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大学物理大学物理绪论绪论12大学物理大学物理绪论绪论( (一)物理学的研究对象和研究方法物理学的研究对象和研究方法( (二二) )物理学课程的地位与作用物理学课程的地位与作用( (三三) )教学内容和课时安排教学内容和课时安排( (四四) )考核考核（五）预备知识（五）预备知识3( (一) )物理学的研究对象和研究方法物理学的研究对象和研究方法 物理学物理学是研究是研究物质、能量物质、能量和它们的和它们的相互作用相互作用的学科。的学科。 第第23届国际纯粹物理与应用物理联合届国际纯粹物理与应用物理联合会（会（IUPAP）大会（）大会（99.3.1621）通过）通过的的“决议五决议五”中十分精辟地指出：中十分精辟地指出： 4 空间尺度空间尺度 （相差（相差1045 1046） 1026 m（约（约150亿光年）亿光年）（宇宙）（宇宙） 1020 m（夸克）（夸克） 时间尺度时间尺度 （相差（相差1045） 1018s（宇宙年龄（宇宙年龄150亿年）亿年） 10-27s （ 硬硬 射线周期）射线周期） 速率范围速率范围 0 （静止）（静止） 3 108 m/s （光速）（光速）1.物理学的研究对象（十分广泛）物理学的研究对象（十分广泛） 不同尺度和速度范围的对象要用不同的物不同尺度和速度范围的对象要用不同的物理学研究：理学研究：物理学10 26米米观测到最远观测到最远类星体的距离类星体的距离10 - - 15米米质子半径质子半径10 - - 43秒秒普朗克时间普朗克时间时空起源时空起源 粒子产生粒子产生10 39秒秒质子寿命质子寿命时空范围72. 物理学的研究方法物理学的研究方法提出命题提出命题应用应用修改理论修改理论实验检验实验检验理论预言理论预言 物理学物理学是一门理论和实验高度结合的精确是一门理论和实验高度结合的精确物理的直觉物理的直觉和想象力及和想象力及洞察力也常洞察力也常常产生重大常产生重大突破和发现突破和发现其研究方法可概括为：其研究方法可概括为：科学，科学，观测、实验观测、实验推测答案推测答案8 对称性分析对称性分析 守恒量的利用守恒量的利用 简化模型的选取简化模型的选取 概念和方法的类比概念和方法的类比 从方法论上讲，物理学的研究方法可分为：从方法论上讲，物理学的研究方法可分为： 演绎法：演绎法： 归纳法：归纳法： 基本定律基本定律推理、演算推理、演算 新理论新理论归纳实验、观测事实归纳实验、观测事实 假设、模型假设、模型新理论新理论具体地说，物理学还有许多有特色的方法，具体地说，物理学还有许多有特色的方法， 定性和半定量分析定性和半定量分析 量纲分析量纲分析 能量分析能量分析 比如：比如：9微结构物理，微结构物理，3.物理学在不断发展物理学在不断发展 经典物理也在发展：经典物理也在发展：波动光学波动光学信息光学信息光学牛顿力学的决定性牛顿力学的决定性内在随机性内在随机性 前沿：前沿：粒子物理，粒子物理， 混沌学，混沌学， 高温超导，高温超导，光子学，光子学，（二）物理学（二）物理学课程的地位与作用课程的地位与作用 物理学既是人类知识的结晶，又是新技术的重要母物理学既是人类知识的结晶，又是新技术的重要母体。它的基本原理渗透在自然科学的各个领域，应用于体。它的基本原理渗透在自然科学的各个领域，应用于生产技术的许多部门，生产技术的许多部门，是自然科学和工程科学技术的基是自然科学和工程科学技术的基础。础。大学物理作为一门重要的公共基础课程，它在培养大学物理作为一门重要的公共基础课程，它在培养现代的科学的自然观，宇宙观和辩证唯物主义世界观；现代的科学的自然观，宇宙观和辩证唯物主义世界观；培养探索、创新精神和创新能力，科学思维能力等方面培养探索、创新精神和创新能力，科学思维能力等方面有决定性的影响和重要作用。大学物理课程在应用型人有决定性的影响和重要作用。大学物理课程在应用型人才的培养中进行科学素质的培养是其他课程不可替代的。才的培养中进行科学素质的培养是其他课程不可替代的。 （三）教学内容和课时安排（36+9学时）第1章 质点运动学（3学时）第2章 质点动力学（3学时）第3章 刚体的定轴转动（3课时）第4章气体动理论（2课时）第5章 热力学基础（4课时）第6章 静电场（3课时）第7章 稳恒磁场3课时）第8章 电子感应（3课时）第9章 振动学基础（2学时）第10章波动学基础（4学时）第11章 波动光学（4学时）第12、13章狭义相对论 量子物理基础（2学时）11经典力学经典力学热学基础热学基础电磁学电磁学波动光学波动光学近代物理近代物理（四）考核总成绩构成 = 平时考核（20%）+阶段考核（30%）+期末考核（50%）平时考核A：包括考勤、在线平台应用情况，课堂参与, 作业等共占20。阶段性考核B：实验成绩，占30。期末考核C：教材开卷，占50%。12矢量有大小、有方向，且服从平行四边形运算法则的量。有大小、有方向，且服从平行四边形运算法则的量。A线段长度（大小）；箭头（方向）。线段长度（大小）；箭头（方向）。手书手书A印刷印刷（附有箭头）（附有箭头）（用黑体字，不附箭头）（用黑体字，不附箭头）表示法分别为分别为 X X、Y Y 轴的轴的X单位矢量（大小为单位矢量（大小为1 1，方向，方向Y0Ajixyij、分别沿分别沿 X X、Y Y 轴正向）。轴正向）。在在 X- -Y 平面上的某矢量平面上的某矢量 A 该矢量该矢量 A 的坐标式的坐标式手书手书A = x i + y j印刷印刷= x + y在课本中惯用印刷形式。在课本中惯用印刷形式。在本在本演示课件演示课件中，为了中，为了配合同学做手书作业，采配合同学做手书作业，采用用手书形式手书形式。矢量加减()与与平行四边形法则平行四边形法则 对角线矢量是两邻边矢量的合矢量。对角线矢量是两邻边矢量的合矢量。等效三角形在实际应用中，常用更简洁的等效画法在实际应用中，常用更简洁的等效画法常用关系在质点运动学中，我们常用到在质点运动学中，我们常用到 的关系。的关系。从上述例子中不难看出，构成该三角形从上述例子中不难看出，构成该三角形的三个矢量之间的相互关系为的三个矢量之间的相互关系为矢量点乘两矢量两矢量点乘的结果是标量点乘的结果是标量00矢量叉乘两矢量两矢量叉乘的结果是矢量叉乘的结果是矢量大小大小方向方向角转向叉号后矢量的旋进方向。角转向叉号后矢量的旋进方向。垂直于两矢量决定的平面，指向按右螺旋从叉号前垂直于两矢量决定的平面，指向按右螺旋从叉号前的矢量沿小于的矢量沿小于的方向的方向两矢量所两矢量所在平面在平面叉号前后量矢的位置由有关物理定义来确立，不能互易。叉号前后量矢的位置由有关物理定义来确立，不能互易。右手法则国际单位物理学通用的国际单位制物理学通用的国际单位制