大学物理第一讲

1、大学物理学主讲教师：曹贺鑫联系方式公地点：贝尔楼201 Q Q : 11315513751一物理学及其介绍 物理学的前身称为自然哲学，其包含的内容非常广泛，它在直觉经验基础上探寻一切自然现象的哲理。 “力，刑之所以奋也。”墨经 古希腊哲学家亚里士多德(Aristoteles，前384前322)，研究了诸多的自然科学，著有物理学、力学问题、论天及14本巨著玄学等书籍。绪 论2 伽利略(Galileo Galilei,1564-1642)用实验来验证和推出理论，物理学沿着正确的轨道发展，发展成为一门实验指导下的自然学科。物理学 (Physics)物 质 结 构物质相互作用

2、物质运动规律 物理学是研究物质世界最基本形态的科学 物理学研究的范围 物质世界的层次和数量级3质子 10-15 m空间尺度：微观粒子Microscopic介观物质mesoscopic宏观物质macroscopic宇观物质cosmological类星体 10 26 m时间尺度：基本粒子寿命 10-25 s宇宙寿命 1018 s物理现象 按速率大小： 相对论物理学 非相对论物理学按空间尺度：量子力学经典物理学宇宙物理学4E-15E-12E-09E-06E-031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小 的细胞原子原子核基本粒子DNA长度星系团银河系最近恒星的距

3、离太阳系太阳山哈勃半径超星系团人蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次5实体尺度相关的专门科学分支基本粒子原子核原子分子巨型分子固体液体气体植物与动物地球恒星星系银河星团宇宙已知部分10-15m以下10-14m10-10m10-9m10-7m10-7m-102m107m107m-1012m1020m1023m1026m粒子物理学核物理学原子物理学化学生物化学固体物理学液体动力学气体动力学生物学地质学，地球物理学天体物理学天文学宇宙学6二、物理学的五大基本理论 力学 (Mechanics) 研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律 电磁学 (Electromagnetism) 研究电磁

4、现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律 热力学 (Thermodynamics) 研究物质热运动的统计规律及其宏观表现 波动光学 研究光的波动性特点及规律 近代物理学 量子力学&相对论(Quantum mechanics & Relativity) 研究微观物质运动现象以及基本运动规律&高速运动效应以 及相关的动力学规律7三、物理学对人类的影响 物理学的发展引发了三次科技革命 第一次蒸汽机动力学及热力学 第二次电气化电磁理论 第三次信息化原子物理、量子力学、材料物理等等超晶格材料纳米材料光子晶体晶体管的发明大规模集成电路电子计算机信息技术与工程量子力学能带理论人工设计材料8 美国工程院选出2

5、0世纪最伟大的工程20项，都直接或间接的与300年间物理学的发展有关。 2005年是联合国命名的“国际物理年”，这是联合国第一次以但以学科命名的国际年。 物理学对现代科技的影响核能的利用激光器的产生层析成像技术(CT)超导电子技术 粒子散射实验X 射线的发现受激辐射理论低温超导微观理论“没有昨日的基础科学就没有今日的技术革命”。 李政道9四、教学计划教 材：大学物理基础 王敬修 主编物理学（第五版） 马文蔚 主编 高等教育出版社 大学物理 朱 峰 主编 清华大学出版社大学物理学 张三慧 主编 清华大学出版社 参考书：教学内容安排（总学时64）内 容计划学时绪论及矢量计算3第一章质 点运动学51

6、0内 容计划学时第二章 质点动力学8*第三章 刚体的定轴转动2第四章 气体动理论5第五章 热力学基础5第六章 静电场10第七章 恒定磁场5第八章 电磁感应6第九十一章 波动光学11*第十二十三章 近代物理2复习211五、考核方法六、学习建议与要求 平时成绩（30%） 作业+期中考试+课堂表现 考试成绩（70%）到堂听课认真完成作业做好笔记遵守课堂纪律：不要说话，不要玩手机，不要睡觉 12矢 量一、标量和矢量 矢量的大小或模：1、标量：一个只用大小描述的物理量(数值+单位)。2、矢量：一个既有大小又有方向特性的物理量，常用黑 体字母 A 或带箭头的字母表示。 矢量的几何表示：矢量可用一条有方向的

7、线段来表示 。矢量的几何表示矢量的代数表示：矢量的单位矢量：13矢量用坐标分量表示1、矢量的加减法 （1）几何法：平行四边形法、三角形法、多边形形法二、矢量的代数运算 矢量的加法 （2）解析法：在直角坐标系中两矢量 的加法和减法：zxy14注意（1） 在坐标系中，不一定重合（2）k 个相同的矢量相加（3） 必须具有相同的量纲时才能相加减。例1 已知物体受到三个力的作用处于平衡状态，求：两力的合力及第三个力152、矢量的乘法（1）标量乘矢量（2）矢量的标积（点积、点乘）矢量的标积符合交换律q矢量 与 的夹角16标积的物理应用：做功、求通量、求电势差（4）矢量的矢积（叉积）qsinABq矢量 与 的叉积方向：右手定则判断定义：大小：若 ，则若 ，则用解析法表示17叉乘的应用：求力矩、洛伦兹力、安培力等等作业：恒力做功的公式为 ，如果一物体质量为50kg，在三维空间中，从（3,1,8）移动到了（1,4,2）则用标积的解析形式计算重力做功。证明183、矢量的导数 （1）