2023年Ch绪论运动学（教学课件）.ppt

大学物理大学物理 授课教师：汪仲清授课教师：汪仲清 答疑时间：待定答疑时间：待定 答疑地点：数理楼答疑地点：数理楼3 3楼楼根底物理教学部根底物理教学部 联系联系 ：6246120762461207 交作业时间：每周第一交作业时间：每周第一次课次课作业上注明作业上注明 在班上的学号在班上的学号排名序排名序号号 主要参考书：马文蔚改编：主要参考书：马文蔚改编：?物理学物理学?第五版第五版 本学期授课内容：力学、电磁学本学期授课内容：力学、电磁学 绪绪 论论 (Introduction)(Introduction)一、物理学的内容是什么一、物理学的内容是什么 QuestionQuestion：你是如何认识和理解你身处的世界？：你是如何认识和理解你身处的世界？固体、液体、气体固体、液体、气体 原子、分子原子、分子 原子核、电子原子核、电子 质子和中子质子和中子 夸克和轻子夸克和轻子 夸克夸克：u,d,s,c,t,b 轻子轻子：光子光子,电子电子,中微子中微子 字面意思：事物存在的道理。存在和道理字面意思：事物存在的道理。存在和道理 有古人云：有古人云：子曰：子曰：凡天下之凡天下之物物，莫不有，莫不有理理 唯于理有未穷，故其智为不尽唯于理有未穷，故其智为不尽 孔子孔子 大学篇大学篇 1.物理学物理学 物理学中的四大根本概念物理学中的四大根本概念 物质物质 时空时空 作用作用 运动运动 mattermatterspacespace-timetimeactionaction motionmotion 2.开展简史开展简史 .经典物理：指以经典物理：指以Newton 的绝对时空观和的绝对时空观和 Laplace 的因果断定论为根底的物理学的因果断定论为根底的物理学(classical physics)。特点：特点：(1)能够在时空中给出直观而实在的描述。能够在时空中给出直观而实在的描述。(2)适用于宏观低速领域，以牛顿力学和适用于宏观低速领域，以牛顿力学和 Maxwell 的电磁学为根底。的电磁学为根底。物理学是研究自然界中一定时间和空间内物质存在物理学是研究自然界中一定时间和空间内物质存在 的根本形式的根本形式实物粒子和场实物粒子和场，相互作用，相互作用四种四种及及 运动规律的科学。或简单的说，探讨物质的根本结运动规律的科学。或简单的说，探讨物质的根本结 构、相互作用及其运动规律的科学。构、相互作用及其运动规律的科学。经典热力学；经典热力学；经典电磁学。经典电磁学。具体划分：具体划分：古希腊人的自然哲学；古希腊人的自然哲学；Isacc Newton 时代时代?Philesophiae Natruralis Principia Mathematica?或或?The Mathematical Principles of Celestial Mechanics?；.近代物理近代物理 特点：在高速及微观领域建立起来的物理概念特点：在高速及微观领域建立起来的物理概念 和理论体系，根底是相对论和量子力学；和理论体系，根底是相对论和量子力学；学科名目繁多学科名目繁多 研究内容：研究内容：微观到宇观的物质结构的各层次的性微观到宇观的物质结构的各层次的性 质和运动规律质和运动规律.按层次划分：按层次划分：b.强相互作用为主的层次；强相互作用为主的层次；QCD c.粒子物理层次；粒子物理层次；d.宇观引力层次。宇观引力层次。二、为什么要学习物理学二、为什么要学习物理学 1.物理学是自然科学许多领域和工程技术的根底物理学是自然科学许多领域和工程技术的根底 (1)与各学科的关系：与化学，生物学，地质学与各学科的关系：与化学，生物学，地质学 (2)与技术的关系：与技术的关系：a.以电磁相互作用为主的层次，在微观的原子结以电磁相互作用为主的层次，在微观的原子结 构到宏观凝聚态的物质结构中占支配地位；构到宏观凝聚态的物质结构中占支配地位；QED 科学：科学：解决理论问题，发现自然界中确凿的事实和现解决理论问题，发现自然界中确凿的事实和现 象之间的联系。并建立理论把这些事实和现象联系起象之间的联系。并建立理论把这些事实和现象联系起 来。科学是与未知领域打交道，其进展尤其是重大突来。科学是与未知领域打交道，其进展尤其是重大突 破难以预料。破难以预料。技术：技术：是把科学成果应用到实际问题中去。是把科学成果应用到实际问题中去。科学与技术的关系有两种模式：科学与技术的关系有两种模式：1技术技术 物理物理 技术技术 以第一次工业革命为代表以第一次工业革命为代表 2物理物理 技术技术 物理物理 第二次工业革命提供的模式第二次工业革命提供的模式 2.物理学的开展推动了社会进步物理学的开展推动了社会进步 经济开展经济开展 3.物理学有一套完整的获得知识、组织知识和运用知物理学有一套完整的获得知识、组织知识和运用知 识的有效步骤和方法及科学的认知态度识的有效步骤和方法及科学的认知态度 提出命题提出命题 推测答案推测答案 唯象模型，定性解唯象模型，定性解 释，定量假说原理释，定量假说原理。新观测新观测 事实，或事实，或 实验或已实验或已 知原理知原理 物理学是一门理论与实验高度结合的精确科学。物理学是一门理论与实验高度结合的精确科学。理论预言理论预言 新科学、新理论必须能为实验新科学、新理论必须能为实验 所证实，要所证实，要反对反对伪科学。伪科学。实践检验实践检验 修改理论修改理论 科学的态度：科学的态度：实事求是，老老实实，独立思考，实事求是，老老实实，独立思考，自己判断，不崇拜权威。自己判断，不崇拜权威。学会多问为什么学会多问为什么！概念概念 物理实质物理实质 形成物理图像形成物理图像 三、如何学习物理学？三、如何学习物理学？1.知识知识 2.能力能力 3.知识与能力的关系知识与能力的关系(素质是建立在知识的根底上的，知识是能力的载素质是建立在知识的根底上的，知识是能力的载 体，能力是知识的应用，二者缺一皆非素质体，能力是知识的应用，二者缺一皆非素质)4.为了人类的未来以及个人将来的学习和工作为了人类的未来以及个人将来的学习和工作 全面提高自身素质。研究探索，而不应试。全面提高自身素质。研究探索，而不应试。注重理解物理学中的哲学思想。注重理解物理学中的哲学思想。追求和欣赏物理学中的美。追求和欣赏物理学中的美。注意系统化学习，四大根本概念贯穿全部物理。注意系统化学习，四大根本概念贯穿全部物理。两个根本要点两个根本要点物理意义和数学表达。物理意义和数学表达。与所学专业结合。与所学专业结合。如何学好物理学？如何学好物理学？象科学大师那样去思考。注重象科学大师那样去思考。注重思路思路：直觉和灵：直觉和灵 感；要脚踏实地，扎扎实实，又要异想天开、感；要脚踏实地，扎扎实实，又要异想天开、标新立异。标新立异。认真完成作业，选做典型习题，举一反三，深思认真完成作业，选做典型习题，举一反三，深思 多问。多问。学会科学方法学会科学方法 著名物理学家著名物理学家 Richard.Feynman said：科学是一种：科学是一种 方法，它教导人们一些事物怎样被了解，什么事情是方法，它教导人们一些事物怎样被了解，什么事情是 的，现在了解到什么程度的，现在了解到什么程度因为没有事情是绝对因为没有事情是绝对 的的，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么 法那么，如何去思考事物做出判断，如何区分真伪和法那么，如何去思考事物做出判断，如何区分真伪和表表 面现象。面现象。四、教学过程四、教学过程 1.学习过程：学习过程：(1)课前预习课前预习 学会学会“自学自学；(2)上课认真听讲，作好笔记上课认真听讲，作好笔记抓住抓住“重点重点，突出突出“物理思路物理思路；不要无故旷课；不要无故旷课点名抽查点名抽查(3)课后及时复习独立完成作业。课后及时复习独立完成作业。作业格式作业格式(活页纸活页纸)：姓名：姓名：班级：班级：学号：学号：标清题号，画好标清题号，画好 标准草图标准草图 10-27解：建立图示坐标系解：建立图示坐标系，并选并选 取图示微元取图示微元，那么那么 dq 单独存在时单独存在时在在 P 点产生的电势为：点产生的电势为：oxl2Paxdxdq)2(4400 xaldxrdqdUp lqppxaldxdUU200)2(4)2ln(8)2ln(40200aallqxall2.作业要求：作业要求：(1)写明求解；写明求解；(2)思路清晰，完整思路清晰，完整 展现解题思路；展现解题思路；(3)书写、作图工整书写、作图工整 认真标准，步骤认真标准，步骤 完整；完整；(4)不要抄袭，按不要抄袭，按 时完成。时完成。学号是班上的排学号是班上的排 序号！序号！(5)每周第一次课按时交作业，每周第一次课按时交作业，不要缺交拖欠作业。不要缺交拖欠作业。3.教学环节教学环节 (1)上大课上大课 (2)答疑答疑:时间待定，地点数理楼时间待定，地点数理楼 三层根底物理教三层根底物理教学部学部(3)考核：期中考试考核：期中考试10，平时作业、点名，平时作业、点名 20 期末考试成绩为期末考试成绩为 70。(4)重修重修 4.参考书：参考书：(1)马文蔚主编马文蔚主编?物理学物理学?;(2)另借一本另借一本?大学物理辅导与练习大学物理辅导与练习?之类的书；之类的书；(3)充分利用大充分利用大 学物理精品课程网站学物理精品课程网站(:/deptweb.cqupt.edu/dxwl)。5.本学期授课内容本学期授课内容 上册上册18章章 资格资格 确定确定 五、几点要求五、几点要求 适应大学的教学进度，高速度、高效率；适应大学的教学进度，高速度、高效率；谦虚好学、深入思考、多多提问、多多讨谦虚好学、深入思考、多多提问、多多讨 论；论；抓住一切时机充实自己、提高素质、设计抓住一切时机充实自己、提高素质、设计 人生、完美自我、追求真理、升华境界、人生、完美自我、追求真理、升华境界、珍惜生命、热爱生命、拥抱大自然、创造珍惜生命、热爱生命、拥抱大自然、创造 辉煌。辉煌。第一篇第一篇 力学力学mechanicsmechanics 1.力学：力学：研究机械运动规律的科学。研究机械运动规律的科学。机械运动机械运动mechanical motion：宏观物体之间：宏观物体之间 或物体内部各局部之间或物体内部各局部之间的相对位置随时间的变动。的相对位置随时间的变动。2.经典力学：经典力学：研究弱引力场中宏观物体的低速运动。研究弱引力场中宏观物体的低速运动。主要内容：主要内容：(2)动力学动力学(dynamics)：研究物体运动状态的改变与物研究物体运动状态的改变与物 体间相互作用的内在联系。体间相互作用的内在联系。(3)静力学静力学(statics)：研究相互作用下物体的平衡问题。研究相互作用下物体的平衡问题。机械机械 运动运动(1)运动学运动学(kinematics)：研究物体运动状态及变化的研究物体运动状态及变化的 规律。规律。第一章第一章 质点运动学质点运动学 kinematics of particle 运动学简介运动学简介 一、研究对象一、研究对象 轨道、位移、速度、加速度随时间的变化规律。轨道、位移、速度、加速度随时间的变化规律。二、理想模型：二、理想模型：质点，质点系质点，质点系 三、研究方法三、研究方法 1.选参考系选参考系(reference frame)2.建立坐标系建立坐标系(coordinate)3.建立运动方程建立运动方程 一、参考系一、参考系 质点质点particle 相对性；相对性；研究质点运动是研究物体运动的根底。研究质点运动是研究物体运动的根底。理想模型；理想模型；1.参考系参考系 运动是绝对的，对于运动的描述却是相对的。运动是绝对的，对于运动的描述却是相对的。为描述物体的运动而选的标准物体叫做参考系。为描述物体的运动而选的标准物体叫做参考系。1-1 描述物体运动的根本方法描述物体运动的根本方法 2.质点质点 二、坐标系二、坐标系 为了确定物体的位置和描述物体的运动，需在参为了