第一讲物理学的概念范畴
初中物理范畴总结归纳
初中物理范畴总结归纳物理是自然科学的一门重要学科，通过研究物质、能量以及它们之间的相互作用，帮助我们认识和理解自然界的规律。
在初中阶段，学生接触到了一些基础的物理概念和原理，下面将对初中物理范畴进行总结归纳。
一、力学力学是物理学中的基础学科，研究物体的运动和相互作用的力。
主要包括以下几个方面：1. 运动学运动学研究物体的运动规律，描述物体的位移、速度和加速度等。
常用的运动学公式有位移公式、速度公式和加速度公式。
2. 力学定律力学定律是研究物体运动的基本规律，其中最重要的是牛顿三定律。
第一定律是惯性定律，描述了物体的惯性特性；第二定律是动力学定律，描述了物体的受力和加速度之间的关系；第三定律是作用与反作用定律，描述了物体之间相互作用的力的特性。
3. 机械能和能量守恒根据能量守恒定律，机械能是指物体的动能和势能之和。
当物体只受重力做功时，机械能保持恒定；而当物体受到其他非保守力做功时，机械能会发生改变。
4. 科学实验物理实验是培养学生科学精神和实践能力的重要方式之一。
通过实验，学生可以观察和测量物理现象，验证和探索物理规律。
二、光学光学研究光的本质、性质和光与物质之间的相互作用。
主要包括以下几个方面：1. 光的传播光的传播方式有直线传播和反射、折射、漫反射等。
光的传播遵循光的直线传播定律和光的反射、折射定律。
2. 光的成像根据几何光学原理，光线通过凸透镜和凹透镜时会发生折射，形成实像或虚像。
成像公式可以帮助我们计算物体和像的位置关系。
3. 光的色散光的色散是指光在经过折射介质时发生频率分离，形成不同颜色的现象。
常见的色散现象有彩虹和光的折射等。
4. 光的干涉和衍射光的干涉是指两束或多束光相互叠加、干涉产生的现象，包括等厚干涉和薄膜干涉。
光的衍射是指光通过小孔或通过物体边缘时发生绕射的现象。
三、热学热学研究热量的传递、能量转化和物体的热性质。
主要包括以下几个方面：1. 温度和热量温度是描述物体冷热程度的物理量，热量是物体之间传递的能量。
第一讲--物理学的概念范畴
2024/7/17
13
⑸大学物理学概念体系的尝试2——“粒子与波”的角度
第三篇 振动与波
第9章 振动——机械振动与电磁振荡 第10章 波动——机械波与电磁波 第11章 光的波动性（干涉、衍射和偏振）
第四篇 物质的波粒二象性
第12章 光的二象性 第13章 物质波——量子力学基础 第14章 原子及原子核物理学
(r , t)
Ae i
(
pr
Et
)
●将该波函数对时间求导，得
t
i
E (1)
●将波函数求空间x的偏导数，得
2 Apx2 e i ( pxx py y pz zEt ) px2
x2
2
2
同理可得
2 y 2
p
2 y
2
2 z 2
p
2 z
2
三式相加得
2 x2
2 y 2
2 z 2
2
p2
2
(2)
超统一理论，超对称理论 实物粒子场与 相互作用场
两种量子场的统一 5
⑷实物与场的描述：量子场论关于场和实物粒子的特性
① 一切微观粒子(实物粒子和媒介粒子 )都对应其量子场(实物 粒子场和媒介粒子场)
② 实物粒子场(电子场……)—— 没有经典场概念与其对应量; ③ 相互作用场(电磁场、引力场……)——有经典场概念与其对
大学物理专题讲座
第一讲 物理学的基本概念范畴
2024/7/17
1
第一讲 物理学的基本概念范畴
一、物理学的概念范畴
物质存在的基本形态：实物与场（粒子与场）
1、总范畴
物质的根本属性：运动的绝对性、运动描述的相对性、
各种低级运动形式的特殊性
物理学基本定义
物理学基本定义物理学是自然科学的一个重要分支，研究的是物质、能量、空间和时间之间的相互关系及其规律。
物理学通过实验观测和理论推导，探索宇宙的奥秘，揭示了许多自然现象背后隐藏的规律和原理。
物理学的起源与发展物理学作为一门研究自然界的学科，有着悠久的历史。
古希腊哲学家首先提出了有关物质构成和宇宙万物之源的猜想。
随着科学技术的发展，物理学逐渐从哲学思辨转变为实验观察和数学推理相结合的精密学科。
到了近代，伽利略、牛顿等科学家的贡献使得物理学得到了空前的发展。
经典力学、光学、热力学等领域的建立，为后续现代物理学的发展奠定了基础。
而随着相对论理论和量子力学的建立，物理学在20世纪迎来了一场革命，至今依然处于不断发展壮大的过程之中。
物理学的基本概念物理学所研究的对象包括物质和能量。
物质在空间中具有质量和体积，能量则是物体所具有的做功的能力。
物体在空间中的运动和相互作用是物理学的核心内容之一。
力是物理学中重要的概念之一，描述了物体之间的相互作用。
牛顿三定律是力的基本原理，阐明了物体运动的规律。
一切物理现象都可以归结为力的作用和反作用。
在空间与时间的研究中，物理学采用了坐标系和数学方法描述物体在空间中的位置和运动。
通过数学模型和方程式，物理学家可以预测物体的运动轨迹和未来状态。
物理学的分支与应用物理学作为一门综合性科学，包含了多个学科领域。
其中，经典力学、热力学、电磁学、光学、相对论理论、量子力学等是物理学的重要分支。
不同的分支研究不同范畴内的自然现象，扩展了物理学的知识边界。
物理学的应用领域广泛，包括工程技术、医学、天文学等。
在工程技术领域，物理学为机械制造、光电信息等技术提供了理论支撑；在医学领域，物理学为医学成像、激光治疗等技术的发展提供了基础；在天文学领域，物理学帮助我们理解宇宙的形成和演化，探索宇宙中的奥秘。
结语物理学作为一门深奥而又丰富多彩的学科，引领着人类不断探索自然界的未知领域。
通过对物质、能量、空间和时间的研究，物理学不断推动科学技术的发展和人类文明的进步。
东北大学 物理系理论力学第一讲
参考书：
梁昆淼. 《力学》(上册) 第四版, 高等教育出版社, 2009 梁昆淼. 《力学》(下册) 第四版, 高等教育出版社, 2010 郎道, 栗弗席兹.《力学》 马尔契夫.《理论力学》
一、平时成绩（30%）
考勤：课堂随机抽查（10%） 作业：5次（20%）
二、期末考试（闭卷）（70%）
1.1 运动的描述方法 1.2 速度、加速度的分量表达式 1.3 平动参考系 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9
a
c
2 r r
2
b r 2bcr b
2
2r r
2 2
2
2 2
2
c2 r
三、自然坐标系
i ：为沿轨道切线并指向轨道弧长 增加的方向上的单位矢量 j ：为沿轨道法线并指向曲线凹 侧 的单位矢量 θ：为轨道前进的切线方向和 x轴：参照系确定后，在参照系上选择适宜的坐标系， 便于用数学方式描述质点在空间的相对位置。
z
P x, y , z
Pr ,
r
k
z
y y
平面
x
O
r
极轴
O
i
j
x
直角坐标系
图 1.1.1
柱面坐标系
y
平面极坐标系
i
图1.1.2
平面
Q j j
d
r
ds
i
P
C O
r2 r 1
O
j i di j d d i j
P
i
di i i, di i, di 1 d ,
C
x
高一上册物理第一章知识点
高一上册物理第一章知识点物理是一门研究自然界中各种物质的性质和相互关系的科学，是科学中的一支重要分支。
高中物理作为一门具有一定深度和广度的学科，为我们打开了一扇了解世界本质的窗户。
在高一上册的物理学习中，第一章主要介绍了物理学的基本概念和物理量、单位的运用。
一、物理学的基本概念物理学是研究物质及其运动、相互作用及其规律的一门自然科学。
物理学的核心理论是运动学、力学、热学、电学、光学和原子物理学。
物理学的研究对象包括宏观和微观两个方面。
宏观物理学研究大尺度的物体和运动，微观物理学则关注微观粒子的性质和运动规律。
二、物理量与单位物理量是用来描述物体或现象的特征的，如长度、质量、时间、速度等。
物理量的表达一般用字母表示，并且通常使用斜体。
单位是用来表达物理量大小的标准，物理量与单位的乘积称为物理量的数值。
国际单位制（SI）是国际通用的单位制，便于各国进行科学研究和交流。
常用的物理量包括长度（米，m）、质量（千克，kg）、时间（秒，s）、速度（米/秒，m/s）等。
三、物理量间的关系物理学中，有些物理量可以通过其他物理量进行计算或定义，它们之间存在着一定的关系，这些关系可以通过公式进行表示。
例如，位移是用来描述物体运动位置变化的，可以通过运动速度和时间来计算，公式为位移=速度 ×时间。
在求解物理问题时，我们可以根据已知物理量之间的关系，运用合适的公式进行计算，从而得到所求的未知物理量。
四、物理量的性质物理量的性质包括标量和矢量两种。
标量是指只有大小没有方向的物理量，如长度、质量、时间等。
标量之间可以进行简单的加减乘除运算。
矢量是指既有大小又有方向的物理量，如速度、加速度、力等。
矢量之间的加减运算需要考虑方向和大小。
五、典型物理量的定义和计算速度是描述物体在单位时间内所经过的位移，并具有方向。
速度的计算公式为速度=位移/时间。
加速度是物体单位时间内速度改变的大小，计算公式为加速度=（末速度-初速度）/时间。
物理第一课
【】对于刚学物理的同学可以讲讲什么是物理，讲点物理小故事，例如：关于惯性的，说公交车司机突然一个急刹车，车内乘客立刻向前倒去，一男子踩了一下前边女子的脚，女子回头甩了一句“德行”，男子回答说：“是惯性，不是德行”。
顿时大家哈哈大笑，教室里气氛活跃了很多，大家对物理老师的印象也好多了。
再如关于平面镜成像的水面成影的故事。
说一愚人背着一袋面粉，走到一湖边突然感到饿了，由于身上背着面粉，可以和水吃，于是抓了把面粉放在了湖里，可是湖里还是水，面粉不见了，于是他觉得可能是面粉少，又放了一把，还是没有，接着一把一把直至一袋面粉都放湖里了，扔不见面粉，该人怒了，心想我的面粉哪去了，走近湖边往湖里一看，看到了自己的像，恍然大悟道：“我说面粉哪去了，原来都是你吃了啊！”【】有个老师开学第一课这样开场，她一进来，就带着一副眼镜，是棕色的，她说的第一句话是，我不近视。
但是我为什么带着眼镜呢，是因为我不会带有色眼镜看你们，你们以前怎么样我不管但是今天，你们来到这里，就是我的学生，我会重新对待你们，我这个人不相信别人说的。
我只相信自己听到的。
你们在我面前就是一张白纸希望你们好好填写这张白纸。
【】人们常说，良好的开端等于成功的一半。
这里蕴含着深刻的哲理。
物理对初二学生来说是一门新课，学生对物理课自然有一种新鲜感。
“物理是什么？物理有趣吗？物理有用吗？物理难学吗？怎么学好物理？······” 带着这些疑问和强烈的好奇心，学生们对第一节物理课充满了期待和向往，而这些问题也正好是初中物理课本第一课要解决的问题。
因此教师要认真上好起始教学的第一课，使之有良好的开端，这对于激发学生学习物理的浓厚兴趣，削除学习物理的畏惧心理，建立良好的心理环境，掌握正确的学习方法，无疑起着重要的启蒙作用。
那么，我们应该怎样上好这一课呢？一、认真备课，不打无准备之仗备好课是上好课的前提，是提高教学质量的根本保障。
物理高一第一讲知识点归纳总结
物理高一第一讲知识点归纳总结物理是一门研究物质和能量以及它们之间相互关系的自然科学。
在高中物理的学习过程中，我们需要掌握一系列的基础知识点，这些知识点将为我们建立起物理学的基础。
本文将对高一第一讲的物理知识点进行归纳总结，帮助同学们更好地理解和掌握这些内容。
1. 运动与力1.1 运动的描述物体的运动可以通过位置和时间的函数关系进行描述。
常见的描述方式有位移、速度和加速度。
1.2 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，指出物体在没有外力作用时将保持静止或匀速直线运动的状态。
1.3 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了物体受力和加速度之间的关系。
公式为F=ma，其中F表示物体所受的力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。
1.4 牛顿第三定律牛顿第三定律指出：相互作用的两个物体之间，彼此的作用力大小相等、方向相反，且作用在两个物体上。
2. 动量与动量守恒定律2.1 动量的概念动量是物体的运动状态的量度，是质量和速度的乘积。
动量的单位是千克·米/秒。
2.2 动量守恒定律在一个封闭系统中，当没有外力作用时，系统的总动量保持不变。
即物体的动量在碰撞或相互作用过程中守恒。
2.3 弹性碰撞与非弹性碰撞弹性碰撞指的是碰撞前后物体的总动能保持不变的碰撞，而非弹性碰撞则是指碰撞过程中物体的总动能发生了改变的碰撞。
3. 力的合成与分解3.1 力的合成多个力作用在同一物体上时，可以通过合成这些力获得一个与它们等效的合力。
3.2 力的分解如果一个力可以分解成多个分力，那么这些分力的合力将等于原来的力。
4. 引力与重力4.1 引力的概念引力是两个物体之间相互作用的力。
根据万有引力定律，两个物体之间的引力与物体质量成正比，与它们之间距离的平方成反比。
4.2 重力的概念重力是地球对物体的吸引力。
根据万有引力定律，物体在地球表面上的重力大小与它的质量成正比。
5. 静电与电场5.1 电荷与电荷之间的相互作用电荷是物体所带的电性质，同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
(word完整版)高一物理讲义(人教版)必修一
第一章运动的描述第一讲 1.1 质点，参考系，坐标系知识目标：1，理解质点的概念及物体简化为质点的条件。
2，知道参考系的概念及与运动的关系。
3，能正确分析和建立坐标系。
想一想：万米赛跑运动员可以看做一个点吗？研究篮球运动员的技术动作时，可以把运动员看做一个点吗？一、质点在研究某些物体的运动过程中，可以不考虑物体的大小和形状，突出物体具有质量这一要素，把物体简化为一个有质量的点，称为质点。
于是，对实际物体运动的描述就转化为质点运动的描述。
质点的定义：用来代替物体的有质量的点叫质点。
（2）将物体看成质点的条件：物体的_______、_______对所研究的问题的影响可以忽略不计时，可以把物体视为质点。
（3）质点的物理意义①质点是一种理想化的物体模型，不是实际存在的物体。
②质点是实际物体的一种近似反映，是为了研究问题的方便而进行的科学抽象。
③建立质点概念时抓住了主要因素，忽略次要因素，突出事物的主要特征，使所研究的复杂问题得到简化。
④一个物体能否看成质点由问题的性质所决定。
⑤尽管质点不是实际存在的点，但研究的质点得到的结论可应用于实际问题。
例1，( )下面那些可以看做质点？A研究火车过桥的时间 B研究火车从重庆到北京的时间C 研究火车车轮上某点的运动情况D 研究地球公转E 研究地球自转例2，下面关于质点的说法正确的是（）A 质点一定是很小的物体B 质点是实际存在的有质量的点C 质点是研究物体运动时的一种理想模型D 质点就是物体的重心二、参考系运动的绝对性要描述一个物体的运动，首先要选定某个其他物体做参考，观察物体相对于这个“其他物体”的位置是否随时间变化，以及怎样变化。
这样用来做参考的物体称为参考系。
1，定义：在描述一个物体运动时，选来作为标准的假定不动的另一个物体叫参考系。
2，对参考系的理解：①标准性：用来选作参考系的物体都是假定不动的，被研究的物体是运动还是静止，都是相对于参考系而言的。
②任意性：参考系的选择具有任意性，但以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
⑷实物与场的描述：量子场论关于场和实物粒子的特性
① 一切微观粒子(实物粒子和媒介粒子 )都对应其量子场(实物 粒子场和媒介粒子场) ② 实物粒子场(电子场……)—— 没有经典场概念与其对应量; ③ 相互作用场(电磁场、引力场……)——有经典场概念与其对 应量，是相互量子场的极限； ④ 任何量子场都是真实的物理波场，可以用波动方程描述场的运 动规律；用算符及其对易关系进行描述其粒子性运动规律 ⑤ 量子场的基态：“真空态”，彻底否定了脱离物质的绝对时空观； 实物粒子场 引力场
④场与实物并无定性区别—— 质能守恒:
描述场运动规律的理论：成熟的电动力学、不完全成熟的量子场论！ 量子力学的不足
①主要侧重于实物粒子的波粒二象性，甚至没有把光当作粒子处理； ②在粒子的基础上谈其波动性——概率波——波、粒二象性地位不平等；
③实物粒子的波动性——概率波——不是真正物理波场； ④不能描述粒子的产生与消失——微观粒子的转化；
三、大学物理学基本概念范畴的简单讨论
1、实物与场 物质的定义：客观实在性……——无论实物还是场…… ⑴ 关于实物 实物的 （到目前） 十种形态
日常条件 固、液、气、非晶态、液晶态 超高温 等离子态：恒星内部… 超高压 超固态：恒星后期的“白矮星”，原子被压碎 中子态：恒星后期的“中子星” ，原子核被压碎 黑洞…… 超低温 超导态：比如，水银的温度将到4.173K，即 — 269℃时… 超流态：比如，液态氦的温度将到2. 17K， 出现超流动态…
比如，力学：力、质量、惯性、碰撞、参照系…
比如，热学：温度、内能、理想气体、熵、…
比如，电磁学：电场强度、电势差、位移电流、涡旋电场…
比如，光学：光线、点光源、干涉、衍射、偏振、双折射…
比如，原子物理学：原子核、能级、磁矩、量子数、放射性… ★物质的结构以及各种低级的运动形式！ 二、物理学的研究对象 2018/11/8 2
第二篇
第5章 第6章 第7章 第8章 附录
电磁场——场
电荷与电场 电流与磁场 电磁感应 麦克斯韦方程组与电磁辐射 高速运动的电荷与电场的磁场统一性
2018/11/8
7
2、粒子与波
实物粒子
质子、中子、 轻子（电子、中微子） 夸克… 引力子？（传递引力作用） 光子（传递电磁作用）
微观粒子 ⑴ 两类粒子 （正、反粒子）
2 y 1 2 y 2 2 2 x u t
←波动方程
物理学的典型方程之 一；麦克斯韦据此推 断出光的电磁说
9
●概率波（波粒二象性）的薛定谔方程
★自由粒子的波函数——平面波
●平面波
y A cos(t k r ) A cos(
●介质波（机械波）波动方程
2 y 2 ★设原点的扰动函数—简谐振动 F ky 2 y 0 y A cos t t
x ★平面简谐波的波函数 y A cos (t ) u
y A cos(t k r )
y x A sin (t ) t u
量子几何动力学 (引力场、实物粒子场)
相互作用场 弱相互作用
量子味动力学 (电磁场、电子场)
电磁相互作用
量子电动力学 (电磁场、电子场)
强相互作用
量子色动力学 (胶子场、夸克场)
统一场论 （引力场与电磁场的统一） 2018/11/8
大统一理论 四种相互作用
超统一理论，超对称理论 实物粒子场与 相互作用场 两种量子场的统一 5
媒介粒子
⑵ 两类波
希格斯玻色子 W玻色子（传递弱作用） 胶子（传递强作用） 介质波 机械波：声波、水波…
概率波 波粒二象性 ：光波、物质波（德布罗意波）…
●介质波：需要介质（媒质），介质粒子的振动——能量的 传播，介质粒子没有迁移……是一种经典的机械波； ●概率波：无需介质（媒质），波动场粒子可以脱离波源独立 的传播——能量的传播；波强弱并非是波动场粒子的真实行 为，只是波动场粒子的可能出现的时空几率……是一种不完 2018/11/8 8 备的量子观点、波粒二象性的描述；
2018/11/8 4
⑶实物与场的统一：量子场论关于物质存在形式的观点： ①场是物质存在更基本的形态:
场处于基态时——无能量、信号释放——所谓“真空”； 实物粒子——是场量子的激发态； ②两种场: 实物粒子场—— 场量子是实物粒子：电子场、中子场…… 相互作用场—— 场量子是媒介粒子：引力场、电磁场…… ③真空是各种量子场的基态——零点振动和虚粒子…… ④实物粒子之间的相互作用表现为场之间的相互作用； 实物粒子场 引力相互作用
描述实物 运动规律 2018/11/8 的理论：
成熟的经典力学、热力学、电动力学、光学、 不完备的原子物理学； 不完全成熟的量子力学、不成熟现代宇宙学；
3
⑵ 关于场
①传递实物间相互作用的一种形态；
②场是物质存在的基本形态；
目前对场 的认识
③场
E m c2
●对波函数求时间t 的偏导数，得
2 y x 2 A cos (t ) 2 t u y x A sin (t )
x u u
●对波函数求传播空间x 的偏导数，得
2 y 2 x 2 A cos (t ) 2 x u u
●综合，得
2018/11/8
引力场方程
狄拉克方程 电磁场
麦克斯韦方程组
弱相互作用场
普罗卡方程
强相互作用场
量子色动力学
2018/11/8
相对论粒子方程
6
⑸大学物理学概念体系的尝试1——“实物与场”的角度
第一篇 宏观力学——质点与刚体
第1章 第2章 第3章 第4章 低速范围的宏观力学——牛顿力学 高速范围的宏观力学——狭义相对论 万有引力场与天体力学 广义相对论与宇宙学基础
大学物理专题讲座
第一讲 物理学的基本概念范畴
主讲人
2018/11/8
冯杰
1
第一讲 物理学的基本概念范畴 一、物理学的概念范畴
1、总范畴 物质存在的基本形态：实物与场（粒子与场） 物质的根本属性：运动的绝对性、运动描述的相对性、
各种低级运动形式的特殊性
物质存在的基本形式：时间和空间←广延性 2、具体学科的范畴——构成概念体系 ★什么是概念 ★基本概念 ★导出概念