大学物理绪论及预备知识.PPT.ppt

一、物理学的研究对象,物质间的相互作用,引力作用、电磁作用、强相互作用、弱相互作用,物质最基本、最普遍的运动形式及转化规律,机械运动、热运动、电磁运动、原子和原子核内部的运动,物理学是研究物质的结构、相互作用、基本的普遍的物质运动形式及其相互转化规律的科学。,空间尺度(相差1046m),时间尺度(相差1045s),速率范围,不同时空尺度和速度范围的对象要用不同的物理学研究。,1018s(宇宙年龄)10-27s,1026m(宇宙)1020m(夸克),0(静止)3108m/s(光速),研究对象十分广泛,物理学作为一门严谨的、定量的自然科学的带头学科，它的基本理论渗透在自然科学的各个领域，广泛应用于工程技术各个部门。人们通过长期的实践，已深刻地体会到：物理学是一切自然科学和边缘科学的基础，是科学技术发展的先导，是现代工程技术发展的最重要的源泉，而且对人类未来发展仍将起着决定性的作用。,二、物理学在自然学科中的作用,以物理学基础知识为内容的大学物理课程，它所包括的经典物理、近代及现代物理及其在科学技术上应用的初步知识、相应的物理思想和物理研究方法等，都是一个高级技术人员所必须掌握的。所以，作为高等院校理工科专业的学生，尽管所学专业不同，但物理学始终是一门重要必修基础课，特别是在高科技迅速发展、竞争日益激烈的当今社会，学好大学物理课程尤显重要，它所体现的科学思维方式以及认识论和方法论，对人才的文化修炼、素质和能力的培养已经构成举足轻重的作用。,1.要明确学习大学物理学的目的,三、学习本课程的要求,2.要根据物理学的特点进行学习,（1）课程内容多、进度快，要注意培养自学能力；要重视预习和复习。,（2）重视对基本概念、基本原理和基本定律的理解。“对物理公式会用自己的语言表达出来”；要培养独立思考的能力。,（3）认真完成作业，培养自己分析问题和解决问题（特别是应用高等数学分析、解决问题）能力。最后达到能熟练掌握和应用高数中的微积分及矢量运算知识。,预备知识,一、微积分初步,二、矢量代数的基本知识,例：某水坝中有一三角形的闸门，闸门铅直地竖直在水中，它的底边与水平面相齐，已知三角形底边长为a米，高h米，问此闸门所受水的压力为多少？,标量只有大小，例如：质量、长度、时间、密度、能量、温度等。矢量既有大小又有方向，并有一定的运算规则，例如：位移、速度、加速度、角速度、力矩、电场强度等。,矢量与标量,1、矢量的几种表示方式几何表示有指向的线段解析表示,大小,2、矢量相等：大小相同，方向相同3、单位矢量：长度为一个单位的矢量,平行四边形法则,三角形法则,加法满足：交换律结合律,4、矢量的运算法则,(1)加法平行四边形法则和三角形法则,任一个矢量都可以分解为任意多个分矢量如：,式中各个矢量均相对同一个参照系,(2)数乘,(3)矢量的分解,若,称为正交分解,三维空间中应有3个不共面的矢量,在一个平面内，若存在两个不共线的矢量则平面内的任一矢量可以分解为：,(4)矢量的标积（点积、内积）,标积满足交换律：分配律：,例如：功,特别注意：,若,可能,而,(5)矢量的矢积（叉积、外积）,方向,大小为平行四边形面积,例如力矩,矢积的性质：,矢量与标量不能相等！,5、正交坐标系中的矢量表示法,正交坐标系由相互正交的坐标组成，各个坐标上