大学物理第一章课件

1、大学物理（2-1）,授课教师:朱化凤 联系电话：13468286519 电子邮件：zhuhfupc.edu.cn 答疑时间: 答疑地点： 交作业时间:每周第一次课 课件下载：,大学物理（2-1）,大学物理（2-1） 64学时 第1章质点运动学 4学时 第2章牛顿运动定律 4学时 第3章功和能 2学时 第4章动量和角动量 6学时 第5章刚体力学基础 4+2学时 第6章狭义相对论 4学时 第7章气体动理论 4学时 第8章热力学基础 4+2学时 第9章机械振动和机械波 8+2学时 第10章波动光学 10+2学时 第11章几何光学 2学时,其中：运动会:0学时；期中考试:2学时；机动:2学时. 期中考试时间:估计五。

2、第一章习题解答1几何光学基本定律 1如图所示为一种液面激光控制仪，当液面升降时，反射光斑移动，为不同部位的光电转换元件所接收，变成电讯号输入控制系统，试计算液面升高h时反射光斑移动的距离s。解：按光的反射定律作光路于附图，则由图可得反射光线的位移量为又 于是得5试证明：当一条光线通过平行平面玻璃板时，出射光线方向不变，但产生侧向平移，当入射角 很小时，位移为 式中n为玻璃板的折射率 ，t为其厚度。 解：对平行平板上下表面分别两次运用折射定律，并考虑到平板上下是同一介质，便可证明最后出射光线与当初入射光线的方。

3、第一章作业解 1 7液滴法是测定液体表面张力系数的一种简易方法 将质量为m的待测液体吸入移液管 然后让液体缓缓从移液管下端滴出 可以证明 其中 n为移液管中液体全部滴尽时的总滴数 d为液滴从管口落下时断口的直径 请证明这个关系 证 当液滴即将滴下的一刻 其受到的重力与其颈部上方液体给予的张力平衡 得证 1 8 在20 km2的湖面上下了一场50 mm的大雨 雨滴半径为1 0 mm 设温度不变 雨水。

4、1第一章 质点运动学11 描写质点运动状态的物理量是 。解：加速度是描写质点状态变化的物理量，速度是描写质点运动状态的物理量，故填“速度”。12 任意时刻 at=0 的运动是 运动；任意时刻 an=0 的运动是 运动；任意时刻 a=0 的运动是 运动；任意时刻 at=0，a n=常量的运动是 运动。解：匀速率；直线；匀速直线；匀速圆周。13 一人骑摩托车跳越一条大沟，他能以与水平成 30角，其值为 30m/s 的初速从一边起跳，刚好到达另一边，则可知此沟的宽度为 （ 。)m/s102g解：此沟的宽度为 345106sin32sin0gRv14 一质点在 xoy 平面内运动，运动方程。

5、1-1 分析与解 (1) 质点在 t 至( t t)时间内沿曲线从 P 点运动到 P 点,各量关系如图所示, 其中路程 s PP, 位移大小 r PP,而 r r- r表示质点位矢大小的变化量,三个量的物理含义不同,在曲线运动中大小也不相等(注：在直线运动中有相等的可能)但当 t0 时,点 P无限趋近 P点,则有d rd s,但却不等于d r故选(B)(2) 由于 r s,故 ,即 tsrv但由于d rd s,故 ,即 由此可见,应选(C)td1-2 分析与解 表示质点到坐标原点的距离随时间的变化率,在极坐标系中叫径向t速率通常用符号 vr表示,这是速度矢量在位矢方向上的一个分量； 表示速度矢量；在tdr自然坐标。

6、 习题解答1-3 如题 1-3 图所示，汽车从 A 地出发，向北行驶 60km 到达 B 地，然后向东行驶 60km 到达C 地，最后向东北行驶 50km 到达 D 地。求汽车行驶的总路程和总位移。解 汽车行驶的总路程为；汽车的总位移的大小为r = 位移的方向沿东北方向，与 方向一致。1-4 现有一矢量 R 是时间 t 的函数，问 与 在一般情况下是否相等？为什么？解 与 在一般情况下是不相等的。因为前者是对矢量 R 的绝对值(大小或长度)求导，表示矢量 R 的大小随时间的变化率；而后者是对矢量 R 的大小和方向两者同时求导，再取绝对值，表示矢量 R 大小随时间的变。

7、大学物理,潍坊学院 物理与电子科学系,绪 论,2,一、物理学的研究对象,物理学的基本概念、基本规律和基本研究方法，以及根据物理学原理设计制造的各种仪器设备，已经广泛地应用于所有自然科学的各个学科之中，推动了各学科领域和技术部门的飞速发展。,物理现象的普通性使得物理学基本知识成为研究任何科学技术所不可缺少的基础。,物理学是研究自然界中物质的基本结构及基本运动规律的科学。是自然科学的基础。,1、物质世界,研究的对象十分广泛 宇观、宏观、微观,空间尺度,速率范围 0(静止) - 3108 m/s(光速),时间尺度,(跨度1046),(哈勃半径)。

8、黄庆捷,山东大学信息学院,电话：13031717910,qjhuangsdu.edu.cn,力学与分子物理学,1、物质世界,时间与空间是物质的最基本属性，物理学的发展史就是时间与空间研究的发展史。地心说-日心说-宇宙无心说。经典时空观、相对论时空观。,物理学是研究自然界中物质的基本结构及基本运动规律的科学。是一切自然科学的基础。,一.什么是物理学？,空间尺度约150亿光年(宇宙) 1020 m(夸克),时间尺度150亿年(宇宙年龄)10-27s( 射线周期),速率范围0(静止) 3108 m/s(光速),2、物质的两种形态：,a.实物,微观实物（电子、中子等）,宏观实物（气、液、固等）。

9、大学物理,绪论,祝愿大家新学期万事如意、 学习进步！,赵 华深圳大学物理系 (518060) 科技大楼313 手机：13925268894 QQ:874730746,一、物理学的研究对象,1、物质的基本结构,2、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,3、物质最基本、最普遍的运动形式及转化规律,二、学习的主要内容,三、物理学的地位和作用,1 自然科学和工程科学的基础,经典物理：力学、热学、电磁学、波动学,近代物理：狭义相对论、量子物理,四、如何学好大学物理学,1、大学学习特点是进度快、内容多，要培养自学能力。2、重点掌握每个概念的引。

10、1,第一章 矢量分析,2,本章内容 1.1 矢量代数 1.2 三种常用的正交曲线坐标系 1.3 标量场的梯度 1.4 矢量场的通量与散度 1.5 矢量场的环流和旋度 1.6 无旋场与无散场 1.7 拉普拉斯运算与格林定理 1.8 亥姆霍兹定理,3,1. 标量和矢量,矢量的单位矢量：,标量：一个只用大小描述的物理量。,1.1 矢量代数,矢量：一个既有大小又有方向特性的物理量，常用黑体字母或带箭头的字母表示。,矢量的几何表示：一个矢量可用一条有方向的线段来表示,注意：单位矢量不一定是常矢量。,常矢量：大小和方向均不变的矢量。,4,矢量用坐标分量表示,5,（1）矢量的加。

11、1.5 一质点沿半径为 0.10m 的圆周运动，其角位置（以弧度表示）可用公式表示： = 2 + 4t3求：（1）t = 2s 时，它的法向加速度和切向加速度；（2）当切向加速度恰为总加速度大小的一半时， 为何值？（3）在哪一时刻，切向加速度和法向加速度恰有相等的值？解答 （1）角速度为 = d/dt = 12t2 = 48(rads-1)，法向加速度为an = r2 = 230.4(m s-2)；角加速度为 = d/dt = 24t = 48(rads-2)，切向加速度为at = r = 4.8(ms-2)（2）总加速度为 a = (at2 + an2)1/2，当 at = a/2 时，有 4at2 = at2 + an2，即由此得，即 ，解得 所以=3.154(rad)（3）。

12、理 论 力 学 绪 论,航空航天技术,材 料,力 学,信 息,制 造,Aerospace,新能源,应 用 实 例,卫星主承力筒与太阳帆板基板 模态响应 屈曲失稳 损伤容限 连接强度,应 用 实 例,固体火箭发动机 壳体 几何非线性 界面 检验规范 破坏准则 喷管 性能表征 结构完整性 可靠性,应 用 实 例,可膨胀展开大型空间结构 几何非线性 刚化与展开动力学 稳定性 防泄漏 冲击,应 用 实 例,导弹再入环境 热应力：变形与断裂 热化学烧蚀：氧化和升华 机械剥蚀：剪应力 侵蚀：高速粒子云撞击表面,应 用 实 例,航空发动机 蠕变：高温复杂载荷 疲劳：循环载荷 氧化/腐。

13、解：,(1) 由题意，在直角坐标系中运动学方程表示为：,消去时间 t 可得轨迹方程，即,(2) 由题意，第 1 秒末到第 3 秒末的位移为：,(3) 由平均速度的定义得,(4) 由速度和加速度的定义，得,则第 3 秒末的速度和加速度分别为：,第 3 秒末？t=3?4?,1.3 质点 M 在水平面内运动轨迹如图所示，OA 为直线，AB、BC 段分别不同半径的两个 1/4 圆周。设 t = 0 时，M 在 O 点，已知运动方程为 ，求 t = 2s 时的法向和切向加速度。,解：,由题意，在自然坐标系中,质点的运动方程为,当 t = 2 s 时,质点位于BC圆弧上,由速度的定义得,切向和法向加速度的大小。

14、1,一、质点 参照系 坐标系,（一）质点：具有质量而没有大小和形状的理想物体，称做质点。,物体大小和形状的变化对其运动的影响可忽略时的理想模型,2,地球绕太阳公转：地球半径： 日地距离： 地球可看作质点。 地球自转：不能将地球看作质点。,3,（二）、参考系：运动本身是绝对的，但对运动的描述是相对的。在描述物体的运动时，被选来作为依据的物体或物体群，称做参考系。,（三）、坐标系：为了把物体在各个时刻相对于参考系的位置定量地表示出来，需要在参考系中建立适当的坐标系。（固定坐标系、运动坐标系）,力学中常见的坐标系：直。

15、上海海事大学,上海海事大学物理教研室,大学物理学,绪 论,绪论,一、物理学的研究对象二、物理学的研究方法三、物理学的学习方法,目的：获得学习“大学物理”的自觉意识和较高的起点。,一、物理学的研究对象,研究物质的基本结构、基本相互作用和基本运动规律。,物质,抽象物质,实物物质,气体、液体、固体、 等离子体等,场等,经典物理学,经典力学,宏观热力学,气 体 分 子 动 理 论,电 磁 学光 学,近 代 物 理 学,基础,分支,狭义相对论 广义相对论 量子力学,粒子物理 原子核物理 原子分子物理 激光物理 凝聚态物理 等离子体物理 电子物理等,特。

16、质点运动学一、选择题1、 一小球沿斜面向上运动，其运动方程为 S=5+4tt 2（SI） ，则小球运动到最高点的时刻是(A) t4s (B) t2s (C) t8s (D) t5s 2、 一质点沿 x 轴作直线运动，其 v-t 曲线如图所示. 如 t=0 时，质点位于坐标原点。则 t4.5s 时，质点在 x 轴上的位置为：(A) 0 (B) 5m (C) 2m (D) -2m (E) -5m 3、 图中 p 是一圆的竖直直径 pc 的上端点，一质点从 p 开始分别沿不同的弦无摩擦下滑时，到达各弦的下端所用的时间相比较是：(A) 到 a 用的时间最短 (B) 到 b 用的时间最短(C) 到 c 用的时间最短 (D) 所用时间都一样 4、 一质点在。

17、第一篇 力学,质点运动学 与 动力学;守恒定律,刚体动力学；狭义相对论;振动与波动。,hpyingzju.edu.cn,第一章 质点运动学,研究目标： 机械运动 (宏观)物体之间或物体内部各部分之间 相对位置随时间的变化过程。,hpyingzju.edu.cn,1-1 质点 参考系,1. 质点 (抽象模型，物理概念),物体：具有大小、形状、质量和内部结构的物质形态。,质点：具有一定质量但没有大小或形状的理想物体。,条件：大小和形状对运动没有影响或影响可忽略。,hpyingzju.edu.cn,研究地球公转,质 点,hpyingzju.edu.cn,研究地球自转 (质点模型不正确),质 点,R：离地轴距离。

18、1,大学物理课,Welcome,2,绪 论,自然科学：,Physis,古希腊文中意为“自然”.,一.物理学的研究对象:,在欧洲古代,物理学,自然科学的总称,物理学是研究物质最一般的运动规律及物质基本结构的学科.,数学,物理,化学，,生物学,天文学,地学。,physics,运动是物质的根本属性.,时间和空间是运动物质存在的形式.,3,高速物体运动： 相对论力学,经典,近代,物理学的最大特点：,二.为什么要学习大学物理,机械运动： 力学,分子热运动： 分子运动理论，热力学,电磁运动： 电磁学，光学,微观粒子运动： 原子物理学,量子物理学,实验科学,4,物理学不仅是一门实。

19、绪 论,1.物理学研究的内容,一切自然科学的基础或支柱。,自然科学五次大综合都是以物理学取得重大突破为基础。,第二次为能量守恒和转化定律的建立，其关键是热力学第一定律的发现；,第一次为牛顿力学的建立，宣告近代自然科学的诞生；,第三次为麦克斯韦电磁场理论的建立；,物质运动最基本最普遍的形式，包括机械运动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核内的运动等。,课程内容体系 力学和相对论;电磁学;热学;机械振动与机械波;光学;量子物理学。,2.物理学与其他学科,绪论,技术进步的理论基础和指南,第四次为相对论的建立；,牛顿力学和热力。

20、第一编：力学 (Mechanics),牛顿力学、热力学、电动力学、色动力学-,力学-研究物体机械运动的科学。,机械运动-物体相对位置或自身各部份的相对位置发生变化的运动。,机械运动的基本运动形式：,1平动- 物体上任一直线恒保持平行的运动；,2定轴转动-各点绕一固定轴作圆周运动的运动,2） 刚体-任何情况下大小形状都不发生变化的力学研究对象,1）质点-把实际物体看成只有质量而无大小形 状的力学研究对象。,两个模型：,质点运动学,质点动力学,刚体,2、质点:是一个不计其形状和大小的物体，理想化的物理模型。（只有质量）,坐标系：定量描述。（。