北京化工大學(xué)-普通物理學(xué)0緒論課件

請把手機(jī)調(diào)成靜音、震動(dòng)或關(guān)閉！請把手機(jī)調(diào)成靜音、震動(dòng)或關(guān)閉！新學(xué)期新氣象祝同學(xué)們身體健康學(xué)習(xí)快樂!Happy牛Year!新學(xué)期新氣象學(xué)習(xí)快樂!普通物理

GeneralPhysics

孔令寶konglingbao@2010-03-01Here’sthechallenge,readit:Iwarrantthere’svinegarandpepperin’t.--TwelfthNight,Act3.普通物理

GeneralPhysics孔令寶Here’參考資料1梁昆淼《力學(xué)（上冊）》2趙凱華《新概念物理-力學(xué)》3基特爾《伯克利物理學(xué)教程-力學(xué)》4空間解析幾何、矢量分析等參考資料1梁昆淼《力學(xué)（上冊）》關(guān)于物理學(xué)：一個(gè)錯(cuò)誤但流行的觀念目前一個(gè)廣為流傳但是非常錯(cuò)誤的觀念：那就是認(rèn)為物理學(xué)作為一個(gè)有科學(xué)意義和價(jià)值的研究領(lǐng)域已經(jīng)大為過時(shí)了。然而事實(shí)是，在物理學(xué)領(lǐng)域，亟待我們?nèi)ネ姨剿鞯目茖W(xué)規(guī)律和我們已經(jīng)探知的科學(xué)規(guī)律一樣多。

----JohnMaddox,《Nature》雜志前主編關(guān)于物理學(xué)：一個(gè)錯(cuò)誤但流行的觀念目前一個(gè)廣為流傳但是學(xué)好，難也！！難！難！難！道最玄，莫把金丹作等閑。不聞至人傳妙訣，空教口困舌頭干。

--《西游記》學(xué)好，難也！！難！難！難！道最玄，三句詞與大家共勉古今之成大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)過三種之境界：“昨夜西風(fēng)凋碧樹。獨(dú)上高樓，望盡天涯路。”此第一境也。“衣帶漸寬終不悔，為伊消得人憔悴?！贝说诙骋病！氨娎飳にО俣?，驀然回首，那人卻在，燈火闌珊處。”此第三境也。

調(diào)

研凄涼,孤獨(dú),茫然過

程沒有回頭路啦!成

功Tomostofus,neverwillithappen三句詞與大家共勉古今之成大事業(yè)、大學(xué)問者，必經(jīng)過三種之境界：北京化工大學(xué)-普通物理學(xué)0緒論課件

決不要把學(xué)習(xí)看成是任務(wù)，而應(yīng)看成是一個(gè)令人羨慕的機(jī)會(huì)。為了你們自己的歡樂和今后你們工作所屬社會(huì)的利益，去學(xué)習(xí)……

——A.愛因斯坦決不要把學(xué)習(xí)看成是任務(wù)，而應(yīng)看成是一個(gè)令人羨慕的機(jī)會(huì)。

顏氏家訓(xùn)上智者不教而成，下智者雖教無益，中庸之人，不教不知也。顏氏家訓(xùn)

對任何領(lǐng)域的學(xué)生來說，閱讀相關(guān)的原始文獻(xiàn)都是極有益處的，因?yàn)樘幵陔r形中的科學(xué)最容易被消化。---JamesClarkMaxwell一個(gè)小建議：對任何領(lǐng)域的學(xué)生來說，閱讀相關(guān)的原始文獻(xiàn)都是極有益處的，緒論(一)物理學(xué)與物質(zhì)世界(二)物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)(三)幾點(diǎn)說明大學(xué)物理緒論(一)物理學(xué)與物質(zhì)世界(二)物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)(三)幾點(diǎn)一、物理學(xué)與物質(zhì)世界物理學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，探索物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律。是自然科學(xué)的基礎(chǔ)。

物質(zhì)存在的基本形式：粒子，場一切物質(zhì)都在不停地運(yùn)動(dòng)著：機(jī)械運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)電磁（光）運(yùn)動(dòng)（基本）粒子的運(yùn)動(dòng)……一、物理學(xué)與物質(zhì)世界物理學(xué)是一門基礎(chǔ)學(xué)科，探索物質(zhì)的基本1.空間尺度物理學(xué)的研究對象十分廣泛：宇宙學(xué)、粒子物理的奇妙銜接1.空間尺度物理學(xué)的研究對象十分廣泛：宇宙學(xué)、粒子物理的2.時(shí)間尺度現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型告訴我們，宇宙是在一百多億年前的一次大爆炸中誕生的。以s（秒）為單位，宇宙的年齡約為1018s的數(shù)量級。銀河系2.時(shí)間尺度現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型告訴我們?nèi)藗儚淖约合蛐〕叨茸穯?---粒子物理學(xué)質(zhì)子、中子由夸克組成夸克是不是最基本的粒子？人們從自己向大尺度追問----天體物理學(xué)要制造更高能的粒子加速器。哈勃根據(jù)多普勒效應(yīng)發(fā)現(xiàn)宇宙在膨脹宇宙有沒有邊？宇宙有沒有中心？粒子物理學(xué)和天體物理學(xué)目前已成為密不可分的姐妹學(xué)科。3.速度范圍

0(靜止)

3

108m/s(光速)

人們從自己向小尺度追問----粒子物理學(xué)質(zhì)子、中子由夸克組成二、物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)物理學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)革命的先導(dǎo)科學(xué)是一種方法，它教導(dǎo)人們：一些事物是怎樣被了解，什么事情是已知的，現(xiàn)在了解到什么程度（因?yàn)闆]有事情是絕對已知的），如何對待疑問和不確定性，證據(jù)服從什么法則，如何去思考事物，做出判斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象?！聿榈?費(fèi)曼二、物理學(xué)與科學(xué)技術(shù)物理學(xué)是現(xiàn)代技術(shù)革命的先導(dǎo)科學(xué)是一種方法

18世紀(jì)中葉，蒸汽機(jī)的發(fā)明得益于熱學(xué)的研究。蒸汽機(jī)的使用，促進(jìn)了手工生產(chǎn)向機(jī)械化大生產(chǎn)的轉(zhuǎn)變，并使陸上和海上較大規(guī)模的長途運(yùn)輸成為可能，這大大推動(dòng)了社會(huì)發(fā)展。第一次工業(yè)革命歷史上第一輛蒸汽機(jī)車18世紀(jì)中葉，蒸汽機(jī)的發(fā)明得益于熱學(xué)的研究。蒸汽機(jī)的使用，第二次工業(yè)革命

19世紀(jì)后半葉，在電磁學(xué)研究的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電力的開發(fā)與利用，給生產(chǎn)和生活帶來深刻的影響，產(chǎn)生了今日的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電報(bào)、電視、雷達(dá)，創(chuàng)立了現(xiàn)代的電力工程與無線電技術(shù)，使人類社會(huì)進(jìn)入了電的時(shí)代。電能的開發(fā)與利用第二次工業(yè)革命19世紀(jì)后半葉，在電磁學(xué)研究的

秦山核電站上個(gè)世紀(jì)原子核物理學(xué)的研究，向人們展示了新的能源——核能。人類社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了核能時(shí)代。目前，許多國家都建起了核能發(fā)電站。迄今，核能發(fā)電已經(jīng)達(dá)到世界總發(fā)電量的17％。在當(dāng)今世界中，相對論和量子論的建立，物理學(xué)已成為現(xiàn)代高技術(shù)發(fā)展的先導(dǎo)與基礎(chǔ)學(xué)科。在核能、信息、超導(dǎo)、激光、電子技術(shù)中有突出作用。第三次工業(yè)革命秦山核電站上個(gè)世紀(jì)原子核物理學(xué)的研究，向激光手術(shù)刀激光手術(shù)刀高能加速器高能加速器北京正負(fù)電子對撞機(jī)（BEPC）的正電子源1988年建成，1992年成果：將子質(zhì)量測量精度提高10倍2003年：發(fā)現(xiàn)新粒子2004年：國家投入6.4億元改造，搭建通向諾貝爾獎(jiǎng)平臺(tái)北京正負(fù)電子對撞機(jī)（BEPC）的正電子源1988年建成，重大新技術(shù)的產(chǎn)生總是經(jīng)歷長期的物理醞釀。如愛因斯坦質(zhì)量能量公式（1905）

----盧瑟福粒子散射（1909）

----核能利用（上世紀(jì)40年代以后）如愛因斯坦受激輻射理論（1917）

----第一臺(tái)激光器問世（1960）如微電子技術(shù)的發(fā)展：量子力學(xué)、固體能帶理論（上世紀(jì)20、30年代）

----晶體管誕生（1947）

----集成電路（1962）

----大規(guī)模集成電路（上世紀(jì)70年代后期）

----人工微結(jié)構(gòu)重大新技術(shù)的產(chǎn)生總是經(jīng)歷長期的物理醞釀。如愛因斯坦質(zhì)量能量公大學(xué)物理主要內(nèi)容力學(xué)光學(xué)原子物理學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律光運(yùn)動(dòng)的規(guī)律微觀領(lǐng)域里粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律三、幾點(diǎn)說明大學(xué)物理主要內(nèi)容力學(xué)光學(xué)原子物理學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律分子大學(xué)物理與中學(xué)物理的關(guān)系與差別

1、中學(xué)物理是學(xué)習(xí)大學(xué)物理的基礎(chǔ)；大學(xué)物理是中學(xué)物理的繼承與發(fā)展，但不是簡單的重復(fù)。

2、有三點(diǎn)主要差別：（1）研究的對象不同：由簡單到復(fù)雜，由特殊到一般。如：勻速到變速，恒力到變力，均勻到非均勻，質(zhì)點(diǎn)到剛體等。（2）研究的方法和使用的工具不同：如：由初等數(shù)學(xué)到高等數(shù)學(xué)，由標(biāo)量到矢量等。（3）研究的目的不同：如：由只知其然到知其所以然，由了解知識(shí)到應(yīng)用知識(shí)等。條件不同，定義不同計(jì)算復(fù)雜大學(xué)物理與中學(xué)物理的關(guān)系與差別1、中學(xué)物理是學(xué)習(xí)大學(xué)物理興趣華人著名物理學(xué)家預(yù)習(xí)認(rèn)真聽課復(fù)習(xí)作業(yè)、小結(jié)是蛋碎瓦全還是瓦碎蛋全？帶電鳥籠里的鳥會(huì)安然無恙嗎？+方法+努力=效果怎樣學(xué)好物理學(xué)？建議：重視預(yù)習(xí)，培養(yǎng)自學(xué)能力慣性演示實(shí)驗(yàn)興趣華人著名物理學(xué)家預(yù)習(xí)是蛋碎瓦全還是瓦碎蛋全？帶電鳥楊振寧、李政道由于發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒，獲1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的華裔物理學(xué)家楊振寧、李政道由于發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒，獲1957年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)丁肇中：由于發(fā)現(xiàn)J粒子，獲1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

朱棣文：由于激光冷卻和捕獲原子的研究獲1997年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。崔琦：

由于在分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)量子現(xiàn)象的研究獲1998年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的華裔物理學(xué)家丁肇中：朱棣文：崔琦：獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的華裔物理學(xué)家李遠(yuǎn)哲：

發(fā)明了交叉分子束方法使詳細(xì)了解化學(xué)反應(yīng)的過程成為可能，獲1986年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的華裔科學(xué)家錢永健

：

由于在多色熒光蛋白標(biāo)記技術(shù)的貢獻(xiàn)獲2008年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。李遠(yuǎn)哲：獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的華裔科學(xué)家錢永健：要求:

1、勤于思考:對概念、公式能用自己的語言陳述；對定理的證明，能自己獨(dú)立演算出來.3、獨(dú)立、按時(shí)完成布置的習(xí)題.2、要善于提出問題.

4、作業(yè)11次（缺一次扣2分）+期中考試一次，記2分+三個(gè)總結(jié)(力、熱、電)各2分=30分.考試成績是與各自的努力成正比！注意每年下半年有北京化工大學(xué)舉辦的大學(xué)物理和物理實(shí)驗(yàn)競賽。大約12月份有全國部分地區(qū)大學(xué)物理競賽。

要求:1、勤于思考:對概念、公式能用自己的語言陳述；對定本學(xué)期的教學(xué)安排第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)第二章牛頓運(yùn)動(dòng)定律第三章動(dòng)量與角動(dòng)量第四章功和能第五章剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)第六章俠義相對論基礎(chǔ)第七章熱力學(xué)基礎(chǔ)第八章氣體動(dòng)理論第十四章電磁學(xué)之電學(xué)部分本學(xué)期的教學(xué)安排第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)如果一個(gè)人掌握了他的學(xué)科基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考與工作，他必定會(huì)找到自己的道路?！?/p>

愛因斯坦結(jié)束語如果一個(gè)人掌握了他的學(xué)科基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了獨(dú)立思考與矢量的基本知識(shí)一、矢量既有大小又有方向，而且相加時(shí)遵從平行四邊形的運(yùn)算法則。如：力，速度，動(dòng)量等。（標(biāo)量只有大小和正負(fù)，沒有方向。如：質(zhì)量、溫度、功等。）二、矢量的表示（反映其大小和方向）（1）或A或圖示（2）——矢量的模即矢量的大小的模（大?。┑扔?，方向和相同——單位矢量矢量的基本知識(shí)一、矢量既有大小又有方向，而且相加時(shí)遵從平行四（3）矢量的坐標(biāo)表示方法AyβαrOZXYAxAzM直角坐標(biāo)系中的X、Y、Z方向的單位矢量。分別表示（4）矢量相等大小相等，方向相同的兩矢量相等（3）矢量的坐標(biāo)表示方法AyβαrOZXYAxAzM直角坐標(biāo)如果矢量大小相等、方向相反三、矢量的加法（或減法）（幾何方法）（1）矢量相加a

平行四邊形方法如果矢量大小相等、方向相反三、矢量的加法（或減法）（幾何方法b

三角形方法以矢量末端為起點(diǎn)，作矢量再由矢量的起點(diǎn)連到矢量的末端即位矢量c多邊形方法b三角形方法以矢量末端為起點(diǎn)，作矢量再由矢量的起點(diǎn)連到矢從矢量出發(fā)，首尾相接的依次作出矢量再由矢量的始端到最后矢量的末端畫一矢量即為合矢量（2）矢量相減可以寫成從矢量出發(fā)，首尾相接的依次作出矢量再由矢量的始端到最后矢量的三角形法，從一點(diǎn)畫矢量由矢量的末端向矢量的末端作一矢量即矢量三角形法，從一點(diǎn)畫矢量由矢量的末端向矢量的末端作一矢量即矢xyo四、矢量的正交分解與合成1、矢量沿直角坐標(biāo)系的正交分解AxAyxyo四、矢量的正交分解與合成1、矢量沿直角坐標(biāo)系的正交分AAxAyAzOAAxAyAzOyxo

2、矢量合成的解析法yxo2、矢量合成的解析法北京化工大學(xué)-普通物理學(xué)0緒論課件五、矢量的標(biāo)積和矢積1矢量的標(biāo)積兩平行矢量的標(biāo)積等于它們的模的乘積兩垂直矢量的標(biāo)積等于0五、矢量的標(biāo)積和矢積1矢量的標(biāo)積兩平行矢量的標(biāo)積等于它們的2矢量的矢積大小方向右手螺旋法則右手四指從經(jīng)小于轉(zhuǎn)向時(shí)，右手拇指所指的方向就是的方向。兩平行矢量