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大学物理学 （讲稿） 河北工程大学物理系 康山林 绪论 一、什麽是物理学？ 1．物理学是研究物质基本属性和基本运动规律的科学。 2．物理学理论体系：大学物理学包括经典物理和近代物理；经典物理包括力 学、热学、电磁学和光学，近代物理包括相对论和量子物理。力学研究物质机械运 动规律，热学研究物质热运动规律，电磁学研究电磁场及其运动规律； 二、为何学习大学物理学？ 1．学习物理概念和规律丰富知识；2．学习物理方法和技能提高能力； 3．通过知识和能力提高科学素质。 三、如何学习大学物理？ 1．各个教学环节：课堂上认真听、适当记、积极思索和发言；预习与复习；. 独立完成作业，.善于提出问题和解决问题。2．考试形式和内容。3．答疑时间与 地点。 四、主要参考书： 《大学物理学》，赵近芳等编，北京邮电大学出版社，2002年5月（第一 版）； 《物理学》，马文蔚等编，高等教育出版社，2000年2月（第四版）； 《普通物理学》，程守诛等编；高等教育出版社，1998年6月（第五版）； 《大学物理学习指导》，康山林等编，汕头大学出版社，2001年9月（第一 版）。 第一章 运动的描述 一、基本要求：掌握运动方程的应用和质点运动的分析计算，了解相对运动 的处理方法。 二、重点内容：位置矢量、位移、速度、加速度和运动方程。 三、难点内容：切向加速度、法向加速度和相对运动。 本章内容是基础，要着重讲述重要概念的意义和方法；有一部分内容在中学 讲过，可以引导学生作扼要的复习。本章内容计划使用6学时（含绪论）。 §1-1 运动的描述方法 一、参照系与坐标系 1．参照系：对物体运动的描述只能是相对的，必须指定的参考物。 2．坐标系：定量描述运动需要坐标系，有直角坐标系、极坐标系、柱坐标和 球坐标系等。 二、物理抽象模型 1．理想模型是物理学研究问题的最重要的方法，其目的是突出主要因素，忽 略次要因素。 2．质点是一个抽象模型，忽略物体的大小和形状，将其质量集中于一点。实 际物体各点运动情况相同时可以当作质点。 3．刚体也是一个抽象模型，忽略物体形状的变化。刚体内任两点的相对位置 保持不变。 §1-2 描述质点运动物理量 一、位置矢量： r = x i + y j，描述质点运动的空间位置。 1．矢量性：大小：r =[x2+y2]1/2；方向：由O 点指向 P 点； 2．瞬时性：r = r （t）； 3．相对性：rpo = rpo/ +ro/o； 二、位移矢量： Δr = r2 -r1= (x2-x1)i +(y2-y1) j；描述质点运动空间位置的改变。 1．矢量性：大小：∣Δr∣=[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2；方向：由起始点指向 终点。 注意：（1）∣Δr∣≠ΔS，位移的大小不等于路程。 （2）∣Δr∣≠Δr。∣Δr∣=[(x2-x1)2+(y2-y1)2]1/2；Δr= r2 -r1= - 两者不相等。 2．相对性：Δrp对 o =Δrp 对 o/ +Δro/对 o； 三、速度 1．匀速直线运动的速度：v= ； 2．变速直线运动的速度：平均速度： ；瞬时速度：v= = 。 3．曲线运动的速度：v=dr/dt= i + j= i + j；描述质点运动的快慢程度。 （1）矢量性：大小：v =[( )2+( )2]1/2；方向：沿轨迹的切线方向。 （2）瞬时性：v= v （t）；（3）相对性：vpo = vpo/ +vo/o； 注意：（1）∣Δv∣≠Δv， （2）∣v∣=∣dr/dt∣= =v，但 ≠∣Δr/Δt∣∴平均速度的大小≠平均速率。 四、加速度： a=dv/dt= i + j= i + j； 1．矢量性, 2．瞬时性, 3．相对性。 五、运动方程及其应用： 1．矢量形式：r = r （t）= x （t）i +y （t）j；2．参量形式：x=x （t）