大学物理绪论及运动学

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1、大学物理福建农林大学机电工程学院王苏潭wst1208@126.com0.1物理学的含义以实验为基础研究物质的结构及其相互作用及运动基本规律的学科空间尺度：粒子物理学10-15m时间尺度：微观粒子寿命10-24s→宇宙年龄1018s42个数量级0.1.1研究领域→天体物理学1026m41个数量级最小空间尺度：普朗克长度10-35m最小时间尺度：10-43s绪论0.1.2起源2600多年前的古希腊自然哲学。欧几里得；《光学》和《论镜》被认为是最早的光学专著《墨经》：记载了光学、力学、数学的发现，比如世界最早的小孔成像实

2、验、杠杆平衡研究等。伽利略(GalileoGalilei,1564—1642)伽利略的方法：一般观察→实验测试→理想实验→假设、演绎、推理→实验验证→科学真理亚里斯多德：《物理学》是世界上最早的物理学专著；阿基米德：物理的著作很多，他一生的发明有40多种伽利略20世纪物理学的两大支柱→相对论→量子力学牛顿(1642-1727)17世纪，牛顿建立经典力学；经典物理学1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》无绝对惯性系波粒两重性19世纪物理学之谜：爱因斯坦(1879-1955)18-19世纪，卡诺、焦耳、克劳修斯、麦克

3、斯韦、玻尔兹曼等建立热力学；克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼等建立气体动理论；库仑、奥斯特、法拉第、麦克斯韦等建立电磁学。力学、热学、电磁学合称经典物理学0.2物质及其相互作用相对强度作用距离作用时间存在于强110-1510-23核子间介子－核子电磁10-2长10-21荷电体弱10-13～10-1910-1810-18放射衰变引力10-38～10-39长长任何物体媒介粒子胶子光子中间玻色子引力子0.3．物理学与技术革命牛顿力学和热力学的发展电磁学的发展相对论和量子力学的发展→蒸汽机的广泛应用→电力广泛应用和无线电通讯的

4、实现→原子能,激光,半导体和计算机技术学习物理除了掌握基本知识外，更重要的是学习科学的思维方法。1．物理学是自然科学的基础。物理定律不但适用于物理，也适用于其他学科。04为什么要学物理2．物理学家在创立和发展物理学的过程中，创造了整套的科学方法值得我们借鉴。通过学习，将对我们观察力、想象力、创造力、抽象思维、逻辑推理能力的培养起到事半功倍的效果。物理是素质教育的载体。3．通过学习物理的，我们将学到科学家对未知事物不懈探索和实事求是的精神。05如何学好物理如何学好物理1）在中学物理基础上加深和提高，深入介绍各种物理规

5、律的来龙去脉、各种公式推导过程。培养科学的思维方式2）研究各种物理量为变量、瞬时量时的物理问题3）大量应用微积分、矢量等高等数学手段来研究物理量1）一定要弄清所学的物理概念，理解公式的适用条件、来龙去脉、推导过程，灵活运用，训练科学的思维过程。2)良好的学习习惯，课前预习、课后复习、提高自学能力大学物理与中学物理的差异3)及时独立完成作业,双向交流，作笔记，提高上课效率4)重视观察与实验作用，分析、解释生活中的物理现象。5)良好的高等数学基础：矢量与微积分0.6课堂讲授内容§1§2§3.1－3.4§4.1－4.7§

6、5.2－5.7§6.1—§6.5§7.1—§7.2§8.1、8.3、8.5、8.6、8.7§9.1－9.5、9.7§12.1－12.4§13.1－13.70.7参考书《物理学》（上、下）马文蔚主编（第5版）《普通物理学》（上、中、下）程守洙、江之永主编《大学物理学》（1、2、3、4、5）张三慧ZXYgabzxyr1矢量(矢径）矢量相等定义：长度相等，平行，指向相同常矢量：大小和方向都不变的矢量定长矢量：大小不变的矢量矢量(向量）及矢量基本运算矢量的方向用方向余弦表示：cosa=x/r,cosb=y/r,cosg=z

7、/r且cos2a+cos2b+cos2g=1单位矢量矢量的模（矢量的大小）:r==x2+y2+z2零矢量：=0方向任意2矢量加减1)矢量加法：2)矢量减法：OBDAA-B分配律：CBACBA·+·=+·A)(baba结合律（A·B）l=A·(Bl)矢量的标积坐标表示法B·A=AXBX+AYBY+AZBZi·i=j·j=k·k=1i·j=j·k=k·i=0ABBA·=·交换律：3矢量的标积（点积、内积）★标积的结果为标量★BAAcosqB⊥A则B·A=0为在方向的投影Acosq与的模的乘积4矢量的矢积（叉积、外积)方

8、向：由A到B(<180)右手螺旋法或右手法则大小：平行四边形面积B∥A,则A×B=0矢积的性质：ABqC它是一个⊥A,B所构成的平面的矢量★矢积的结果为矢量★矢量的矢积坐标法结合律（lA)×B=l(A×B)i×i=j×j=k×k=0i×j=k；j×k=i；k×i=j；j×i=-k；k×j=-i；i×k=-j5、矢性函数的导数(导矢)导矢dr/dt在几何上为矢