)明的利用,提供所需訓練有素的人才.4.物理學在培養(yǎng)化學家、工程師、計算機科學家,以及其他物理科學和生物醫(yī)學科學工作者的教育中,是一個重要的組成部分.物理學與科學技術5.物理學擴展和提高我們對其他學科的理解,諸如地球科學、農(nóng)業(yè)科學、化學、生物學、環(huán)境科學,以及天文學和宇宙學——這些學科對世界上所有民族都是至關重要的.6.物理學提供發(fā)展應用于醫(yī)學的新設備和新技術所需的基本知識,如計算機層析術(CT)、磁共振成像、正電子發(fā)射層析術、超聲波成象和激光手術等,改善了我們生活的質量.綜上所述,鑒于以上各種理由,物理學是教育體制和每個進步社會的一個重要的組成部分.……”物理學與科學技術

大學是一個提供理想主義精神的場所

1、對于偉大、文明的傳統(tǒng)的繼承；

2、對于未知領域的探索研究；

3、對于個人品質的完善。

大學的構成圖書館實驗室你們——熱情、智慧的年輕人

學習對一生有用的東西摘自《讀者》2000.4激動人心的地方激動人心的地方為何學習大學物理？2、教學環(huán)節(jié):授課；習題課；演示實驗。

課程特點及教學安排1、教學目標：力圖把傳授知識、思想、方法三者放在同等重要的地位。加強對科學思維方式、自學能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。希望通過本課程的學習，同學們不僅掌握必要的物理知識，還能提高科技素養(yǎng)。樹立正確的世界觀，培養(yǎng)崇高的科學精神。如何學習大學物理？《大學物理能力訓練與知識拓展》定期提供答案教材-----------《大學物理學》吳柳主編《進階式探索物理》（教學試用一年)

3、參考書目：《大學物理學》張三慧《力學基礎》漆安慎《普通物理學》程守洙,江之水《普通物理學》[美]C.基特爾等著

(伯克利物理學教程,C.Kittel,etal)如何學習大學物理？4

、成績計算

平時作業(yè)：10%，每周交一次，三次未交無成績特色平時：10%，待定演示實驗：10%，本學期兩次共4學時，5-13周，具體時間另行通知。周一至周五，每天下午兩個時段，晚上兩個時段。兩個學期的演示實驗報告紙+上下冊習題指導書解答=10元，交到自然班的班長。然后由班長于3月8日下班前交給7-406薛老師。期中成績：25%，閉卷（時間約為第8、9周末）

期末成績：45%，閉卷如何學習大學物理？5、考試內(nèi)容：期中：質點力學+剛體力學+相對論期末：電磁學為主（會有涉及力學的知識點）試卷題型：一、選擇題二、填空題三、計算題四、附加題說明：附加題中有部分是涉及書目錄中帶*的部分（由于學時有限，老師沒時間講，可提示學生自學）的基本問題。有部分綜合性大的難題。如何學習大學物理？助教：萬廣苗Tel:答疑地點：7409時間：周一、五2：30~4：30如何學習大學物理？物理競賽：

每年12月初，內(nèi)容包括大學物理課學習的內(nèi)容。下學期有“大學物理方法”，16學時，1學分的選修課參賽獲獎同學在第2學期末大物總評成績免試100分

學習課程除了掌握基本知識外，更重要的是學習一種科學的思維方法。

學生從老師那里得到的，應該是一個點石成金的法則，而不是一堆金子。獲得、組織、運用知識的方法如何學習大學物理？如何學習大學物理？

學習大學物理應注意的幾個問題

１、大學學習特點是進度快、內(nèi)容多，要培養(yǎng)自學能力；

２、重視基本概念的理解。“用自己的語言表達出來”；要培養(yǎng)獨立思考的能力；

３、認真完成作業(yè)，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題能力。如何學習大學物理？預習！IhearandIforget,IseeandIremember,IdoandIunderstand.如何學習大學物理？求知是一種快樂，希望大家踏上這求知的愉快旅途！PHYSICSPHYSICSELCOME

TO

WWA：物理理論的組成部分：

概念

假定:概念的數(shù)學表示

方程:物理量間的關系B：物理量分為基本物理量和導出物理量力學的基本物理量有長度，質量和時間。C：物理量的單位和單位制

基本物理量的單位稱基本單位

導出物理量的單位稱導出單位選擇不同的基本單位構成不同的單位制，國際單位制（用SI表示）的基本單位如下表：預備知識:物理量單位制量綱SI基本單位長度米m質量千克kg時間秒s電流安[培]A熱力學溫度開[爾文]K物質的量摩[爾]mol發(fā)光強度坎得拉cd

典型的長度哈勃半徑地球半徑人的典型高度書頁的厚度氫原子半徑質子有效半徑弱電統(tǒng)一的特征尺度普朗克長度典型的質量已知宇宙銀河系地球人灰塵煙草花葉病毒質子電子典型的時間宇宙年齡地球的年齡人的平均壽命一天典型的分子旋轉周期快速運動粒子穿越原子核的時間普朗克時間幾個非常重要的物理常量真空中的光速

普朗克常量引力常量D:量綱導出物理量對基本物理量的依賴關系可以用基本物理量及其冪次的乘積來表示，稱為導出物理量的量綱。例：速度的量綱[v]=LT-1

加速度的量綱[a]=LT-2無量綱的量常有重要作用，無量綱的量可以有單位。例：行星軌道周期變短的速度單位是秒/世紀量綱分析的方法經(jīng)常用來討論某些過程，它常以最簡單的方式提供給我們正確的結果。

長度單位用真空中的光速規(guī)定

c=299792458m/s質量的標準是鉑銥合金的圓柱形國際千克原器的質量，原子質量單位：時間單位用銫原子的兩個超精細能級躍遷所對應的輻射的頻率規(guī)定

v=9192631770Hz所以

1s=9192631770/v注意：按照相對論的觀點，長度，時間和質量都與運動有關宇觀和微觀常用尺度

注：不是SI單位天文單位光年秒差距埃(?)力學力學“大學物理的頭一年一向是最困難的，在第一年里，學生要接收的新思想、新概念和新方法，要比在高年級或研究院課程中還要多得多。一個學生如果清楚地理解了力學所闡述的基本內(nèi)容，即使他還不能在復雜的情況下應用自如，他已經(jīng)克服了學習物理學的大部分的真正困難了?！?/p>

摘自美國伯克利教程第一卷《力學》力學

研究物體機械運動規(guī)律的學科。機械運動

物質運動形式中最簡單、最基本的運動。相對論力學量子力學經(jīng)典力學第一篇力學第一篇力學

一、質點運動二、牛頓運動定律三、動量守恒四、能量守恒五、角動量守恒六、剛體力學七、狹義相對論基礎主要內(nèi)容：一質點的運動函數(shù)四圓周運動三質點運動學的兩類問題二位移速度加速度

運動學從幾何觀點來研究和描述運動物體的位置隨時間的變化規(guī)律，即研究物體的運動狀態(tài)的變化，而不考慮導致運動狀態(tài)變化的原因。五相對運動第二章質點運動質點：具有一定的質量而沒有大小和形狀的物體。質點是理想模型。抽象條件為：(１)形狀大小不起作用，如平動；(２)“物體線度”遠小于“研究的距離”如地球在太陽系的公轉一質點的運動函數(shù)

質點可以作為質點處理的物體的條件：大小和形狀對運動沒有影響或影響可以忽略。問題：1、質量很小的物體是否可看作質點？雨點：1

10-6

kg

塵粒：1

10-10

kgA運動描述的相對性A直角坐標系1.參考系:

定性描述物體運動而選作參考的物體2.坐標系:

固定在參考系上，定量描述空間位置的有次序的一組數(shù)。B參考系選擇是任意的B極坐標系C自然坐標系zo

Rxy

參考系和坐標系A

坐標法：直角坐標系P（x,y,z）3.確定質點位置的幾種方法:質點的位置隨時間t變化，是t的單值連續(xù)函數(shù)。B

位置矢量法：C

自然法：SozxyP（x,y,z）質點運動方程S用位置矢量

表示時用自然坐標表示時：——運動方程的矢量式又稱運動方程的分量式。在直角坐標系中：

x=x(t),y=y(t),z=z(t).ozxyP（x,y,z)

質點運動方程解：建立直角坐標系XOY并確定計時起始時刻：yOxP(x,y)SO’例：一個質點作勻速率圓周運動，圓周半徑為r，角速度為

，試分別寫出直角坐標、位矢、自然法表示的質點運動學方程。二位移速度加速度A（t)B(t)ozxy

位移:質點在一段時間內(nèi)位置的改變

BΔS

Aoxyzo注意：1.位移的矢量性2.位移與原點選取無關3.位移與路程不同概念位移只決定于始末位置，與過程無關，狀態(tài)量；路程是實際通過的路徑長度，是標量，過程量。微分情況下,問題:描述質點位置變化快慢和運動方向的矢量在

t

內(nèi)1.平均速度2.瞬時速度在直角坐標系中:

速度

平均速度的極限方向切線方向!Aozyx3.平均速率與瞬時速率平均速率:

反映質點在內(nèi)在路程上平均移動的快慢.瞬時速率4.瞬時速度的大小與瞬時速率的關系瞬時速度的大小等于瞬時速率

質點在t時刻的速度方向就沿著該時刻質點所在處運動軌道的切線而指向前方。速率注意：結論：1.瞬時速度是描述質點位置變化快慢和運動方向的矢量。2.

的方向：3.

的大?。?.平均加速度:2.瞬時加速度:

加速度是矢量，其方向為的方向。ABozxy速度的大小與方向的變化。1）矢量，方向與速度改變方向相同2）速度的大小、方向二者之一發(fā)生變化，瞬時加速度不等于零在直角坐標系中：方向加速度與速度的方向一般不同。大小加速度與速度的夾角為0或180，質點做直線運動。加速度與速度的夾角等于90，質點做圓周運動。?加速度與速度的夾角大于90或小于90，質點做曲線運動遠日點近日點結論：1.的方向：當?shù)臉O限方向即的方向。當質點作曲線運動時，的方向總是指向