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1、1办公室：办公室：办公室：办公室：实训实训实训实训C C C C401401401401电电电电 话：话：话：话：31975746319757463197574631975746E-mail:E-mail:E-mail:E-mail:主讲人主讲人：孟广伊孟广伊Shenyang Institute of Engineering（）大学物理大学物理一、物理学的分支学科一、物理学的分支学科经典物理学经典物理学近代物理学近代物理学光学光学光学光学力学力学力学力学电磁学电磁学电磁学电磁学广义相对论广义相对论广义相对论广义相对论热学热学热学热学量子力学量子力学量子力学量子力学物物理理学学二、物理学与科学技
2、术的关系三、工科学生必须学好物理课 PhysicsChemistry 化学化学Biology生物学生物学Computer计算机科学计算机科学Mechanics 机械学机械学Medicine 医学医学 物理的科学知识和研究方法已经渗透到了其它学科物理的科学知识和研究方法已经渗透到了其它学科和工程技术的各个领域。和工程技术的各个领域。物理学在科学技术发展中的作用物理学在科学技术发展中的作用物理学与三次技术革命物理学与三次技术革命 物物物物理理理理学学学学中中中中的的的的每每每每一一一一个个个个重重重重大大大大发发发发现现现现，都都都都会会会会导导导导致致致致生生生生产技术上的许多重大突破。产技术上
3、的许多重大突破。产技术上的许多重大突破。产技术上的许多重大突破。第一次技术革命第一次技术革命：17、18世纪世纪,蒸汽机的发明与广泛应用蒸汽机的发明与广泛应用第二次技术革命第二次技术革命：19世纪世纪,电的发明与应用电的发明与应用第三次技术革命：第三次技术革命：20世纪，计算机、电视、人造卫星世纪，计算机、电视、人造卫星 等高新技术产品的出现等高新技术产品的出现21世纪物理十大前沿课题广义相对论与宇宙论、粒子理论、高维时空理论、纳米理论、量子信息、量子场论、量子力学、电动力学、统计物理学、混沌。四、学习四、学习“大学物理大学物理”的目的和要求的目的和要求掌握物理学的基本概念、基本定律、分析掌握
4、物理学的基本概念、基本定律、分析方法和实验技能方法和实验技能六、参考书六、参考书 大学物理学大学物理学力学、电磁学分册；力学、电磁学分册；张三慧张三慧 主编主编 清华大学出版社清华大学出版社、多种坐标系的引入与矢量运算、多种坐标系的引入与矢量运算、微积分等数学工具的引入；、微积分等数学工具的引入；、物理概念更加严密、全面、系统化、物理概念更加严密、全面、系统化五、大学物理五、大学物理与中学与中学物理的区别物理的区别m运动学运动学(kinematics)m动力学动力学(dynamics)m静力学静力学(statics)只只描描述述物物体体的的运运动动，不不涉涉及及引引起起运运动动和和改变运动的原
5、因。改变运动的原因。研究运动与相互作用之间的关系。研究运动与相互作用之间的关系。研究物体在相互作用下的平衡问题。研究物体在相互作用下的平衡问题。牛顿力学只涉及弱引力场中物体的低速运动牛顿力学只涉及弱引力场中物体的低速运动 是整个物理学的基础是整个物理学的基础 广泛应用于工程技术广泛应用于工程技术力力学学经典力学经典力学研究机械运动，着重讨论以下三个问题研究机械运动，着重讨论以下三个问题：1.如何描述物体的运动状态如何描述物体的运动状态（运动学）（运动学）位置矢量位置矢量速度矢量速度矢量注意：运动的矢量性、迭加性、瞬时性、相对性。注意：运动的矢量性、迭加性、瞬时性、相对性。2.研究物体运动状态变
6、化的原因研究物体运动状态变化的原因 （动力学）（动力学）3.了解如何在给定条件下建立和解出物体的运动方程了解如何在给定条件下建立和解出物体的运动方程描述物体运动状态的物理量描述物体运动状态的物理量第一章第一章 质点运动学质点运动学Kinematics of particles1-1 质点运动的描述质点运动的描述1-3 圆周运动圆周运动第一章第一章 质点运动学质点运动学第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述一一 参考系参考系 质点质点 为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系.1 1
7、参考系参考系 如果我如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作一个具有质量的动和形变，我们就可以把物体当作一个具有质量的点（即点（即质点质点）来处理）来处理 .2 2 质点质点 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的同，这就是运动描述的相对性相对性.坐标系：参考系的数学抽象坐标系：参考系的数学抽象.第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运
8、动的描述质点运动的描述 物体能否抽象为质点，视具体情况而定物体能否抽象为质点，视具体情况而定 质点是经过科学抽象而形成的质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模理想化的物理模型型.目的是为了突出研究对象的主要性质目的是为了突出研究对象的主要性质,暂不考暂不考虑一些次要的因素虑一些次要的因素.太阳太阳地球地球rR地地球球绕绕太太阳阳公公转转地地日间平均距离日间平均距离 r ：1.5 108 km地球半径地球半径 R ：6.37 103 km r可可视为视为质点质点第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述O二二 位置矢量位置矢量
9、 运动方程运动方程 位移位移1 位置矢量位置矢量*位矢位矢 的值为的值为 确定质点确定质点P某一时刻在某一时刻在坐标系里的位置的物理量称坐标系里的位置的物理量称位置矢量位置矢量,简称位矢简称位矢 .式中式中 、分别分别为为x、y、z 方向的单位矢量方向的单位矢量.第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述位矢位矢 的方向余弦的方向余弦PP2 运动方程运动方程分量式分量式从中消去参数从中消去参数 得轨迹方程得轨迹方程 O第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述
10、3 位移位移BABA 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,把把 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 的位移矢量的位移矢量,简称位移简称位移.O第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述 位移的大小为位移的大小为BA位移位移若质点在若质点在三维三维空间中运动空间中运动4 路程（路程（）质点实际运动轨迹的长度质点实际运动轨迹的长度.第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述
11、位移位移的物理的物理意义意义 1)确切反映物体在空间确切反映物体在空间位置的变化位置的变化,与路径无关，与路径无关，只决定于质点的始末位置只决定于质点的始末位置.2）反映反映了运动的矢量了运动的矢量性和叠加性性和叠加性.注意注意位矢长度的变化位矢长度的变化第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述位移与路程位移与路程 （2）一般情况一般情况,位移位移大小不等于路程大小不等于路程.（4）位移是矢量位移是矢量,路程是标量路程是标量.（3）什么情况什么情况？不不改变方向的直线运动改变方向的直线运动;当当 时时 .讨论讨论 （1）P1
12、、P2 两点间的路程两点间的路程 是是不唯一的不唯一的,可以是可以是 或或 而位移而位移 是唯一的是唯一的.第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述三三 速度速度 1 平均速度平均速度 在在 时间内时间内,质点从点质点从点A 运动到点运动到点 B,其位移为其位移为时间内时间内,质点的平均速度质点的平均速度平均速度平均速度 与与 同方向同方向.平均速度大小平均速度大小或或BA第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述2 瞬时速度瞬时速度 当质点做曲线运动时，质
13、点在某一点的速度方向当质点做曲线运动时，质点在某一点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向就是沿该点曲线的切线方向.当当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度，时平均速度的极限值叫做瞬时速度，简称速度简称速度当当 时，时，第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述瞬时速率：速度瞬时速率：速度 的大小称为速率的大小称为速率 若质点在若质点在三维三维空间中运动空间中运动,其速度为其速度为第一章第一章 质点运动学质点运动学物理学教程物理学教程（第二版）（第二版）1 1 质点运动的描述质点运动的描述平均速率平均速率BA瞬时速率瞬时速率讨论讨论 一运动质点在某瞬时位于矢径一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点的端点处，其速度大小为处，其速度大小为（A）（B）（B）（B）（C）（D）