研究的对象十分广泛-.ppt
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1、研究的对象十分广泛-,宇观、宏观、微观,绪 论,一、物理学的研究对象,物理学,是研究自然界中物质基本结构及其基本运动规律的科学,是自然科学的基础.,二、物理学的分类,力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学,微观客体(电子、质子、光子等)具有波粒二象性,原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理, 按分支学科分类:, 按物质形体大小分类:, 按物质形态分类:,实物粒子、场物质,粒子物理、核物理、原子物理、分子物理,绪 论, 按物理常数c、h分类:,三、物理世界的认识(层次结构), 空间尺度(相差10451046),1026 m(约150亿光年)(宇宙)1020 m(夸克),目前物理学界
2、公认“夸克”是组成物质的最小单位.近来又有消息称quark 也可分认识的无止境.,1018s: 150亿年(宇宙年龄)-10-27s(硬 射线周期),0(静止) - 3x108 m/s(光速), 时间尺度(相差1045), 速率范围,四、物质间的相互作用,1. 电磁相互作用;,2. 引力相互作用;,3. 强相互作用;,4. 弱相互作用;,五. 物理学的研究方法,演绎法,推理,演算,归纳法,假设,模型,定性和半定量,直觉 想象力 洞察力,爱因斯坦受激辐射理论(1917)第一台激光器(1960),六.学习物理学的意义,1.物理学与科学技术, 物理学为其他学科创立技术和原理, 重大新技术领域的创立总
3、是经历长期的物理酝酿,卢瑟福 粒子散射实验(1909)核能利用(40年后),量子力学,费米狄拉克统计,固体能带理论(20年代),晶体管诞生(1947),集成电路(1962),大规模集成电路(70年代后期),七.物理素质的表现,物理学的思想和观点,(如 建理想化模型),从物理本质上提出和研究本专业问题,在工程技术中引入物理学的新成果,创新能力,有关事项说明:,1.课堂考勤,4.本学期教学内容(以习题集的顺序为准),3.答疑,2.作业要求(习题集),有关事项说明,质点运动学,第一章,1第一章运动的描述,点积和叉积,第一章 质点运动学, 1-1 质点运动的描述 1-2 直线运动 1-3 圆周运动 1
4、-4 相对运动,本章教学内容,一 、掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量 . 理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性 .,二、 理解运动方程的物理意义及作用 . 掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法,以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法 .,三、 能计算质点在平面内运动时的速度和加速度,以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度 .,四、理解伽利略速度变换式, 并会用它求简单的质点相对运动问题 ., 本章教学基本要求,最后简介非惯性参照系和惯性力。, 教 学 思 路,避免与中学力学内容重复,在位矢概念的基础上,利
5、用 数学微商得出速度和加速度的矢量表达式;或由速度、 加速度表达式,利用积分得出位矢或运动方程.,对曲线运动的描述采用自然坐标系, 引入切向加速度和法向加速度的概念.质点的圆周运动,并推证线量与角量的关系.,对匀变速圆周运动规律采用类比的方法,与质点的匀变速运动规律对比教学.,力学相对性原理的教学(见相对论部分),一. 运动的绝对性,二. 运动描述的相对性,三. 参考系和坐标系,为了描述一个物体的运动,必须选择另一个物体作为参考,被选作参考的物体称为参考系。,参考系不一定是静止的。,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,对于同一种运动,由于参考 系选择的不同而有不同的 描写。,坐标系: 为了
6、定量地确定质点空间 的位置而固定在参考系上 的一个框架。,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,四、物理(理想)模型,坐标系,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,物体内任意两点间的距离 在运动中恒定不变的物体.,即:受力时不改变形状和 体积的物体.,五、运动的描述,(一)位置矢量(矢径),单位:米(m),物理(理想)模型,P点坐标(x,y,z),P点矢径,位置矢量 (位矢), 1-2 运动的描述,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,P点矢径 大小:,P点矢径 方向:,位置矢量(矢径),质点的位矢 既有大小、又有方向。,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,分量表示,(二)运动方程(
7、运动函数),直角坐标系中,表示轨道曲线的方程式。,f (x,y,z) =0,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,消去t, 得 轨道方程,f (x,y,z) =0,例:,(三)位移 速度 加速度,时间内位置变化,单位:米,运动方程,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,有向线段,位移 速度 加速度,1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,a ) 为标量, 为矢量,b ),1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,s 为路程(轨道长度), 是标量,位移,路程,2、速度,(1) 平均速度,单位:米/秒,定义:,(矢量),1-1质点运动的描述 1-2 直线运动,大小:,方向:,与 同向,平均速度的
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