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1,大学物理学,主讲： 物理电子学院 荣 健,(),课程介绍,物理书都充满了复杂的数学公式。可是思想及理念，而非公式，才是每一物理理论的开端。 爱因斯坦 物理学的进化,2,3,方法实质: 简化、纯化，抓住主要矛盾， 摒弃次要因素。 重要意义： 人类认识世界的基本策略-科研的基本方法,物理学的基本框架,4,5,几点说明 成绩构成: 平时20分, 期中20分, 期末60分。 作业一次未交扣1分, 点名一次未到扣5分。 作业缺20%, 或旷课40%取消考试资格。 作业册(含答案): 每册6元, 以班为单位购买。 时间： 另行通知,6,教学重点,物理概念,实验定律,物理思想,矢量,微积分,7,预备知识 一、矢量的加法和减法,加法：,减法：,8,二、矢量的坐标表示,的模,9,力 学,(Mechanics),10,力学篇目录 第1章 质点运动学 第2章 牛顿运动定律 第3章 动量定理与动量守恒定律 第4章 角动量定理与角动量守恒定律 第5章 刚体的定轴转动 第6章 机械能守恒定律 第7章 狭义相对论,第1章 质点运动学,重点：,13,1.质点 物体的形状可忽略，物体可看作有质量的点。 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。,3.质点系 (一般物体均可看作质点系),质点 刚体,1.1 质点 刚体,14,1） 模型的建立 视具体问题 如地球,公转 自转,质点模型 刚体模型,15,2） 质点力学是基础,如 N个沙粒组成的物质系统 - 质点系,方法：一个沙粒一个沙粒地解决,如 连续体,方法： 切割无限多个质量元 一个质量元一个质量元地解决,1.2 参考系和坐标系,一. 运动是绝对的，对运动的描述是相对的。,只有事先选定一个作为参考的物体，才能具体描述物体如何运动 选定的参考物体不同，对同一物体运动的描述可能有不同的结果。,所有物体都处于运动、变化之中，绝对静止是不存在的。,2. 坐标系 为了定量的描述物体的运动，在选定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标,简称坐标系。 坐标系是固结于参考系上的一个数学抽象。,1. 参考系 为了描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体（观察者），叫参考系。 任何实物物体均可被选作参考系;场不能作为参考系。,二.参考系和坐标系,常见的坐标系： 直角坐标系， 极坐标系， 柱坐标系， 球坐标系， 自然坐标系， ,三.惯性系和非惯性系,非惯性系:牛顿第一定律在其中不成立的参考系.,惯性系：惯性定律在其中成立的参考系，即其中不受外力作用的物体（自由粒子）永远保持静止或匀速直线运动的状态。,甲：惯性系； 乙：非惯性系,在动力学中再进一步讨论二者的区别。,1.2 运动的描述,要解决任何具体力学问题,首先应选取一个适当的参考系,并建立适当的坐标系,否则就无从讨论物体的运动.,一. 描述质点运动的基本物理量及其直角坐标描述,1.描述质点在空间的位置位置矢量,直角坐标中位矢的表达式,大小：,方向：,由式写出对应的参数方程：,质点的运动方程,质点运动的轨迹方程,解：(1)先写参数方程,消去 t 得轨迹方程：,(2) 位置矢量： t=0时，x=0 y = 2 t=2时，x=4 y = -2,抛物线,位置矢量的大小,位置矢量的方向,作图,2.描述质点位置变动的大小和方向位移矢量,直角坐标表示（以二维情况为例）：,讨论：,何时取等号？,例2.求例1中 P、Q 两点间的位移和路程。,解：(1)位移：,(2) 路程：,于是,注意： 数学方法在物理问题 中的应用。,3.描述质点运动的快慢和方向 速度矢量,平均速度：,精确描述：,速度方向沿轨道上质点所在处的切线，指向前进的一侧。 注意速度的矢量性和瞬时性。,在直角坐标系中：,速度的大小：,速度与速率的关系,速度是矢量，速率是标量,讨论：,（1）,一般情况下，平均速度的大小不等于平均速率。,（2）,速度的大小等于速率。,讨论：,（3）,讨论：,解1：,解2：,判断正误并说明理由,解一错误，解二正确！,4.描述质点速度大小、方向变化的快慢 加速度矢量,用 可粗略描述质点速度大小和方向改变的快慢,称为平均加速度 。 表示为：,瞬时加速度 当t 趋于 0