大学物理 171

1、,发展独力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，而且比起那主要以获取细节知识为其训练内容的人来，他一定会更为适应进步和变化。 爱因斯坦,内容提要,物理学的研究范围和研究方法 不断发展的物理学 物理与技术 为什么要学物理 关于学习方法和学风的要求,参考书：大学物理学，张三慧主编（第二版）普通物理学，程守洙 江之永（第五版）物理学，瑞斯尼克哈里德经典与近代物理学，高物译 物理学教程，陆果 新概念物。

2、1,前面讨论了真空中的静电场, 实际的电场中往往存在各种导体或实物介质, 这些宏观物体的存在会与电场产生相互作用和相互影响, 从而出现一些新的现象。 下面将讨论导体和电介质在静电场中的性质和行为。 作为应用将介绍电容器。,6.7 静电场中的导体 电容器,2,金属导电模型,构成导体的框架、 形状、 大小的是那些基本不动的带正电荷的原子核, 而自由电子充满整个导体, 属于导体共有。,当有外电场存在时, 电场与导体的相互作用使得导体内的自由电子重新分布, 从而决定了导体的电学性质。,自由电子,导体带电-q,3,一、 导体的静电平衡,当导体内。

3、第三节 位移分量的求出,第四节 简支梁受均布荷载,第五节 楔形体受重力和液体压力,例题,教学参考资料,第一节 逆解法与半逆解法 多项式解答,第二节 矩形梁的纯弯曲,第三章 平面问题的直角坐标解答,习题的提示与答案,当体力为常量，按应力函数 求解平面应力问题时， 应满足,31 逆解法和半逆解法 多项式解答,按 求解, 多连体中的位移单值条件。 (c), S = 上应力边界条件, A内相容方程,对于单连体，(c)通常是自然满足的。只须满足(a),(b)。,由 求应力的公式是,(d),2 .逆解法 先满足(a),再满足(b)。步骤:,(e),逆解法, 先找出满足 的解, 在给定边。

4、5-9 若电荷均匀地分布在长为L 的细棒上，求证：,（1）在棒的延长线上，且离棒中心为r处的电场强度为：,（2）在棒的垂直平分上，且离棒中心为r处的电场强度为：,证明：,（1）考虑棒的延长线上距棒中心为r的P点；,取坐标如右图所示；,在棒上x处取线元dx，,线元dx的带电量dq为：,若棒为无限长（即L），试将结果与无限长均匀带电直线,的电场强度相比较。,即，,的大小dE为：,的方向为：,沿x轴正向；,应用电场强度的叠加原理，,得到总场强的大小E为：,即，,总场强的方向为：,沿x轴正向。,dq在P点的场强,的大小dE为：,（2）考虑棒的垂直平分线上。

5、13-4 狭义相对论的时空观 13-5 相对论动量和质量 13-6 广义相对论简介,大学物理学电子教案,教学课件,狭义相对论的基本结论,复 习,13-4 狭义相对论的时空观,一、同时性的相对性,1、同时性的相对性,在惯性系S中同时发生的两个事件，在惯性系S中一般来说不再是同时发生的同时性的相对性。,2、爱因斯坦火车,S爱因斯坦火车 S地面参考系,在S系中，事件1与事件2同时发生。 在S系中，事件1与事件2不是同时发生。,3、解释,在S系中，不同地点x1与x2同时发生两件事,在S系中,结论： 不同地点发生的两件事，对S来说是同时发生的，而在S系中不一定是同时。

6、大学物理导论,物理学的作用与意义,电子教案:杨际青,物理学是一门基础科学，它研究的是物质运动 的基本规律。不同的运动形式具有不同的运动 规律，因而要用不同的研究方法处理。,一个科学理论的形成过程离不开科学思想 的指导和科学方法的应用。,因此，物理学分为力学、热学、电磁学、光学和原子物理学等五个部分。,所谓科学思想是指要敢于冲破旧的传统观念 束缚，新的物理概念和物理观念才能得以问世。,爱因斯坦的狭义相对论,他从同时性的相对性这一点作为突破口，突破了牛顿的绝对时空观的束缚，建立了全新的时间和空间理论。而洛伦兹由。

7、 A ,例 质量为 m 的物体自空中落下，它除受重力外，还受到一个与速度平方成正比的阻力的作用。比例系数为 k ， k 为正常数。该下落物体的收尾速度(即最后物体做匀速直线的速度)将是：,例：在倾角为 的固定光滑的斜面上，放一质量为 的小球，球被竖直的木板挡住，当竖直木板被迅速拿开的瞬间，小球获得的加速度,解：对小环受力分析，有：,从以上二式可得到：,解：设小球位置如图,例 在一只半径为R 的半球形碗内，有一质量为 m的小球，当球以角速度 在水平面内沿碗内壁作匀速圆周运动时,它离碗底有多高？,例 一质量为 的夹子， 以压力 P = 1。

8、1,大学物理,2,一、物理学的研究对象,物理学是关于自然界最基本形态的科学。它研究物质的结构，（物质由什么组成）相互作用（力？电？热？）以及物质的运动。（质点运动？刚体运动？),1、研究物质的两种形态,实物和场是物质的两种基本形态,关于实物物质结构,关于场物质结构,例如：电磁场、引力场、各种量子场。,实物包括微观粒子（分子原子电子、原子核中子、质子夸克及其它结构粒子）和宏观物体，它的范围是从基本粒子的亚核世界到整个宇宙。,3,2、研究物质最简单最基本最普遍的运动形式,3、研究物质的相互作用,物质间有四种相互作用，引。

9、一、分布的概念,在平衡态下，0 空气分子数按速率的分布,10.5 麦克斯韦速率分布定律,每一速率区间内分子数取决于速率和速率区间间隔大小。,2,二、气体速率分布的实验测定,3,(2) 细槽有一定宽度,通过细槽的分子的速率在v v+ v 之间。,(1) 通过角速度 ，选择速率v ；,速率分布函数,平衡态下，在 v v + dv 区间内分子数dN占总分子数 N 比率。,4,意义,在速率v 附近单位速率间隔内的分子数占总分子数的比率。,分布函数,5,三、麦克斯韦速率分布定律,平衡态下, 理想气体分子的速率分布函数,1. 麦克斯韦速率分布定律,其中， 为分子质量 ， T为温度 。

10、第 1章 运动的描述 两种物理量 : 标量 :只有大小，没有方向。如 质量 , 速率 , 温度 矢量 :既有大小又有方向。如 速度 , 加速度 , 动量 . OPA补充： （一） 矢量和矢量运算 o * p* 矢量 : 它的 大小和 方向可用从始点 O指向终点 P的有向线段 OP表示 ， 并标记为 AA在直角坐标系下 : kAjAiAA zyx 第 1章 运动的描述 在二维情况下 : jAiAA yx O X Y xAyA xyAAtg jBAiBAABjCiCC yyxxyx )()( 如果 jAiAA yx 和 jBiBB yx , 则有 : xxx BAC yyy BAC 显然 : 第 1章 运动的描述 矢量的加法 : 两个矢量相加 BAC BAABC矢量的减法 : 两个矢量相减 BAC。

11、,例：设氢原子的动能等于氢原子处于温度为 T 的热平衡状态时的平均动能，氢原子的质量为 , 那么此氢原子的德布罗意波长为,例 静止质量不为零的微观粒子作高速运动, 这时粒子物质波的波长 与速度 有如下关系（ ）,例 已知粒子在一维矩形无限深势阱中运动, 其波函数为: , 则粒子在 处出现的概率密度为 （ ）,例 实物粒子的德布罗意波与电磁波有什么不同 ? 解释描述实物粒子的波函数德物理意义.,（2）实物粒子的波函数的模的平方表示该时刻该位置处粒子出现的几率密度.,答：,（1）实物粒子的德布罗意波是反映实物粒子在空间各点分布的规律，。

12、二、点电荷场电势公式,一、电势的计算,上次课主要内容：,练习题,带电线总长为L，单位长度所带电量为，作一,闭合曲面，面内包含的带电线长度为x，,求：穿过闭合曲面的电通量。,？,例2 计算电量为 的带电球面球心的电势,解： 在球面上任取一电荷元,则电荷元在球心的电势为,由电势叠加原理 球面上电荷在球心的总电势,例3.平行板电容器两板间的电势差,解： 平行板电容器内部的场强为,两板间的电势差,例4.长为 L,线电荷密度为,的带电线,求电势,L,r,解: 任一线元产生的电势为,总电势:,x,P,0,y,3.4 等势面 电势梯度,一. 等势面 由电势相等的点组。

13、1,热学,分子物理学,热 力 学,研究物质热现象及热运动规律,从物质的微观结构出发，用统计规律建立宏观量与微观量的联系，从而揭示热本质,从物质的宏观状态出发，以能量转换 与守恒的方法来研究热运动过程的规律,热力学所研究的物质宏观性质只有经过分子物理学的分析、才能了解其本质,分子物理学的理论，只有经过热力学的研究才能得到验证,分子物理学和 热 力 学相 互 联 系相 互 补 充,（宏观理论）,（微观理论）,第二篇 热学,2,1. 热力学第零定律,第七部分 分子物理学基础,一、理想气体温标,如果两个热力学系统中每一个都与第三个热力学系。

14、1,课程指导课一 第一章 质点运动学 1 参照系、坐标系、质点 2 质点运动的描述 3 切向加速度和法向加速度 4 几种典型的质点运动 5 相对运动,教师：郑采星,大学物理,2,教学资源和学习交流空间介绍：,网络资源与交流空间,湖南大学课程中心,http:/kczx.hnu.cn/G2S/ShowSystem/Index.aspx,3,4,5,6,7,8,9,10,第一章 质点运动学,基本要求,第1章 质点运动学理解质点模型。掌握坐标系、运动方程、位移、速度、加速度；切向加速度和法向加速度。掌握角位移、角速度、角加速度，角量和线量的关系。了解相对运动。,教学基本内容、基本公式,1. 描述物体。

15、,麦克斯韦（James Clerk Maxwell 1831-1879),麦克斯韦是19世纪英国伟大的物理学家、数学家。,麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。,13-5 麦克斯韦电磁场理论,麦克斯韦是运用数学工具分析物理问题和精确地表述科学思想的大师，他非常重视实验，由他负责建立起来的卡文迪什实验室，在他和以后几位主任的领导下，发展成为举世闻名的学术中心之一。他善于从实验出发，。

16、1,大学物理总结,2,通过一年的大学物理的学习，, 科学和生产, 理论和实验, 相对和绝对, 继承和创新,总结以下四个关系：,3,一. 科学和生产,1. 物理学的三次大突破导致了生产力的大飞跃,（l）热学、热力学的研究（19世纪下半叶） 蒸汽机的发明和广泛应用 第一次工业革命（工业机械化） （2）电磁感应的研究，电磁学理论的建立（19世纪中叶） 发电机、电动机的发明，无线电通讯的发展 第二次工业革命（工业电气化）,4,为近代物理的发展奠定了理论基础，使物理学进入高速、微观的世界，促进了：, 核物理的研究和发展 核能释放和利用 原子分子物。

17、1,一、安培力,有限长载流导线所受的安培力,7.5 磁场对电流的作用,2,例1 通电闭合回路放在均匀磁场中, 回路平面与 垂直。回路由直导线 AB和半径为 r 的圆弧导线 BCA 组成。 求：磁场作用于闭合导线的力。,A,B,C,o,根据对称性分析,解:,3,在均匀磁场中, 载流回路受到的合磁力为零。,由于,因,故,A,B,C,o,4,二、无限长平行载流直导线间的磁力,设有两无限长平行载流直导线 AB 和 CD ,间距为d, 各自通有电流 I1和 I2,流向相同。 求它们之间相互作用。,电流AB在电流CD处的磁感应强度,CD上电流元I2dl 受到的力为,5,导线CD上单位长度所受的力为,同理。