绪论及数学知识.ppt

大学物理 什么是物理学 1 定义 物理学是研究物质的结构和相互作用以及它们的运动规律的科学 1 时间年龄 2 空间尺度 3 质量范围 绪论 2 大学物理研究的内容 1 力学 研究机械运动及其规律 经典 17世纪 伽利略 开普勒 牛顿 相对论 爱因斯坦 2 电磁学 研究电磁运动及其规律 库仑 奥斯特 安培 法拉第 麦克斯韦 3 热学 研究热运动及其规律 热力学 卡诺 焦耳 开尔文 克劳修斯 分子运动论 克劳修斯 麦克斯韦 玻耳兹曼 4 振动和波动 研究振动和波动现象的规律 振动 波动 波动光学 5 量子物理 研究微观情况的物理规律 普朗克 爱因斯坦 玻尔 德布罗意 海森伯 薛定谔 玻恩 物理学与技术 1 第一次技术革命 1760年 标志 蒸汽机的发明和广泛应用 是牛顿力学和热力学发展的结果 2 第二次技术革命 1870年 标志 电力的广泛应用和无线电通讯的实现 是电磁学发展的结果 3 第三次技术革命 1940年 特点 包括晶体管 集成电路 大规模集成电路和超大规模集成电路等高新技术和高新产品的出现 是近代物理学发展的结果 物理学 新技术 推动物理学 第四次技术革命 学习物理的意义 1 物理学是理工科各专业的基础 也是当代工程技术的重大支柱 2 学习物理学有益于大学生科学素质的培养 3 启迪创造思维和灵感 培养创新精神 物理思想 守恒 统一 对称 不同问题采用不研究方法等 研究方法 科学思维法 形象类比 理想实验法 模型法 判决实验法等 四 怎样学好大学物理学 1 掌握矢量和微积分等数学知识 2 正确理解物理概念 基本原理 3 重视预习和复习 主动培养自学能力 适应 粗线条 的讲课方式 4 学会记笔记 思路 要点 5 精做习题 独立完成作业 许多物理大师都曾津津乐道于他们早年在习题中的受益 虽然做习题本身不是科学研究 但它对研究能力的培养却有重要的作用 索末菲曾写信给他的学生海森堡 告诫他 要勤奋地去做练习 只有这样 你才会发现 哪些你理解了 哪些你还没有理解 发展独立思考和独立创新的一般能力 应当始终放在首位 而不应当把知识放在首位 如果一个人掌握了他的学科的基础理论 并且学会了独立思考与工作 他必定会找到自己的道路 而且比起那些主要以获取细节知识为其训练内容的人来 他一定会更好适应进步和变化 爱因斯坦 要重视提高科学素质 不要把物理课当专业课来对待 预备知识矢量及其运算 一 标量和矢量 物理学中经常遇到的物理量有两类 标量和矢量 1 标量 只有大小没有方向的物理量 例 长度 质量 时间 能量 温度 压强等 标量具有两方面的含义 1 大小 包括数值和正负 2 单位 2 矢量 A 既有大小又有方向的物理量 例 位移 速度 加速度 力 动量等 矢量包含三方面的含义 大小 方向 单位 表示一个矢量必须从大小和方向两方面进行 只有大小相等 方向相同的两个矢量才相等 如图 a 如果有一矢量和另一矢量A大小相等而方向相反 这一矢量就称为A矢量的负矢量 用 A来表示 如图 b 二 矢量的表示 1 文字表示 黑体 A 用于印刷 上端带有箭头的字母 用于书写 2 图形表示 带有箭头的有向线段 箭头表示方向线段的长短表示大小 3 一般表示 表示矢量的大小 模 称为矢量A方向上的单位矢量 其模等于1 且方向与矢量A相同 4 坐标表示 解析表示 模 方向余弦 三 矢量的和与差 1 一般表示 2 图形表示 平行四边形法则 1 和 即以矢量A的末端为起点 作矢量B 由A的起点画到B端的矢量就是合矢量C 或以矢量B的末端为起点 作矢量A 由B的起点画到A端的矢量也是合矢量C 注 将一矢量平移 它的大小和方向都保持不变 多个矢量相加 3 解析表示 2 图形表示 2 差 1 一般表示 3 解析表示 四 矢量的标积 点乘 1 一般表示法 2 坐标表示法 五 矢量的矢积