1、大學物理學,緒論,一、物理學的研究對象,1、物質的基本結構,2、物質間的相互作用,引力作用、電磁作用、強相互作用、弱相互作用,3、物質最基本、最普遍的運動形式 及轉化規(guī)律,二、學習的主要內容,經(jīng)典物理：力學、熱學、電磁學、波動學,近代物理：狹義相對論、量子物理,三、物理學的地位和作用,1 自然科學和工程科學的基礎,3 物理教育是一種素質教育,（1）知識方面：對物理學的內容和方法、工作語言、概念和物理圖象、其歷史、現(xiàn)狀和前沿等方面從整體上都有一個全面的了解。,（2）能力方面：應用知識能力；獲取信息的能力；洞察能力；創(chuàng)新能力；表達能力等。,（3）科學精神：正確的科學觀，高尚的科學精神；對人類社會高

2、度的責任感； 學術上的交流合作精神等。,四 學習大學物理應注意的幾個問題,、大學學習特點是進度快、內容多，要培養(yǎng)自學能力；,、重視基本概念的理解。“用自己的語言表達出來”；要培養(yǎng)獨立思考的能力；,、認真完成作業(yè)，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題能力。,第一章 質點運動學,1-1 參考系質點,定義：為描述物體的運動而選的標準物或物體組（如地球參考系）。,一、 參考系(Reference frame）,二 、質點（material point),質點是具有一定的質量而沒有大小和形狀的物體。,質點是理想模型。抽象條件為：,、形狀大小不起作用，如平動；,、“物體線度”遠小于“研究的距離” 如地球在太陽系的公

3、轉,位置矢量：用來確定質點P位置的矢量。,表示質點P的位置：,（1）選取參考系；,（2）建立坐標系；,1-2 位置矢量、運動方程、位移,一、 位置矢量 （position vector）,定義：設t時刻物體在位置P，從原點O指向質點P點的有向線段稱為位矢。,（3）確定單位矢量,注意：,位置矢量是矢量，它不僅有大小而且有方向,大?。?方向：,平面運動：,直線運動：,二、運動方程,或分量式：,2、軌道方程 運動質點在空間所經(jīng)過的路徑，叫做軌道。描述軌道的方程叫 軌道方程。,1、運動方程：質點P運動時，位矢 的大小和 方向均隨時間而變化，故位矢 是時間t的函數(shù),三、位移（displacement）,

4、位移是描述質點位置矢量改變的物理量。與質點運動狀態(tài)變化相對應。,位移定義為：,在直角坐標系中：,注意：a） 和 是兩個不同的概念； 注意 與 的區(qū)別,b）位移和路程是兩個不同的概念。,1-3 速度和加速度,一、速度,1、平均速度,平均速度： 與 的比值為質點在 內的平均速度。公式為：,上式表明平均速度是矢量，方向與 相同。,2、瞬時速度,當 趨于0時， 也趨于0，則： 趨于一極限值，此極限值稱為t時刻的瞬時速度，簡稱為速度。,討論：,a）直角坐標中：,b）方向是該時刻軌道切線方向，并指向質點前進的方向；,c）速率：速度大小的值。,速度分量為：,加速度是描述速度隨時間變化規(guī)律的物理量。,二、加速

5、度,1、平均加速度,質點做曲線運動， t時刻在A點速度為 ， 時刻到達B點速度為 時間內增量為,定義：,反映的是 時間內速度變 化的平均快慢程度。,、瞬時加速度,上式說明加速度為位矢的二階時間導數(shù)。,令 ， 的極限值就是質點在點處的瞬時加速度。公式為：,注意：,1）瞬時加速度是矢量，方向與速度改變方向相同。,2）速度的大小、方向二者之一發(fā)生變化，瞬時加速度不等于零,在直角坐標系中：,例：設質點的運動方程為,（）計算在到這段時間間隔內的平均速度；,解：（）由平均速度的定義式，在 內的平均速度為：,其中,解（）：由題意知，速度的分量式為：,故t=3s時速度分量為,故t=3s時速度為,而在t=3s時

6、的速率為：,（）求時的速度和速率；,由運動方程可分別作x-t，y-t和y-x圖。,（）作出質點運動的軌跡圖。,例2如圖所示A、B兩物體由長為l的剛性細桿相連， A、B兩物體可在光滑軌道上滑行。如物體A以恒定 速率v向左滑行，當 時，B的速度是多少？,（1）,物體B的速度為：,（2）,解 按圖所選的坐標軸，A的速度為：,x、y是時間的函數(shù)，兩端求導得：,則B的速度為：,因為,即：,當 時，,1-4 運動學第二類問題,（1）對于 由加速度的定義：,一 速度公式,第一類問題：已知 ，求 第二類問題：已知 ，求 。,分量式為：,（2）直線運動中，對于,對方程兩端積分求解。,（3）對于 a=a(x),兩

7、端積分得：,二 運動方程,分量式為：,兩邊積分,由,解：a 是t的函數(shù)，由相應的公式得：,則：,位置矢量為：,根據(jù)積分公式，得,三、 拋體運動,平拋運動,位置矢量為：,分量式：,軌道方程：,是一拋物線。,斜拋運動,已知 條件,任意時刻的速度：,任意時刻的位置：,消去得軌道方程：可知也是一條拋物線。,一定時對應的最大射程,）飛行總時間對應，,得：,）射程：（時對應的的值）,由,）上升最高時所需時間對應,）上升最大高度，對應時的值,得：,由,p連線與基準方向（軸） 之間的夾角定義為角坐標。 是的函數(shù)。,1-5 圓周運動,1、圓周運動角量描述,（1）角坐標,隨時間的變化率。,單位：弧度秒，rad/s。,（2）角速度：,是矢量，在圓周運動中，可看成是代數(shù)量。,單位：rad,角速度 隨時間的變化率：,單位：,（）角加速度：,2、 切向、法向加速度（線量加速度）,自然坐標系： 切線方向上的單位矢量； 法線方向上的單位矢量；,已知，,則：,1）勻速圓周運動：,3）對一般曲線運動: 用,討論：,2）變速直線運