大學物理緒論、矢量

大學物理緒論1一、大學物理要學什么

1、什么是物理“物”—物質世界“理”—普遍規(guī)律泛指事物之理1845年設“格致”課：《大學》“致知在格物”——窮究事物的原理以獲得知識。數學、物理、化學、動物、植物和礦物1862年公立學校同文館獨立設課1899年前京師大學堂獨立設課1902年小學設不含“數學”的格致課（自然）中學則分設化學、博物、物理，即西方物理（Physics）2經典物理學經典力學經典熱力學、經典統(tǒng)計物理學經典電磁學現(xiàn)代物理學狹義相對論量子力學廣義相對論

2、大學物理的教學內容

------是理工科大學生必不可少的科技基礎。------是學習現(xiàn)代科學技術不可或缺的內容。3這就是物理學實驗室中窺探上帝的杰作----對稱而又簡潔----有趣而又深刻

在這里你會贊嘆伽利略的文采你會折服牛頓的深刻你會驚訝法拉第的想象你會欽佩麥克斯韋的數學世界正要變得混沌上帝說讓愛因斯坦出場吧于是烏云散去但世界更加不可琢磨4（1）大學物理在培養(yǎng)動手能力與創(chuàng)新精神方面的作用是任何其他學科不可替代的；（2）大學物理的基本知識是21世紀高科技人才的知識結構中必不可少的；（3）大學物理的基本知識是理工科大學生學好專業(yè)課與進一步深造的基本保障。二、為什么要學習大學物理（4）全世界工科大學無例外將物理作為重要基礎課。大學物理不及格是拿不到畢業(yè)證的！5工程技術的“知識之樹”6*第一次工業(yè)革命（17~18世紀）：機械化*第二次工業(yè)革命（19世紀）：電氣化*第三次工業(yè)革命（20世紀）：自動化和核能

重要物理規(guī)律的每一次發(fā)現(xiàn)都推動了整個自然科學和應用技術的偉大變革。建立在牛頓力學和玻爾茲曼等創(chuàng)立的熱力學發(fā)展的基礎上，標志是以蒸汽機為代表的一系列機械的產生和應用。建立在庫侖、法拉第、楞次、洛倫茲、麥克斯韋以及赫茲等對電磁學研究的基礎上，其標志是發(fā)電機、電動機、電訊設備的出現(xiàn)和應用。建立在普朗克、海森堡、愛因斯坦、薛定鄂等對相對論和量子力學的研究基礎上，其標志是以信息技術為代表的一系列新學科、新材料、新能源、新技術的興起和發(fā)展。7歷史經驗表明，全球性經濟危機往往催生重大科技創(chuàng)新和科技革命，1857年的世界經濟危機引發(fā)了以電氣革命為標志的第二次技術革命，1929年的世界經濟危機引發(fā)了戰(zhàn)后以電子、航空航天和核能等技術突破為標志的第三次技術革命。在過去的100年，人類消耗了地球歷經數百萬年所形成的碳氫化合物的一半，石油資源已過“供應頂點”。這次金融危機在很大程度上反映了過度依靠金融投機，過度依靠超前消費。依靠科技創(chuàng)新創(chuàng)造新的經濟增長點、新的就業(yè)崗位和新的經濟社會發(fā)展模式，是擺脫危機，創(chuàng)新經濟增長的根本出路。這將強烈地激勵和加快科技創(chuàng)新突破與新科技革命的到來。8工業(yè)的？？化-----納米技術、基因工程、超導應用……催生以新能源為主導的又一次全球新技術和新產業(yè)革命。

基礎：現(xiàn)代物理學研究的理論與技術。

嘿嘿，靠你們了！第四次工業(yè)革命?中國再也不能與新科技革命失之交臂，必須密切關注和緊跟世界經濟科技發(fā)展的大趨勢，在新的科技革命中贏得主動。”9（1）中學物理是學習大學物理的基礎；大學物理是中學物理的繼承與發(fā)展，但不是簡單的重復。1）研究的對象不同：

由簡單到復雜，由特殊到一般。物理知識更加深奧，范圍更加廣泛，概念、理論、定理和定律等都比中學物理中具有更廣泛的適用面。1、大學物理與中學物理的關系與差別（2）有三點主要差別：三、怎樣學習大學物理如：由勻速到變速，由恒力到變力，由均勻到非均勻，質點到剛體，增加剛體轉動力學、場論等內容等。102）研究的方法和使用的工具不同：

如：由初等數學到高等數學，由標量到矢量，主要引入矢量運算與微積分的概念和方法等。3）研究的目的不同：

如：由只知其然到知其所以然，由了解知識到應用知識。11難學：邏輯性強；枯燥：不容易產生興趣；內容多：上冊：力、熱、電、相對論；下冊：磁、振動和波、光學、現(xiàn)代物理公式多：不太容易記；課堂容量大：大多用多媒體；習題課少，課堂訓練少。2、大學物理的的特點12上課專心聽講，先理解部分，記住一部分，再慢慢消化，最好能先預習。布置練習題盡量自己做。盡量不缺課，保證上課時間。合理利用網絡，學會查資料。學會獨立思考，學會與別人討論?？偨Y自己的學習方法，培養(yǎng)學習性趣，培養(yǎng)學習能力，培養(yǎng)為人處事的能力。發(fā)展獨立思考和獨立判斷的能力，自學成才。怎么辦？要重視提高素質，不要把物理課當專業(yè)課對待！13發(fā)現(xiàn)弱相互作用中宇稱不守恒，獲1957年諾貝爾物理學獎獲諾貝爾物理學獎的華裔物理學家14丁肇中：發(fā)現(xiàn)J粒子獲1976年諾貝爾物理學獎。朱棣文：激光冷卻和捕獲原子的研究獲1997年諾貝爾物理學獎。15高錕：“有關光在纖維中的傳輸以用于光學通信方面”取得突破獲2009年諾貝爾物理學獎崔琦：分數量子霍爾效應獲1998年諾貝爾物理學獎。16一標量和矢量1、基礎物理學中的兩類物理量：標量物理量(標量)—遵循代數運算法則,如m,t,V矢量物理量(矢量)—遵循矢量代數運算法則,如,,

用有向線段表示矢量，矢量的大小叫做矢量的模，用符號表示圖1矢量的圖像表示172、矢量平移的不變性：把矢量在空間平移，則矢量的大小和方向都不會因平移而改變。圖2矢量平移18二矢量合成的幾何方法1、利用質點在平面上的位移說明矢量相加法則：圖3兩矢量相加的三角形法則自矢量的末端畫出矢量，再從矢量的始端到矢量的末端畫出矢量，則就是和的合矢量。19利用矢量平移不變性：圖4兩矢量相加的平行四邊形法則2、利用計算方法計算合矢量的大小和方向：圖5合矢量的計算203、同一平面內多矢量的相加圖6同平面多矢量相加21三矢量合成的解析法1、矢量在直角坐標軸上的分矢量和分量：矢量的模為：矢量的方向為：圖7矢量在三維直角坐標軸上的正交分量222、矢量合成的解析法：矢量和在兩坐標軸上的分量可分別表示為：圖8矢量合成解析法23四矢量的標積和矢積物理學中，矢量乘積有兩種：標積(點乘)，矢積(叉乘)1、矢量的標積：24標積的性質：(1)標積的交換律：(2)標積的分配律：252、矢量的矢積：矢量的大小為：矢量的方向為：圖9兩矢量的矢積平行四邊形面積26矢積的性質：(1)矢積不遵守交換律：(2)當時，(3)矢積的分配率：27利用，28五矢量的導數和積分1、矢量的導數：直角坐標系中的一矢量：當時，的極限為：在直角坐標系中：矢量導數公式：29利用矢