北京科技大学大学物理全套ppt课件

3、物理学满足人类所深刻认识到的最根本的程 度上了解自然界的需要。 卢瑟福 a粒子散射实验(1909) --- 核能利用(40年代以后) 爱因斯坦受激辐射理论(1917) --- 第一台激光器(1960)
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量子力学、 费米狄拉克统计、
固体能带理论(20年代)（微结构物理） --- 晶体管诞生(1947)、 集成电路(1962) 大规模集成电路(70年代后期)
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四、物理学的适用范围
低速宏观: 高速宏观: 低速微观: 经典物理学 相对论物理学 量子物理学 相对论量子物理学
高速微观:
注: 低速既远远小于光速;
高速既接近光速。
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五、物理学与科学技术的发展
1、物理学为其他学科创立技术和原理；
2、重大新技术领域的创立总是经历长期的物理 酝酿；如 微电子技术的发展。
（2）物体本身线度和它活动范围相比小得很 多时可视为质点。 （此时物体的变形及转动显得并不重要）
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物体平动时可视为质点
任一点的运动都可以代表物体的运动
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研究地球公转
rES 1.510 4 2 . 4 10 1 3 RE 6.410
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E
S
物体转动时，当自身线度 与其活动范围相比小得很多时 可视为质点。 研究地球自转
引力作用、电磁作用、强作用、弱作用。
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三、物理学的阶段划分
1543年以前，以亚里士多德为代表的物理 第一代： 学（如地心说，力是维持速度的原因等）。
经 典
第二代： 1543年～1900年以牛顿为代表的物理学。
第三代： 1900年～ 1928年以爱因斯坦的相对 论和薛定谔 、海森堡等的量子论为代表 近 的近代物理学。 代 第四代： 1928年至今的现代物理学如激光 、 超导 、混沌等。
六、如何学好物理学？
不能仅仅掌握一些知识定律和公式更不要把注意
力只集中在解题上,而应在学习过程中努力使自
己逐步对物理学的内容、方法、工作语言、概念
和物理图象,以及其历史、现状和前沿等方面,从
整体上有个全面的了解。 关键:勤于思考 悟物穷理
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给开始学习大学物理学的同学们：
“科学是一种方法。它教导我们：一些事物是 怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到 了什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服 从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区 别真伪和表面现象”。 ——R.P费曼
速率范围 0 -3x108 m/s(光速)
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二、物理学的研究对象
1、研究物质的两种形态: 实物和场 实物包括微观粒子和宏观物体，它的范围是从基 本粒子的亚核世界到整个宇宙。
场包括电磁场、引力场、各种介子场等。
2、研究物质最基本最普遍的运动形式 物质的运动具有粒子和波动两种图象 3、研究物质的相互作用 物质间有四种相互作用:
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《大学物理学》（力学） 第一章
质点运动学
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第一章 质点运动学
§1.1 质点运动的描述 §1.2 质点的位矢、位移、速度、加速度 §1.3 圆周运动和一般曲线运动 §1.4 相对运动 伽里略相对性原理
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§1.1 质点运动的描述 一、建立理想模型 对实际研究对象进行简化 （主要、次要因素）
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物理学绪论
物理学是探讨物质结构和运动基本规律的学科,是 自然科学的基础之一。 一、物理学的研究范围： 宇观、 宏观 、微观 空间尺度(相差1045－1046)
1026 m(约150亿光年)(宇宙)－10－20 m(夸克)
时间尺度(相差1045)
1018s 150亿年(宇宙年龄)-10-27s(硬 射线周期)
S E
如研究对象是地球
A、公转
B、自转
地球形状不可忽略
主要因素：太阳的引力
而其他天体的作用力和 形状均可忽略
这两种情况应作不同的简化
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二、质点模型与刚体模型 1、质点 物体的形状可忽略，物体可看作有质量的点。 将物体简化为质点的两种情况： （1） 物体平动时可视为质点，物体上任一点 的运动都可以代表所有点的运动。
§1.2 质点的位矢、位移、速度、加速度
r t 一、位矢（位置矢量） r 0
描述质点某时刻在空间的位置
r t x t i y t j z t k 0 0 0 0
直角坐标 (x, y, z) 、自然坐标 (n, t)、球坐标 (R,, ) 极坐标(, ) 、柱坐标(R, , z )等
z y x o x z

R
z
o

y
R o

参考方向
参照系与坐标系的区别： 对物体运动的描写决定于参照系而不是坐 标系。参照系选定后，选用不同的坐标系对运 21 动的描写是相同的。
“我从不迷信权威，但命运捉弄了我——我自己变 成了权威”
——A.爱因斯坦
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以上是两位著名物理学家的话，老师希望 它们能成为同学们学习物理的座右铭。学习 课程除了掌握基本知识外，更重要的是学习 一种科学的思维方法。 正如一个古老的故事所讲的那样，学生从 老师那里得到的，应该是一个点石成金的法 则，而不是一堆金子。
地面系 o 日心系 X Y
地心系
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运动描述的相对性： 例如 匀速运动车厢内某人竖直下抛一小球， 观察小球的运动状态。 车厢内的人：竖直下落 地面上的人：抛物运动
孰是孰非？
对于同一种运动，由于参照系选择的 不同而有不同的描写。
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2、坐标系 为了定量地确定质点在空间的位置而固定 在参照系上的一个计算系统。
（1） 模型的建立
地球
公转
自转
质点模型 刚体模型
质点模型的数学描述
r
6
E
10m ds 10m d E
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S
r 10m
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d d r s, E
一个质点一个质点地解决 分割为无限多个质量元
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（2考系和坐标系 1、参考系 为了描述一个物体的运动，必须选择 另一个物体作为参考，被选作参考的物体 称为参考系。 Z
R
地球上各点的速度相差很大， 其自身的大小和形状不能忽略， 所以，地球不能作为质点处理。
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2、 刚体 物体的形变可忽略，即，在运动过程中， 刚体上任两点间距离不变。 刚体由质点组成。
刚体
3、质点系
多个质点组成的系统 特殊的质点系 质点 刚体
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（离散型、连续型）
一般物体均可看作质点系
讨论