Lec01绪论与质点运动学.ppt

大学物理（上） * 任课老师：陈亮 联系方式：liangchen@mail.hust.edu.cn （64 学时） 答疑： 时间：单周1和3，双周2和4，19:30~21:30 地点：周1和2： 东9-A210；周3和4： 西5-116 总成绩： 期末考试成绩（80%） + 平时成绩（20%） 平时成绩：作业、课堂表现、考勤等。 缺交作业1/3及以上，综合成绩按0分计。 作业：每周2上课之前交 物理学（Physics） 研究物质的基本结构和基本运动规律 物质的基本道理 是什么样的? 为什么是这样的？ 将来又会怎样？ 物质世界 (nature) 基本运动规律 基本相互作用 （电磁、引力 弱、强） 基本粒子 原子、分子 纳米团簇 宏观物体 星系 微观 宏观 宇观 力学 热学 电磁学 光学 量子力学 天文物理 …… 古希腊人: 对自然界的观察和思考 自然哲学 牛顿时代（17世纪）：《自然哲学的数学原理》 经典力学理论 18、19世纪，卡诺、焦耳、克劳修斯等 宏观热力学理论 麦克斯韦、玻耳兹曼等 气体分子动力学 库仑、安培、奥斯特、法拉第、麦克斯韦等 电磁学 经典物理学 “There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”， “two small, puzzling clouds remained on the horizon”。 Kelvin 1900 现代物理： 爱因斯坦建立相对论； 玻尔、普朗克、德布罗意、海森伯、薛定鄂等建立量子力学 “There is nothing new to be discovered in physics now. All that remains is more and more precise measurement.”， “two small, puzzling clouds remained on the horizon”。 Kelvin 1900 远望六号 相对其它学科而言，物理学更着重于物质世界普遍 而基本规律的追求。 这些基本规律在具体情况下的应用 ? 其他学科 物理学是一门基础科学 牛顿力学 ?工程力学、结构力学、流体力学、振动、动力…… 电磁学? 通信、电力等 热学 ? 动力、制冷、制热 牛顿力学 热学 电磁学 振动与波动 量子力学基础 大学物理 （112学时） 波动光学 激光和半导体 狭义相对论 （上） （下） 课程目的： 学习基础知识 体会科学方法、物理思维 本学期授课安排 第1章： 绪论/质点运动学：3学时 第2章： 牛顿运动定律：11学时 第3章： 刚体力学：4学时 第4章： 流体运动简介：4学时 第5章： 狭义相对论： 8学时 第6章： 静电场：12 学时 第7章： 稳恒磁场：10学时 第8章： 电磁感应：10学时 习题课和复习：2学时 总学时：64学时 推荐参考书： 赵凯华等，新概念物理教程 《力学》《电磁学》，高等教育出版社 《费（恩）曼物理学讲义》，上海科学技术出版公司 教材： 新版《大学物理》上下册、习题册（2011年1月出版） 请以班为单位到西115余老师集中购买。 如何描述机械运动 ? 运动学 不涉及引起运动变化的原因。 力学是研究物体机械运动规律的一门学科。 机械运动是指物体位置随时间的变动。 动力学探讨运动发生变化的原因，即动力学 研究的是物体间的相互作用对机械运动的影响。 力学 (Mechanics) 动力学 (Dynamics) 运动学 (Kinematics) （位置、速度、加速度） （牛顿三定律） 应用：机械制造、土木建筑、甚至航空航天等 牛顿力学/ 经典力学 第一章 质点运动学 质点、参考系、位置矢量、位移 速度、加速度、相对运动 质点 （particles） 忽略物体的大小和形状，而将其抽象为一个有质量而无大小和形状的几何点，这样的物体称为质点 为什么要引入质点这个概念： 实际问题 ? 模型化、简单化、抽象化、理论化 ? 解决实际问题 （多质点体系） 什么情况下可以把研究对象看成质点？ 一个物体各点的运动可以用其中任何一点来代表 第1节 位置矢量、位移、速度、加速度 参考系的选择原则上是任意的。但参考系不同， 对运动的描述可能是不同的。 1. 参考系 （reference frame） 在描述一个物体的运动时，选作参考的其它物体称为参考系, 也称参照系。 坐标系：选定参考系后，还只能对物体的机械运动作定性描述。为了定量地说明一个质点相对于此参考系的位置，还必须在参考