大学物理课件.ppt

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1、18:19:101本学期学习内容：本学期学习内容：一、力学部分（第一章至第三章）（上册）一、力学部分（第一章至第三章）（上册）二、热学部分（第七、八章）二、热学部分（第七、八章） （上册）（上册）三、振动波动部分（第五、六章）（上册）三、振动波动部分（第五、六章）（上册）四、光学部分（第十四、十五章）（下册）四、光学部分（第十四、十五章）（下册）18:19:112课课 程程 特特 点：点：二、成绩评价标准二、成绩评价标准 总成绩总成绩= =平时成绩平时成绩( 20%-25%( 20%-25% )+ +考试成绩考试成绩( 75%-80%)( 75%-80%)一、教考分离一、教考分离 平时成绩平时

2、成绩-作业作业、考勤与课堂回答问题考勤与课堂回答问题 每次作业按照每次作业按照A A、B B、C C等级分类，其中按时完成作业，等级分类，其中按时完成作业，正确率为正确率为90-100%90-100%，并且书写规范为，并且书写规范为A A类，正确率为类，正确率为60-90%60-90%，为为B B类；正确率小于类；正确率小于60%60%为为C C类。发现作业雷同者，平时成绩类。发现作业雷同者，平时成绩扣扣1 1分。分。 未按时上交作业未按时上交作业的，可以在下次交作业时补齐。但是补的，可以在下次交作业时补齐。但是补交按交按C C类记录成绩。类记录成绩。平时多次不交作业而在期末时一次补交平时多次

3、不交作业而在期末时一次补交的，无作业成绩。的，无作业成绩。听课考勤：采取随时抽查的方式，无故缺勤者，一次扣听课考勤：采取随时抽查的方式，无故缺勤者，一次扣1 1分分 。18:19:113一、物理课作业要求：一、物理课作业要求： 1 1、交作业时间：每周二下午、交作业时间：每周二下午上课前上课前。 2 2、选择题和填空题必须、选择题和填空题必须简要写出依据和原因简要写出依据和原因； 计算题计算题要有解题步骤要有解题步骤。 3 3、作业纸上写明、作业纸上写明班级、姓名和学号班级、姓名和学号二、二、购买大学物理习题集购买大学物理习题集的时间地点的时间地点 本周三晚上本周三晚上 19:30 19:30

4、 实验楼实验楼:116:116 11 11元元/ /本本 以班为单位收齐钱购买以班为单位收齐钱购买三、物理课纪律要求：三、物理课纪律要求： 1 1、不迟到、不迟到 2 2、 课上不说话课上不说话课课 程程 要要 求：求：18:19:114为什么要学习物理学为什么要学习物理学1 1）物理学提供了物质世界的最基本的规律，）物理学提供了物质世界的最基本的规律，任何自然科学都不能违反物理的规律任何自然科学都不能违反物理的规律 -学学习自然科学的基础理论习自然科学的基础理论 ；2 2）有效地训练研究自然科学的方法；）有效地训练研究自然科学的方法；3 3）能进一步培养和建立辩证唯物主义世界观；）能进一步培

5、养和建立辩证唯物主义世界观；4 4）大学物理是大学重要的基础课程，是研究）大学物理是大学重要的基础课程，是研究生入学考试的基础课之一；生入学考试的基础课之一；5 5）物理学不断与其他学科融合，形成许多交）物理学不断与其他学科融合，形成许多交叉学科，成为科学发展的前沿。叉学科，成为科学发展的前沿。518:19:11如何学好物理学如何学好物理学1 1） 弄清弄清概念概念（数学基础！数学基础！）2 2） 注意尽快适应电子教案的教学方式注意尽快适应电子教案的教学方式 学会有重点地记好笔记学会有重点地记好笔记! !（预习！）（预习！）3 3）养成一丝不苟的作风）养成一丝不苟的作风 （先从笔记、作业入手）

6、（先从笔记、作业入手）4 4）学会物理学中科学）学会物理学中科学分析分析方法方法18:19:116 宏观物体之间宏观物体之间( (或物体内各部分或物体内各部分之间之间) )的的相对位置相对位置(position)(position)变动变动力学运动学运动学动力学动力学机械运动运动学：运动学： 研究物体在空间的位置随时间的变化规律，并不涉研究物体在空间的位置随时间的变化规律，并不涉及物体发生机械运动的变化原因。及物体发生机械运动的变化原因。动力学：动力学：以牛顿运动定律为基础，研究物体运动状态发生以牛顿运动定律为基础，研究物体运动状态发生变化时所遵循的规律的学科。变化时所遵循的规律的学科。18:

7、19:117第第1章章 质点运动学质点运动学主要内容主要内容位置矢量、位移、速度和加速度位置矢量、位移、速度和加速度切向加速度、法向加速度切向加速度、法向加速度相对运动相对运动18:19:128 1.1.1 1.1.1 参考系和坐标系参考系和坐标系1. 参考系参考系(frame of reference)1-1 1-1 参考系参考系 时间和空间的测量时间和空间的测量参考系参考系: : 为描述物体的运动而选取的参考物体。为描述物体的运动而选取的参考物体。默认默认: : 地面参考系地面参考系注注: : 任何任何实物实物物体均可被选作参考系。物体均可被选作参考系。18:19:1292. 坐标系坐标系

8、(system of coordinates)zxyOP(x,y,z)直角坐标系直角坐标系r极坐标系极坐标系O极轴极轴径向径向角向角向rP(r, ) 自然坐标系自然坐标系OneteP(n, ) 用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统。用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统。 实物构成的参考系的数学抽象。定量描述物体的运动。实物构成的参考系的数学抽象。定量描述物体的运动。直角坐标系直角坐标系极坐标系极坐标系自然坐标系自然坐标系主要坐标系主要坐标系18:19:12101.1.2 1.1.2 时间的计量时间的计量 1967 1967年年, ,第十三届国际计量第十三届国际计量大会决定采用铯原子钟作为大

9、会决定采用铯原子钟作为时间基准时间基准, , 定义定义1 1秒的长度等秒的长度等于铯于铯133133原子基态两个超精原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐细能级之间跃迁相对应的辐射周期的射周期的9 192 631 7709 192 631 770倍。倍。an Atomic Clock精度达精度达1010-12-12 10 10-13-1318:19:1211时标时标/s101810171016101510141013101210111010109108107106105宇宙年龄宇宙年龄地球年龄地球年龄形成富氧大气层形成富氧大气层恐龙灭绝恐龙灭绝出现古人类出现古人类人类文明史人类文明史古树的年

10、龄古树的年龄人类的寿命人类的寿命地球公转周期地球公转周期(年年)月球周期月球周期(月月)10410310210110010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-10地球自转周期地球自转周期(日日)中子的寿命中子的寿命百米赛跑世界纪录百米赛跑世界纪录钟摆的周期钟摆的周期市电的周期市电的周期超快速摄影曝光时间超快速摄影曝光时间 子子的寿命的寿命 介介子子的寿命的寿命10-1110-1210-1310-1410-1510-1610-1710-1810-1910-2010-2110-2210-2310-2410-25 子的寿命子的寿命共振态共振态的寿命的寿命 0介介

11、子子的寿命的寿命 0超超子子的寿命的寿命Z0粒粒子子的寿命的寿命s10s102518共计跨越了共计跨越了43个数量级个数量级18:19:12121.1.3 1.1.3 长度长度( (length)的计量的计量 空间中两点间的距离空间中两点间的距离1. 1. 空间反映物质运动的广空间反映物质运动的广延性。延性。2. 2. 在三维空间里的位置可在三维空间里的位置可由三个相互独立的坐标确由三个相互独立的坐标确定。定。3. 3. 米米( (meter)的标准的标准 19831983年年1010月第十七届国月第十七届国际计量大会通过际计量大会通过: : 米是光米是光在真空中在真空中1 / 299 792

12、 458秒的时间间隔内运行路程秒的时间间隔内运行路程( (distance) )的长度。的长度。18:19:1218:19:12131-2 质点运动的矢量描述质点运动的矢量描述2、一个实际物体是否、一个实际物体是否 可以看成一质点，要根据讨论可以看成一质点，要根据讨论 的问题而定。的问题而定。1.2.1、质点（、质点（particle)：具有一定质量，而其大小和具有一定质量，而其大小和 形状可以被忽略的物体。形状可以被忽略的物体。1、质点是一个、质点是一个理想化理想化的概念。可用一点代表整个物的概念。可用一点代表整个物 体的运动。体的运动。理想化的模型还有：点电荷、理想气体等。理想化的模型还有

13、：点电荷、理想气体等。例如：研究地球的公转时可把它看成质点；而例如：研究地球的公转时可把它看成质点；而研究地球的自转时就不能把它看成质点。研究地球的自转时就不能把它看成质点。18:19:12141.2.2、位矢、位矢 运动方程和轨迹方程运动方程和轨迹方程1、 位置矢量位置矢量:由原点指向质点所在位置的有向线段由原点指向质点所在位置的有向线段,简称简称位矢位矢。t 时刻，质点时刻，质点P的位置矢量用的位置矢量用 来表示。来表示。)(trr*Pxyzxzyokzj yi xr式中式中 、 、 分别为分别为x、y、z 方向的单位矢量。方向的单位矢量。ijkijk直角坐标系中直角坐标系中18:19:1

14、215xcosrycosrzcosr 222rrrxyz的的大大小小 ：方向方向 ：表示表示P相对相对O的距离。的距离。表示表示P相对相对O的方位。的方位。1coscoscos22218:19:1216 rr tx t iy t jz t k( )( )( )xx tyy tzz t ( )( )( )2、运动方程：运动方程：质点运动时，质点运动时，位置矢量位置矢量 随时间随时间t变化变化的关系式称为质点的运动方程的关系式称为质点的运动方程，运动方程可写成：，运动方程可写成：r或或3、轨道方程：轨道方程：由运动学方程消去由运动学方程消去t得到的得到的x，y，z之之间的关系式，称为轨道方程。间的

15、关系式，称为轨道方程。轨道即空间路径。轨道即空间路径。18:19:13170rxPy42Q-2O轨迹图：轨迹图：解：解：(1) 先写参数方程先写参数方程例例1. 已知质点的运动方程已知质点的运动方程222rtitj SI ()() 消去消去 t 得：得：轨道方程轨道方程2r求：求： (1) 质点的轨迹；质点的轨迹； (2) t = 0 及及t = 2s 时，质点的位置矢量。时，质点的位置矢量。xt 2 ，22yt 224xy 200r18:19:1318位置矢量的大小和方向位置矢量的大小和方向222424 47rrmrr.m 0022()()()，m20jrm242jir则则(2) 位置矢量位

16、置矢量0t20yx2t24yx0r与与x轴的夹角轴的夹角2r与与x轴的夹角轴的夹角9002arctan0232642arctan218:19:13191 位移位移xyoBBrArArArBBrArxyoBxAxABxx ByAyAByy rrrABABrrr1.2.3 速度速度 加速度加速度18:19:1320 经过时间间隔经过时间间隔 后后, 质点位置矢量发生变化，质点位置矢量发生变化，由始点由始点 A 指向终点指向终点 B 的有向线段的有向线段 称为点称为点 A 到到 B 的的位移矢量位移矢量 。 位移矢量也简称位移。位移矢量也简称位移。trAB222zyxr*位移的大小位移的大小为为ArBBrArxyoBxAxABxx ByAyAByy jyixrAAAjyixrBBBjyyixxrABAB)()(ABrrr所以位移所以位移 若质点在若质点在三维三维空间中运动，空间中运动，则在直角坐标系则在直角坐标系 中其位中其位移为移为OxyzkzzjyyixxrABABAB)()()(又又即为由起点指向终点的有向线段的长度即为由起点指向终点的有向线段的长度222BABABArxxyyzz (