1、大大 學(xué)學(xué) 物物 理理 學(xué)學(xué)( (上上) )教教 師：師： 劉素美劉素美聯(lián)系方式：聯(lián)系方式：兩個(gè)黃鸝鳴翠柳兩個(gè)黃鸝鳴翠柳一行白一行白 鷺上青天鷺上青天窗含西嶺千秋雪窗含西嶺千秋雪門(mén)泊東吳萬(wàn)里船門(mén)泊東吳萬(wàn)里船絕句絕句 杜甫杜甫 愛(ài)因斯坦追光愛(ài)因斯坦追光日常生活物體日常生活物體天體天體光速光速原子尺度原子尺度增加質(zhì)量增加質(zhì)量增加速度增加速度縮減大小縮減大小牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論量子力學(xué)量子力學(xué)廣義相對(duì)論廣義相對(duì)論一、什么是物理學(xué)一、什么是物理學(xué)?l 物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學(xué)。物理學(xué)是研究物質(zhì)世界最基本形態(tài)的科學(xué)。l 物理學(xué)研究的范圍：物理學(xué)研究的

2、范圍： 物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)。物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)。物理學(xué)物理學(xué) (Physics)物物 質(zhì)質(zhì) 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)物質(zhì)相互作用物質(zhì)相互作用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律質(zhì)子質(zhì)子 1010-15-15 m空間尺度：空間尺度：類星體類星體 10 26 m時(shí)間尺度：時(shí)間尺度：基本粒子壽命基本粒子壽命 10-25 s宇宙壽命宇宙壽命 1018 s微觀粒子微觀粒子介觀物質(zhì)介觀物質(zhì)宏觀物質(zhì)宏觀物質(zhì)宇觀物質(zhì)宇觀物質(zhì)E- -15E- -12E- -09E- -06E- -031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小最小 的細(xì)胞的細(xì)胞原子原子原子核原子核基本粒子基本粒子DNA長(zhǎng)度長(zhǎng)

3、度星系團(tuán)星系團(tuán)銀河系銀河系最近恒最近恒星的距離星的距離太陽(yáng)系太陽(yáng)系太陽(yáng)太陽(yáng)山山哈勃半徑哈勃半徑超星系團(tuán)超星系團(tuán)人人蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次蛇吞尾圖，形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次 牛頓力學(xué)：牛頓力學(xué)： 研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律。研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律。 熱力學(xué)：熱力學(xué)： 研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)。研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)。電磁學(xué)電磁學(xué) ： 研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律。研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律。 相對(duì)論：相對(duì)論： 研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。研究

4、物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。 量子力學(xué)：量子力學(xué)： 研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律。研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、物理學(xué)的五大基本理論二、物理學(xué)的五大基本理論l物理學(xué)派生出來(lái)的分支及交叉學(xué)科。物理學(xué)派生出來(lái)的分支及交叉學(xué)科。l物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系。物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系。粒粒子子物物理理學(xué)學(xué)原原子子核核物物理理學(xué)學(xué)原原子子分分子子物物理理學(xué)學(xué)固固體體物物理理學(xué)學(xué)凝凝聚聚態(tài)態(tài)物物理理學(xué)學(xué)激激光光物物理理學(xué)學(xué)等等離離子子體體物物理理學(xué)學(xué)地地球球物物理理學(xué)學(xué)生生物物物物理理學(xué)學(xué)天天體體物物理理學(xué)學(xué)宇宇宙宙射射線線物物理理學(xué)學(xué)三、物理學(xué)是構(gòu)成自然

5、科學(xué)的理論基礎(chǔ)三、物理學(xué)是構(gòu)成自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué)等學(xué)科物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有自然科學(xué)之中。的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有自然科學(xué)之中。l物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)。物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)。 3) 20世紀(jì)以來(lái)世紀(jì)以來(lái) 相對(duì)論、量子力學(xué)相對(duì)論、量子力學(xué)促進(jìn)了原子能、計(jì)算機(jī)、激光等的廣泛應(yīng)用（信息化）促進(jìn)了原子能、計(jì)算機(jī)、激光等的廣泛應(yīng)用（信息化）2)19世紀(jì)世紀(jì)70年代年代 法拉第法拉第 麥克斯韋的電磁理論麥克斯韋的電磁理論第二次工業(yè)革命（電氣化）第二次工業(yè)革命（

6、電氣化）物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三次大的突破，導(dǎo)致了三次工業(yè)革命。物理學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了三次大的突破，導(dǎo)致了三次工業(yè)革命。1)17、18世紀(jì)世紀(jì) 牛頓力學(xué)、熱力學(xué)牛頓力學(xué)、熱力學(xué)第一次工業(yè)革命（蒸汽機(jī)）第一次工業(yè)革命（蒸汽機(jī)）四、物理學(xué)與技術(shù)四、物理學(xué)與技術(shù) 幾乎所有的重大新幾乎所有的重大新(高高)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事先都在物理學(xué)中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的醞釀。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的醞釀。 當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系：當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系：“沒(méi)有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒(méi)有今日的技術(shù)革命。沒(méi)有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒(méi)有今日的技術(shù)革命。” 李政道李政道兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn)。兩種模式并存，相互交叉，

7、相互促進(jìn)。五、物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度五、物理學(xué)的方法和科學(xué)態(tài)度4）邏輯推理與數(shù)學(xué)演算：邏輯推理與數(shù)學(xué)演算：用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述物理概念和物理用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述物理概念和物理 規(guī)律，用數(shù)學(xué)演算進(jìn)行物理計(jì)算和物理推導(dǎo)。規(guī)律，用數(shù)學(xué)演算進(jìn)行物理計(jì)算和物理推導(dǎo)。 物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)的研究方法是自然科學(xué)最常用物理學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)科學(xué)，物理學(xué)的研究方法是自然科學(xué)最常用最科學(xué)的方法。物理學(xué)的方法包括：最科學(xué)的方法。物理學(xué)的方法包括：1）觀察與實(shí)驗(yàn)：觀察與實(shí)驗(yàn)：從新的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出命題；或用從新的觀測(cè)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)提出命題；或用 觀察與實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證理論。觀察與實(shí)驗(yàn)的方法驗(yàn)證理論。3）建立理想模型：建立理想模型：

8、用已知的原理和事實(shí)，突出主要因素，用已知的原理和事實(shí)，突出主要因素， 建立理想的唯象的物理模型。建立理想的唯象的物理模型。2）假假 說(shuō)：說(shuō)：當(dāng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與舊理論不相符時(shí)，根據(jù)事實(shí)提當(dāng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)與舊理論不相符時(shí)，根據(jù)事實(shí)提 出新的假說(shuō)和原理。出新的假說(shuō)和原理。六、怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)六、怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)愛(ài)因斯坦：愛(ài)因斯坦： “興趣興趣是是 最好的最好的 老師。老師。”海森堡：海森堡：“科學(xué)扎科學(xué)扎根于根于討論討論。”李政道：李政道：“物理學(xué)物理學(xué)的精髓的精髓在于在于創(chuàng)創(chuàng)新新。”著名物理著名物理學(xué)家費(fèi)曼學(xué)家費(fèi)曼說(shuō)：科學(xué)說(shuō)：科學(xué)是一種是一種方方法法。“境自遠(yuǎn)塵皆入詠，物含妙理總堪尋。境自遠(yuǎn)塵皆入詠，物含妙理總堪

9、尋。”學(xué)什么學(xué)什么 物理概念物理概念1 物理框架物理框架2 物理思路物理思路3 物理方法物理方法4物理概念是物理學(xué)的精髓和核心。物理概念是物理學(xué)的精髓和核心。觀點(diǎn)觀點(diǎn) 觀念觀念 規(guī)律規(guī)律 定律定律 物理圖像等物理圖像等物理框架物理框架 知識(shí)的整體性知識(shí)的整體性知識(shí)結(jié)構(gòu)、來(lái)龍去脈、相互聯(lián)系知識(shí)結(jié)構(gòu)、來(lái)龍去脈、相互聯(lián)系物理思路物理思路 解決問(wèn)題的途徑解決問(wèn)題的途徑如何觀察、分析、思考、研究處理問(wèn)題如何觀察、分析、思考、研究處理問(wèn)題類比法類比法 演繹法演繹法 歸納法歸納法反證法反證法 模型化法等模型化法等科學(xué)就是一種方法科學(xué)就是一種方法 費(fèi)曼費(fèi)曼過(guò)渡三：過(guò)渡三：抱著走抱著走扶著走扶著走指著走指著走大

10、學(xué)教師扮演的角色大學(xué)教師扮演的角色 交通警察交通警察要在要在“交警交警”的引導(dǎo)下，學(xué)會(huì)自己走路（學(xué)習(xí)）！的引導(dǎo)下，學(xué)會(huì)自己走路（學(xué)習(xí)）！過(guò)渡一：過(guò)渡一：應(yīng)試考試應(yīng)試考試 重視學(xué)習(xí)過(guò)程重視學(xué)習(xí)過(guò)程積累知識(shí)積累知識(shí)培養(yǎng)能力培養(yǎng)能力提高素質(zhì)提高素質(zhì)大學(xué)生大學(xué)生努力培養(yǎng)自我獲取知識(shí)的能力！努力培養(yǎng)自我獲取知識(shí)的能力！（選拔性（選拔性合格性）合格性）過(guò)渡二：過(guò)渡二：特殊（特殊（對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程）一般（一般（對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程對(duì)象、狀態(tài)、過(guò)程）中學(xué)物理討論特殊情況的結(jié)論；大學(xué)物理講一般規(guī)律。中學(xué)物理討論特殊情況的結(jié)論；大學(xué)物理講一般規(guī)律。概念、思路、方法等均要發(fā)生變化！概念、思路、方法等均要

11、發(fā)生變化！盡快完成由中學(xué)向大學(xué)的三個(gè)過(guò)渡盡快完成由中學(xué)向大學(xué)的三個(gè)過(guò)渡成績(jī)考核與作業(yè)要求成績(jī)考核與作業(yè)要求1、成績(jī)考核、成績(jī)考核2、作業(yè)要求、作業(yè)要求期中考試期中考試 ： 10%作作 業(yè)：業(yè)： 20%期期 末考試：末考試： 70%總成績(jī)：滿分總成績(jī)：滿分100分分 2）要求說(shuō)明已知條件并畫(huà)圖，注明解決問(wèn)題的思路和所）要求說(shuō)明已知條件并畫(huà)圖，注明解決問(wèn)題的思路和所采用的基本物理規(guī)律。采用的基本物理規(guī)律。 1）獨(dú)立完成全部作業(yè)，及時(shí)上交作業(yè)。）獨(dú)立完成全部作業(yè)，及時(shí)上交作業(yè)。全學(xué)期作業(yè)次數(shù)全學(xué)期作業(yè)次數(shù)不滿三分之二，不準(zhǔn)參加期末考試不滿三分之二，不準(zhǔn)參加期末考試。 作業(yè)紙上寫(xiě)上班級(jí)、姓作業(yè)紙上寫(xiě)上

12、班級(jí)、姓名、點(diǎn)名冊(cè)序號(hào)。名、點(diǎn)名冊(cè)序號(hào)。 3）每周第一次課前交作業(yè)，每個(gè)班均按班級(jí)學(xué)號(hào)排序。）每周第一次課前交作業(yè)，每個(gè)班均按班級(jí)學(xué)號(hào)排序。 4）答疑地點(diǎn)為）答疑地點(diǎn)為*，每周一次，時(shí)間，每周一次，時(shí)間*七、教學(xué)計(jì)劃七、教學(xué)計(jì)劃 大學(xué)物理教程大學(xué)物理教程 賈瑞皋賈瑞皋 主編主編 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo)大學(xué)物理學(xué)習(xí)指導(dǎo) 任蘭亭任蘭亭 主編主編 石油大學(xué)出版社石油大學(xué)出版社 費(fèi)曼物理學(xué)講義費(fèi)曼物理學(xué)講義 力學(xué)世界力學(xué)世界、力學(xué)以外的世界力學(xué)以外的世界 北京大學(xué)出版社北京大學(xué)出版社教材：教材：大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué) 李元成李元成 主編主編 中國(guó)石油大學(xué)出版社中國(guó)石油大學(xué)出版社 參考書(shū)：

13、參考書(shū)： 內(nèi)內(nèi) 容容參考學(xué)時(shí)參考學(xué)時(shí) 緒論緒論1 第第 1 章章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)4 第第 2 章章 牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律4 第第 3 章章 功和能功和能4 第第 4 章章 動(dòng)量和角動(dòng)量和角動(dòng)量動(dòng)量6 第第 5 章章 剛體力學(xué)基礎(chǔ)剛體力學(xué)基礎(chǔ)6 第第 6 章章 狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論6 第第 7 章章 氣體動(dòng)理論氣體動(dòng)理論4 第第 8 章章 熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)基礎(chǔ)6 第第 9 章章 機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波機(jī)械振動(dòng)和機(jī)械波10 第第10章章 波動(dòng)光學(xué)波動(dòng)光學(xué)13請(qǐng)?jiān)试S我說(shuō)明我講這門(mén)課的主請(qǐng)?jiān)试S我說(shuō)明我講這門(mén)課的主要目的。我的目的不是教你們要目的。我的目的不是教你們?nèi)绾螒?yīng)付考試，甚至不是讓你如何應(yīng)付

14、考試，甚至不是讓你們掌握這些知識(shí)，以便更好地們掌握這些知識(shí)，以便更好地為今后你們面臨的工作或軍事為今后你們面臨的工作或軍事工作服務(wù)。我最希望的是，你工作服務(wù)。我最希望的是，你們能夠像真正的物理學(xué)家一樣，們能夠像真正的物理學(xué)家一樣，欣賞到這個(gè)世界的美妙。物理欣賞到這個(gè)世界的美妙。物理學(xué)家們看待這個(gè)世界的方式，學(xué)家們看待這個(gè)世界的方式，我相信，是這個(gè)現(xiàn)代化時(shí)代真我相信，是這個(gè)現(xiàn)代化時(shí)代真正文化內(nèi)涵的主要部分。也許正文化內(nèi)涵的主要部分。也許你們學(xué)會(huì)的不僅僅是如何欣賞你們學(xué)會(huì)的不僅僅是如何欣賞這種文化，甚至也愿意參加到這種文化，甚至也愿意參加到這個(gè)人類思想誕生以來(lái)最偉大這個(gè)人類思想誕生以來(lái)最偉大的探索

15、中來(lái)。的探索中來(lái)。R.P.Feynman (1918-1988)美國(guó)物理學(xué)家，美國(guó)物理學(xué)家，諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者 潮汐：沿海地區(qū)的一種自然現(xiàn)象，指海水在天潮汐：沿海地區(qū)的一種自然現(xiàn)象，指海水在天體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周體（主要是月球和太陽(yáng)）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運(yùn)動(dòng)。一般每日漲落兩次。期性運(yùn)動(dòng)。一般每日漲落兩次。 農(nóng)歷每月的十五農(nóng)歷每月的十五或十六附近，太陽(yáng)或十六附近，太陽(yáng)和月亮在地球的兩和月亮在地球的兩側(cè)，太陽(yáng)和月球的側(cè)，太陽(yáng)和月球的引潮力你推我拉也引潮力你推我拉也會(huì)引起會(huì)引起“大潮大潮”。農(nóng)歷的初八和二十農(nóng)歷的初八和二十三時(shí)，太陽(yáng)引潮力三時(shí)，太陽(yáng)引潮

16、力和月球引潮力互相和月球引潮力互相抵消了一部分所以抵消了一部分所以就發(fā)生了就發(fā)生了“小小潮潮”。每天漲潮的。每天漲潮的時(shí)刻也推遲時(shí)刻也推遲50分鐘分鐘左右。左右。每天漲潮落潮時(shí)間往后拖延每天漲潮落潮時(shí)間往后拖延4848分鐘分鐘最通俗易懂的方式給你講講最通俗易懂的方式給你講講什么是引力波什么是引力波http:/ 力學(xué)力學(xué)( (mechanics) )是研究物體是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用的的規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。通常把經(jīng)典力學(xué)分為科學(xué)。通常把經(jīng)典力學(xué)分為運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)（kinematics) )、動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)( (dynamics) )和靜力學(xué)和靜力學(xué)( (statics) )。運(yùn)動(dòng)學(xué)：

17、研究物體運(yùn)動(dòng)學(xué)：研究物體運(yùn)動(dòng)的描述運(yùn)動(dòng)的描述。動(dòng)力學(xué)：研究物體運(yùn)動(dòng)與物體間動(dòng)力學(xué)：研究物體運(yùn)動(dòng)與物體間相互作用相互作用的聯(lián)系及其規(guī)律。的聯(lián)系及其規(guī)律。靜力學(xué)：研究物體在相互作用下的平衡問(wèn)題。靜力學(xué)：研究物體在相互作用下的平衡問(wèn)題。 第第 1 篇篇 力力 學(xué)學(xué)本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容：1 1、了解運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念（質(zhì)點(diǎn)，參考系，坐標(biāo)系）、了解運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念（質(zhì)點(diǎn)，參考系，坐標(biāo)系）2 2、掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量、掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量3 3、平面曲線運(yùn)動(dòng)、平面曲線運(yùn)動(dòng)4 4、了解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性、了解運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性第第1章章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)的一些基本概念運(yùn)動(dòng)學(xué)的一些基

18、本概念一、參考系和坐標(biāo)系一、參考系和坐標(biāo)系參考系參考系：為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而選取的標(biāo)準(zhǔn)物體。：為了描述物體的運(yùn)動(dòng)而選取的標(biāo)準(zhǔn)物體。 坐標(biāo)系坐標(biāo)系：為了定量描述物體的運(yùn)動(dòng)，在參考系上固定為了定量描述物體的運(yùn)動(dòng)，在參考系上固定一個(gè)坐標(biāo)系。一個(gè)坐標(biāo)系。運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性：運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性： 所選參考系不同，對(duì)同一物體的描述也不同。所選參考系不同，對(duì)同一物體的描述也不同。 最常見(jiàn)的坐標(biāo)是最常見(jiàn)的坐標(biāo)是直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系、自然坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系等、自然坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系等xOzy)z ,y,x(P直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系Ox),(P 極坐標(biāo)系極坐標(biāo)系POtene自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系 二、時(shí)間和空間的計(jì)量二、時(shí)間

19、和空間的計(jì)量 1、時(shí)間及其計(jì)量時(shí)間及其計(jì)量時(shí)間表征時(shí)間表征物理事件的順序性物理事件的順序性和和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的持續(xù)性。 1秒的長(zhǎng)度等于銫秒的長(zhǎng)度等于銫133原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷相對(duì)原子基態(tài)兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷相對(duì)應(yīng)的輻射周期的應(yīng)的輻射周期的9 192 631 770倍。倍。 微觀粒子的最短壽命是微觀粒子的最短壽命是10-24 s，宇宙的年齡大約是，宇宙的年齡大約是1018 s。2、空間及其計(jì)量空間及其計(jì)量空間反映空間反映物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的廣延性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的廣延性。 1米是米是1299792458秒的時(shí)間間隔內(nèi)光在真空中行程的長(zhǎng)度。秒的時(shí)間間隔內(nèi)光在真空中行程的長(zhǎng)度。 宇宙范圍的尺度

20、宇宙范圍的尺度1027m，微觀粒子尺度，微觀粒子尺度10-15m。三、質(zhì)點(diǎn)三、質(zhì)點(diǎn)忽略了物體大小和形狀，只具有物體的質(zhì)量的幾何點(diǎn)。忽略了物體大小和形狀，只具有物體的質(zhì)量的幾何點(diǎn)。相對(duì)性；理想模型；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。相對(duì)性；理想模型；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。注意注意1.2 描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的基本物理量方向方向: :大小：大小：rzryrx cos ,cos , cos在直角坐標(biāo)系中在直角坐標(biāo)系中: :kzjyixr 222zyxrr r定義定義：從參考點(diǎn)：從參考點(diǎn)O 到質(zhì)點(diǎn)所處位置到質(zhì)點(diǎn)所處位置 P 所引的矢量所引的矢量 叫做叫做 質(zhì)點(diǎn)的位置矢量，質(zhì)點(diǎn)的位置

21、矢量，簡(jiǎn)稱位矢。簡(jiǎn)稱位矢。rr 表示質(zhì)點(diǎn)到參考點(diǎn)的距離。表示質(zhì)點(diǎn)到參考點(diǎn)的距離。 的的方向方向表示質(zhì)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的方位。表示質(zhì)點(diǎn)相對(duì)參考點(diǎn)的方位。r一、位置矢量一、位置矢量Ozyx As r 1r B2r12rrr- - 在直角坐標(biāo)系中在直角坐標(biāo)系中從質(zhì)點(diǎn)初位置到質(zhì)點(diǎn)末位置所引的矢量從質(zhì)點(diǎn)初位置到質(zhì)點(diǎn)末位置所引的矢量 定義為位移。定義為位移。r kzjyixr 二、運(yùn)動(dòng)方程二、運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系，稱為質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系，稱為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程。ktzjtyitxr)()()( 在直角坐標(biāo)系中，在直角坐標(biāo)系中，或：或：)(),(),(tzztyytxx

22、 三、位移矢量和路程三、位移矢量和路程 位移矢量的大小位移矢量的大小222zyxr 位移矢量的方向位移矢量的方向rz ,ry ,rxcoscoscosOzyx As r 1r B2r路程是從路程是從 A A 到到B B的軌跡長(zhǎng)度，用的軌跡長(zhǎng)度，用s s表示。表示。)|(|1212rrrrrr - - - - , sr 一一般般和和是兩個(gè)不同的概念是兩個(gè)不同的概念r r4）位移只取決于初末位置，與原點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。位移只取決于初末位置，與原點(diǎn)的選擇無(wú)關(guān)。 但是，位矢與原點(diǎn)的選擇有關(guān)。但是，位矢與原點(diǎn)的選擇有關(guān)。2）位移與路程的區(qū)別：位移與路程的區(qū)別：3）位移大小位移大小 與與位矢大小的增量位矢大小

23、的增量 的區(qū)別：的區(qū)別： r r 。但但srdd 注意注意四、速度矢量四、速度矢量: : 表示表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢及方向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)快慢及方向的物理量的物理量0 t令令trv 1、平均速度、平均速度定義：平均速度定義：平均速度2、速度（瞬時(shí)速度）、速度（瞬時(shí)速度）trtrtvdd0lim 方向沿切向，并指向前進(jìn)方向。方向沿切向，并指向前進(jìn)方向。在直角坐標(biāo)系中在直角坐標(biāo)系中tzvtyvtxvzyxdd,dd,dd 速度是位置矢量隨時(shí)間的變化率。速度是位置矢量隨時(shí)間的變化率。ktzjtyitxtrvdddddddd 質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在 內(nèi)內(nèi)12ttt- - 12rrr- - 位移是位移是222zyxvvvvv

24、大小大小vv ,vv ,vvzyx coscoscos 方向方向五、加速度矢量五、加速度矢量 表示表示速度變化的快慢速度變化的快慢的物理量的物理量定義：平均加速度定義：平均加速度tva 大小：大小：tvaadd 瞬時(shí)加速度瞬時(shí)加速度12 vvv- - 方向：方向： t0 時(shí)時(shí) 的的極限方向極限方向。在曲線運(yùn)動(dòng)中，。在曲線運(yùn)動(dòng)中， 總是指向曲線的總是指向曲線的凹側(cè)凹側(cè)。v 220trtvtvatddddlim 瞬時(shí)加速度是速度隨瞬時(shí)加速度是速度隨時(shí)間的變化率。時(shí)間的變化率。 , , 21vttvt質(zhì)點(diǎn)在質(zhì)點(diǎn)在在直角坐標(biāo)系中：在直角坐標(biāo)系中：kajaiaazyx 222zyxaaaaa 加速度的方

25、向加速度的方向加速度的大小加速度的大小aaaaaazyx cos ,cos ,cos222222dddd,dddd,ddddtztvatytvatxtvazzyyxx 其中分量為其中分量為六、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的兩類問(wèn)題六、運(yùn)動(dòng)學(xué)中的兩類問(wèn)題 1、已知質(zhì)點(diǎn)的已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求質(zhì)點(diǎn)的求質(zhì)點(diǎn)的速度、加速度速度、加速度等問(wèn)題等問(wèn)題稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)第一類問(wèn)題。第一類問(wèn)題。trvdd 22ddddtrtva 解法：求導(dǎo)解法：求導(dǎo)kzj yixr ),()()()(zyxxttzztyytxx ）約去（約去（ 2、由由加速度和初始條件加速度和初始條件求求速度方程和運(yùn)動(dòng)方程速度方程和運(yùn)動(dòng)方程的問(wèn)題的

26、問(wèn)題稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)的稱為運(yùn)動(dòng)學(xué)的第二類問(wèn)題。第二類問(wèn)題。 21d0tttavv 21d0tttvrr解法：積分解法：積分tavdd tvvtav0dd0解：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)解：根據(jù)質(zhì)點(diǎn)速度的定義速度的定義jtRitR)cos()sin( - - 則有則有tRv tRvyxcossin- ;速度的大小速度的大小根據(jù)質(zhì)點(diǎn)根據(jù)質(zhì)點(diǎn)加速度的定義加速度的定義rjtRitR222)sin()cos( - - - - - - tvadd 例題例題1-1 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程是已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程是jtRitRr)sin()cos(式中式中R R， 都是正值常量。都是正值常量。求質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度的大小，并討論它們的方向。求

27、質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度的大小，并討論它們的方向。RtRtRvvvyx2222)cos()sin(dtrdv加速度的大小加速度的大小則有則有tRatRayx sin ;cos22- - - - 2222222)sin()cos( RtRtRaaayx - - - - 根據(jù)根據(jù)矢量的點(diǎn)積運(yùn)算矢量的點(diǎn)積運(yùn)算，分別計(jì)算，分別計(jì)算0 -)sin()cos()cos()sin(jtRitRjtRitRrv0 22-)sin()cos()cos()sin(jtRitRjtRitRav 質(zhì)點(diǎn)做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)的速度沿圓的切線方質(zhì)點(diǎn)做勻速率圓周運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)的速度沿圓的切線方向，加速度沿半徑指向圓心；速度和加速度互

28、相垂直。向，加速度沿半徑指向圓心；速度和加速度互相垂直。結(jié)論結(jié)論 例題例題1-1-2一質(zhì)點(diǎn)作平面運(yùn)動(dòng)，已知加速度為一質(zhì)點(diǎn)作平面運(yùn)動(dòng)，已知加速度為 ，其中，其中A A、B B、 均為正常數(shù)，且均為正常數(shù)，且A AB B, , A A0, 0, B B00。初始條件為。初始條件為 時(shí)，時(shí)， 。求該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。求該質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。 , tcosAax 2- - tsinBay 2- - 0t, 00 xv,Bvy 0,Ax 000y 解解: :由由222222dddd dddd ddddtztvatytvatxtvazzyyxx,可得可得 - - - - ttxxxtAttAtavv0200si

29、ndcos0d - - ttyyytcosBttsinBBtavv0200dd - - ttxtcosAttsinAAtvxx000dd ttytsinBttcosBtvyy000d0d 從從 的表示式中消去的表示式中消去 ，即可得質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方，即可得質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程為程為: : yx,t12222 ByAx質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓橢圓。 例例1-3 1-3 一質(zhì)點(diǎn)沿一質(zhì)點(diǎn)沿 軸正向運(yùn)動(dòng)，其加速度與位置的關(guān)系為軸正向運(yùn)動(dòng)，其加速度與位置的關(guān)系為 。若在。若在 處，其速度處，其速度 ， 求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 處時(shí)所具有的速度。處時(shí)所具有的速度。 xa23 0 x10sm5-

30、 - vm3 xx 解：解： 已知已知 ，由加速度的定義式得：，由加速度的定義式得： xa23 xatv23dd xxvvtxxvtv23ddddddddx)x(vvd23d 根據(jù)初始條件作定積分根據(jù)初始條件作定積分 3 0 5 d23dx)x(vvv1sm81. 7-v速度的方向沿速度的方向沿 軸正向。軸正向。 xv解解 選取選取豎直向上為軸的正方向豎直向上為軸的正方向，坐標(biāo)原點(diǎn)在拋點(diǎn)處。，坐標(biāo)原點(diǎn)在拋點(diǎn)處。kvf- - 設(shè)小球上升運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速率為設(shè)小球上升運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速率為v，阻力系數(shù)為，阻力系數(shù)為k，則則空氣空氣阻力阻力為為此時(shí)小球的此時(shí)小球的加速度加速度為為vmkga- - - 即即)(ddkmgvmktv - - 作作變換變換整理則得整理則得yvkmgvkmgkmdd)/1(- - - - 例題例題1-4 以初速度以初速度v0由地面豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為由地面豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為 m 的的小球，若上拋小球受到與其瞬時(shí)速率成正比的空氣阻力，求小球小球，若上拋小球受到與其瞬時(shí)速