一下大物上物理1緒論

同學(xué)們好!

衣立新E-mail:Tel.:51688460(o)大學(xué)物理學(xué)緒論致開始學(xué)習(xí)大學(xué)物理的同學(xué)們：

“科學(xué)是一種方法。它教導(dǎo)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(fèi)曼

什么是物理學(xué)？

Whatisphysics?

物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)的關(guān)系

Physics&scienceandtechnology

如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理學(xué)？

howtostudyit?主要內(nèi)容一、什么是物理學(xué)“物理學(xué)：

是探討物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動基本規(guī)律的科學(xué)”二、物理學(xué)的研究對象1、物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)

引力作用、電磁作用、強(qiáng)相互作用、弱相互作用

2、物質(zhì)間的相互作用什么是物理學(xué)？

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

2物理學(xué)與社會和社會科學(xué)

物理學(xué)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(yīng)用物理聯(lián)合會(IUPAP)通過的決議五的標(biāo)題就是：物理學(xué)對社會的重要性.

決議指出:“物理學(xué)——研究物質(zhì)、能量和它們的相互作用的學(xué)科—是一項(xiàng)國際事業(yè),它對人類未來的進(jìn)步起著關(guān)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?yàn)?物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)1.物理學(xué)是一項(xiàng)激動人心的智力探險活動,它鼓舞著年輕人,并擴(kuò)展著我們關(guān)于大自然知識的疆界.2.物理學(xué)發(fā)展著未來技術(shù)進(jìn)步所需的基本知識,而技術(shù)進(jìn)步將持續(xù)驅(qū)動著世界經(jīng)濟(jì)發(fā)動機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn).3.物理學(xué)有助于技術(shù)的基本建設(shè),它為科學(xué)進(jìn)步和發(fā)明的利用,提供所需訓(xùn)練有素的人才.4.物理學(xué)在培養(yǎng)化學(xué)家、工程師、計(jì)算機(jī)科學(xué)家,以及其他物理科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)科學(xué)工作者的教育中,是一個重要的組成部分.物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)5.物理學(xué)擴(kuò)展和提高我們對其他學(xué)科的理解,諸如地球科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、環(huán)境科學(xué),以及天文學(xué)和宇宙學(xué)——這些學(xué)科對世界上所有民族都是至關(guān)重要的.6.物理學(xué)提供發(fā)展應(yīng)用于醫(yī)學(xué)的新設(shè)備和新技術(shù)所需的基本知識,如計(jì)算機(jī)層析術(shù)(CT)、磁共振成像、正電子發(fā)射層析術(shù)、超聲波成象和激光手術(shù)等,改善了我們生活的質(zhì)量.綜上所述,鑒于以上各種理由,物理學(xué)是教育體制和每個進(jìn)步社會的一個重要的組成部分.……”物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)

大學(xué)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(lǐng)域的探索研究；

3、對于個人品質(zhì)的完善。

大學(xué)的構(gòu)成圖書館實(shí)驗(yàn)室你們——熱情、智慧的年輕人

學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)大學(xué)物理？2、教學(xué)環(huán)節(jié):授課；習(xí)題課；演示實(shí)驗(yàn)。

課程特點(diǎn)及教學(xué)安排1、教學(xué)目標(biāo)：力圖把傳授知識、思想、方法三者放在同等重要的地位。加強(qiáng)對科學(xué)思維方式、自學(xué)能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。希望通過本課程的學(xué)習(xí)，同學(xué)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(xué)精神。如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？《大學(xué)物理能力訓(xùn)練與知識拓展》定期提供答案教材-----------《大學(xué)物理學(xué)》吳柳主編《進(jìn)階式探索物理》（教學(xué)試用一年)

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

(伯克利物理學(xué)教程,C.Kittel,etal)如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？4

、成績計(jì)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(shí)驗(yàn)：10%，本學(xué)期兩次共4學(xué)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(xué)期的演示實(shí)驗(yàn)報告紙+上下冊習(xí)題指導(dǎo)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(xué)習(xí)大學(xué)物理？5、考試內(nèi)容：期中：質(zhì)點(diǎn)力學(xué)+剛體力學(xué)+相對論期末：電磁學(xué)為主（會有涉及力學(xué)的知識點(diǎn)）試卷題型：一、選擇題二、填空題三、計(jì)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(xué)時有限，老師沒時間講，可提示學(xué)生自學(xué)）的基本問題。有部分綜合性大的難題。如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？助教：萬廣苗Tel:答疑地點(diǎn)：7409時間：周一、五2：30~4：30如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？物理競賽：

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

學(xué)習(xí)課程除了掌握基本知識外，更重要的是學(xué)習(xí)一種科學(xué)的思維方法。

學(xué)生從老師那里得到的，應(yīng)該是一個點(diǎn)石成金的法則，而不是一堆金子。獲得、組織、運(yùn)用知識的方法如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？如何學(xué)習(xí)大學(xué)物理？

學(xué)習(xí)大學(xué)物理應(yīng)注意的幾個問題

１、大學(xué)學(xué)習(xí)特點(diǎn)是進(jìn)度快、內(nèi)容多，要培養(yǎng)自學(xué)能力；

２、重視基本概念的理解?！坝米约旱恼Z言表達(dá)出來”；要培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力；

３、認(rèn)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(xué)習(xí)大學(xué)物理？預(yù)習(xí)！IhearandIforget,IseeandIremember,IdoandIunderstand.如何學(xué)習(xí)大學(xué)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(xué)表示

方程:物理量間的關(guān)系B：物理量分為基本物理量和導(dǎo)出物理量力學(xué)的基本物理量有長度，質(zhì)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(dǎo)出物理量的單位稱導(dǎo)出單位選擇不同的基本單位構(gòu)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(yù)備知識:物理量單位制量綱SI基本單位長度米m質(zhì)量千克kg時間秒s電流安[培]A熱力學(xué)溫度開[爾文]K物質(zhì)的量摩[爾]mol發(fā)光強(qiáng)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(zhì)子有效半徑弱電統(tǒng)一的特征尺度普朗克長度典型的質(zhì)量已知宇宙銀河系地球人灰塵煙草花葉病毒質(zhì)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(zhuǎn)周期快速運(yùn)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(dǎo)出物理量對基本物理量的依賴關(guān)系可以用基本物理量及其冪次的乘積來表示，稱為導(dǎo)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(jì)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(jié)果。

長度單位用真空中的光速規(guī)定

c=299792458m/s質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)是鉑銥合金的圓柱形國際千克原器的質(zhì)量，原子質(zhì)量單位：時間單位用銫原子的兩個超精細(xì)能級躍遷所對應(yīng)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(diǎn)，長度，時間和質(zhì)量都與運(yùn)動有關(guān)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(xué)力學(xué)“大學(xué)物理的頭一年一向是最困難的，在第一年里，學(xué)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(xué)生如果清楚地理解了力學(xué)所闡述的基本內(nèi)容，即使他還不能在復(fù)雜的情況下應(yīng)用自如，他已經(jīng)克服了學(xué)習(xí)物理學(xué)的大部分的真正困難了。”

摘自美國伯克利教程第一卷《力學(xué)》力學(xué)

研究物體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律的學(xué)科。機(jī)械運(yùn)動

物質(zhì)運(yùn)動形式中最簡單、最基本的運(yùn)動。相對論力學(xué)量子力學(xué)經(jīng)典力學(xué)第一篇力學(xué)第一篇力學(xué)

一、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動二、牛頓運(yùn)動定律三、動量守恒四、能量守恒五、角動量守恒六、剛體力學(xué)七、狹義相對論基礎(chǔ)主要內(nèi)容：一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動函數(shù)四圓周運(yùn)動三質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)的兩類問題二位移速度加速度

運(yùn)動學(xué)從幾何觀點(diǎn)來研究和描述運(yùn)動物體的位置隨時間的變化規(guī)律，即研究物體的運(yùn)動狀態(tài)的變化，而不考慮導(dǎo)致運(yùn)動狀態(tài)變化的原因。五相對運(yùn)動第二章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)：具有一定的質(zhì)量而沒有大小和形狀的物體。質(zhì)點(diǎn)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(yuǎn)小于“研究的距離”如地球在太陽系的公轉(zhuǎn)一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動函數(shù)

質(zhì)點(diǎn)可以作為質(zhì)點(diǎn)處理的物體的條件：大小和形狀對運(yùn)動沒有影響或影響可以忽略。問題：1、質(zhì)量很小的物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)？雨點(diǎn)：1

10-6

kg

塵粒：1

10-10

kgA運(yùn)動描述的相對性A直角坐標(biāo)系1.參考系:

定性描述物體運(yùn)動而選作參考的物體2.坐標(biāo)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(biāo)系C自然坐標(biāo)系zo

Rxy

參考系和坐標(biāo)系A(chǔ)

坐標(biāo)法：直角坐標(biāo)系P（x,y,z）3.確定質(zhì)點(diǎn)位置的幾種方法:質(zhì)點(diǎn)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(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程S用位置矢量

表示時用自然坐標(biāo)表示時：——運(yùn)動方程的矢量式又稱運(yùn)動方程的分量式。在直角坐標(biāo)系中：

x=x(t),y=y(t),z=z(t).ozxyP（x,y,z)

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程解：建立直角坐標(biāo)系XOY并確定計(jì)時起始時刻：yOxP(x,y)SO’例：一個質(zhì)點(diǎn)作勻速率圓周運(yùn)動，圓周半徑為r，角速度為

，試分別寫出直角坐標(biāo)、位矢、自然法表示的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)方程。二位移速度加速度A（t)B(t)ozxy

位移:質(zhì)點(diǎn)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(diǎn)選取無關(guān)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(guān)，狀態(tài)量；路程是實(shí)際通過的路徑長度，是標(biāo)量，過程量。微分情況下,問題:描述質(zhì)點(diǎn)位置變化快慢和運(yùn)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(biāo)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(zhì)點(diǎn)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(guān)系瞬時速度的大小等于瞬時速率

質(zhì)點(diǎn)在t時刻的速度方向就沿著該時刻質(zhì)點(diǎn)所在處運(yùn)動軌道的切線而指向前方。速率注意：結(jié)論：1.瞬時速度是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化快慢和運(yùn)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?yàn)榈姆较?。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(biāo)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(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動。加速度與速度的夾角等于90，質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動。?加速度與速度的夾角大于90或小于90，質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動遠(yuǎn)日點(diǎn)近日點(diǎn)結(jié)論：1.的方向：當(dāng)?shù)臉O限方向即的方向。當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作曲線運(yùn)動時，的方向總是指向