大学物理学概论课件
大学物理课件全套PPT
轨迹和位能
在动力学中,我们还关注物 体的轨迹和位能变化,它们 对物体的运动状态和作用力 起着重要作用。
力学中的平衡与运动
1
动力学平衡
2
当物体受到多个力的作用,且这些力产
生了一个非零的合力时,物体将会产生
加速度,即动力学平衡。
3
静力平衡
当物体受到多个力的作用,且这些力平 衡时,物体将保持静止或恒定速度的直 线运动。
宇宙学
宇宙学是研究宇宙大规模结构、 演化和宇宙学重要参数的一门学 科。它在探索宇宙中的未知世界 方面做出了重要的贡献。
核聚变和未来能源
核聚变技术是人类未来能源发展 的重要方向,它有望成为最为可 靠、清洁的能源供应方式。
热泵和制冷
2
念,可以用来找出热流的最大效率、为 其他热机提供理论基础。
热泵和制冷是热力学的一大应用领域,
它们在人类生活和工业生产中都起到了
重要作用。
3
熵和热力学基本方程
熵在热力学中是非常重要的概念,我们 将了解如何计算熵值和熵变,并利用热 力学基本方程去解释一些实际现象。
物态方程和相变
物态方程
物态方程是描述物质状态的 基本关系式,我们将会学习 一些重要的物态方程及其应 用。
热机原理
热机是利用热量转化为其他形式 能量的机器。坎诺特循环解Байду номын сангаас了 热机的基本原理。
理想气体
理想气体是热学中的一个基本模 型,我们将了解理想气体的状态 方程、理想气体的工作循环、以 及理想气体的相变等基本概念。
热力学第一定律
内能和热容
内能和热容是研究物体温度 变化和热量传递的重要物理 量,它们是定义热力学第一 定律所必须的。
均衡力和运动状态
大学物理ppt课件完整版
03
计算机模拟和仿真
利用计算机进行数值模拟和仿真 实验,验证理论预测和实验结果 。
2024/1/25
5
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式, 探讨自然现象的本质和规 律,如古希腊的自然哲学 。
2024/1/25
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表,建立了完整的经典 物理理论体系。
固体的电子论
介绍了能带理论、金属电子论、半导体电子 论等。
30
核物理和粒子物理基础
原子核的基本性质
包括核力、核子、同位素等基本概念。
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
2024/1/25
31
THANKS
感谢观看
19
恒定电流的电场和磁场
恒定电流:电流大小和方 向均不随时间变化的电流 。
2024/1/25
毕奥-萨伐尔定律:计算 电流元在空间任一点产生 的磁场。
奥斯特-马可尼定律:描 述电流产生磁场的规律。
磁场的高斯定理和安培环 路定理:揭示磁场的基本 性质。
20
电磁感应
法拉第电磁感应定律
描述变化的磁场产生感应电动势的规律。
01
又称惯性定律,表明物体在不受外力作用时,将保持静止状态
或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律
02
又称动量定律,表明物体加速度与作用力成正比,与物体质量
成反比。
牛顿第三定律
03
又称作用与反作用定律,表明两个物体间的作用力和反作用力
总是大小相等、方向相反、作用在同一直线上。
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在静电场中,电势是一个相对量,它的大小与参考点的选择有关。在同一个静电场中,不 同位置的电势不同,但任意两点间的电势差是一定的。
磁场与电流
01 02 03
磁场
磁场是由磁体或电流所产生的物理场,可以用磁感应强度 和磁场强度来描述。磁感应强度是矢量,其方向与小磁针 静止时北极所指的方向相同,其大小可以用磁通密度来衡 量。磁场强度也是一个矢量,其方向与磁感应强度的方向 垂直。
几何光学的历史
几何光学的发展可以追溯到古代,当 时人们已经开始利用光的直线传播和 反射性质。
光速与相对论
光速的定义
光速是光在真空中传播的速度,约为每秒299,792,458米。
光速的测量
光速的测量可以追溯到17世纪,当时科学家们开始尝试测量光速 。
光速与相对论的关系
相对论是由爱因斯坦提出的,它解释了光速在不同介质中的变化以 及光速对时间的影响。
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目录
CONTENTS
• 力学部分 • 电磁学部分 • 光学部分 • 量子物理部分 • 实验物理部分
01
力学部分
牛顿运动定律
牛顿第一定律
物体总保持匀速直线运动或静止状态,除非作用在它 上面的力迫使它改变这种状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成正比,与物体质量成反比。
牛顿第三定律
经典实验重现及解析
经典实验选择
选择一些经典的物理实验进行重现及解析, 例如牛顿第二定律、胡克定律等,需要了解 这些实验的背景和意义。
实验装置与操作
根据选择的经典实验,准备相应的实验装置和器材 ,掌握实验操作流程和数据采集方法。
结果分析与讨论
对实验结果进行分析和讨论,理解实验原理 和结论,并与理论进行比较和验证。
《大学物理第一章-》课件
详细描述
牛顿第二定律指出,物体的加速度与作用在物体上的力成正比,与物体的质量成 反比。公式表示为F=ma,其中F表示作用力,m表示物体的质量,a表示物体的 加速度。
牛顿第三定律
总结词
描述力的作用是相互的。
详细描述
牛顿第三定律指出,对于两个相互作用的物体,施加在物体上的力与反作用力大小相等,方向相反,作用在同一 条直线上。这是对力的相互作用的客观描述,适用于任何相互作用力的情况。
CHAPTER
04
动量与角动量
动量
动量定义
动量的矢量性
动量是描述物体运动状态的物理量, 定义为物体的质量与速度的乘积。在 物理学中,常用符号p表示动量,单 位为千克·米/秒(kg·m/s)。
动量是一个矢量,具有方向和大小。 在描述物体的运动状态时,需要明确 动量的方向。
动量守恒定律
在没有外力作用的情况下,封闭系统 中的总动量保持不变。这是动量守恒 定律的表述,是自然界的基本定律之 一。
CHAPTER
03
牛顿运动定律
牛顿第一定律
总结词
描述物体静止和匀速直线运动的规律。
详细描述
牛顿第一定律,也被称为惯性定律,指出如果没有外力作用,物体会保持其静 止状态或匀速直线运动状态不变。这是对物体运动状态的客观描述,不受其他 物体的影响。
牛顿第二定律
总结词
描述物体加速度与作用力之间的线性关系。
势能分类
根据产生的原因,势能可 以分为重力势能、弹性势 能、电势能等。
势能定理
合外力对物体所做的功等 于物体势能的减少量,即 $W = - Delta E_{p}$。
动能定理与机械能守恒定律
动能定理
合外力对物体所做的功等于物体动能的增量,即$W = Delta E_{k}$。
2024版《大学物理》全套教学课件(共11章完整版)
01课程介绍与教学目标Chapter《大学物理》课程简介0102教学目标与要求教学目标教学要求教材及参考书目教材参考书目《普通物理学教程》(力学、热学、电磁学、光学、近代物理学),高等教育出版社;《费曼物理学讲义》,上海科学技术出版社等。
02力学基础Chapter质点运动学位置矢量与位移运动学方程位置矢量的定义、位移的计算、标量与矢量一维运动学方程、二维运动学方程、三维运动学方程质点的基本概念速度与加速度圆周运动定义、特点、适用条件速度的定义、加速度的定义、速度与加速度的关系圆周运动的描述、角速度、线速度、向心加速度01020304惯性定律、惯性系与非惯性系牛顿第一定律动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律牛顿第二定律作用力和反作用力、牛顿第三定律的应用牛顿第三定律万有引力定律的表述、引力常量的测定万有引力定律牛顿运动定律动量定理角动量定理碰撞030201动量定理与角动量定理功和能功的定义及计算动能定理势能机械能守恒定律03热学基础Chapter1 2 3温度的定义和单位热量与内能热力学第零定律温度与热量热力学第一定律的表述功与热量的关系热力学第一定律的应用热力学第二定律的表述01熵的概念02热力学第二定律的应用03熵与熵增原理熵增原理的表述熵与热力学第二定律的关系熵增原理的应用04电磁学基础Chapter静电场电荷与库仑定律电场与电场强度电势与电势差静电场中的导体与电介质01020304电流与电流密度磁场对电流的作用力磁场与磁感应强度磁介质与磁化强度稳恒电流与磁场阐述法拉第电磁感应定律的表达式和应用,分析感应电动势的产生条件和计算方法。
法拉第电磁感应定律楞次定律与自感现象互感与变压器电磁感应的能量守恒与转化解释楞次定律的含义和应用,分析自感现象的产生原因和影响因素。
介绍互感的概念、计算方法以及变压器的工作原理和应用。
分析电磁感应过程中的能量守恒与转化关系,以及焦耳热的计算方法。
电磁感应现象电磁波的产生与传播麦克斯韦方程组电磁波的辐射与散射电磁波谱与光子概念麦克斯韦电磁场理论05光学基础Chapter01光线、光束和波面的概念020304光的直线传播定律光的反射定律和折射定律透镜成像原理及作图方法几何光学基本原理波动光学基础概念01020304干涉现象及其应用薄膜干涉及其应用(如牛顿环、劈尖干涉等)01020304惠更斯-菲涅尔原理单缝衍射和圆孔衍射光栅衍射及其应用X射线衍射及晶体结构分析衍射现象及其应用06量子物理基础Chapter02030401黑体辐射与普朗克量子假设黑体辐射实验与经典物理的矛盾普朗克量子假设的提普朗克公式及其物理意义量子化概念在解决黑体辐射问题中的应用010204光电效应与爱因斯坦光子理论光电效应实验现象与经典理论的矛盾爱因斯坦光子理论的提光电效应方程及其物理意义光子概念在解释光电效应中的应用03康普顿效应及德布罗意波概念康普顿散射实验现象与经德布罗意波概念的提典理论的矛盾测不准关系及量子力学简介测不准关系的提出及其物理量子力学的基本概念与原理意义07相对论基础Chapter狭义相对论基本原理相对性原理光速不变原理质能关系广义相对论简介等效原理在局部区域内,无法区分均匀引力场和加速参照系。
大学物理教学课件1-第5章.ppt
视为车轮轴在垂直轴方向的平动和绕车轮轴的转动的叠加。
二、刚体定轴转动的角量描述 定轴转动只有两个转动方向。 规定沿 ox 轴逆时针转动为正方向,反之为负方向。
•
当t = 2s 时 a n 0 .1 (1 2 2 2 )2 2.3 4 (m 02 )/s
at 0.12 4 24.8(m2)/s
2)加速度与半径成450时有 tg45at /an1
即 1.44t42.4t
t0.55 s ( 舍去 t = 0 和 t = - 0.55 )
此时砂轮的角位置: (24t3)240.535 2.6(7rad
1R4 1m R2
2
2
例题5-4 求长为L、质量为m 的均匀细棒对图中不同轴的 转动惯量。
解 1)取A 点为坐标原点。在距A 点为x 处取dm= λdx 。
d Jx 2d m x 2 d x A
JA
Lx2dxm2L
0
3
A
2)取C 点为坐标原点。
在距C 点为x 处取dm 。
xd m
L
C xd m
1 t2
2
0 t
2
2 0
2 (
0)
A
角量与线量的关系:
s r , v r
at r , an r 2
y
P•
r
•P
O
S
•
a r 2 4
线速度与角 速度之间的矢量关系为:
v r
o r
A
x
v
例题5-1一半径为R = 0.1m 的砂轮作定轴转动,其角位置随时
大学物理学课件完整ppt全套课件
现代物理学
以相对论和量子力学为代表,揭示了 微观世界和高速运动物体的规律。
经典物理学
以牛顿力学、热力学和电磁学为代表 ,建立了完整的经典物理理论体系。
大学物理学的课程目标
01
掌握物理学的基本概念和基本原理
通过学习大学物理课程,使学生掌握物理学的基本概念和基本原理,为
后续专业课程的学习打下基础。
02
气体动理论
气体分子运动论的基本假设
气体由大量分子组成,分子之间存在间隙;分子在永不停息地做无规则运动;分子之间存 在相互作用的引力和斥力。
气体压强与温度的微观解释
气体压强是由大量分子对容器壁的频繁碰撞产生的;温度是分子平均动能的标志。
气体动理论的应用
气体动理论可以解释许多宏观现象,如气体的扩散、热传导等。同时,它也为研究其他物 质的微观结构提供了重要的思路和方法。
物理学的研究方法
观察和实验
01
通过观察自然现象和进行实验研究,获取物理现象的数据和信
息。
数学建模
02
运用数学工具对物理现象进行描述和建模,以便更深入地理解
物理规律。
理论分析
03
通过逻辑推理和演绎,对物理现象进行深入分析,揭示其内在
规律。
物理学的发展历史
古代物理学
以自然哲学为主要形式,探讨宇宙的 本质和构成。
位置矢量的定义、位移的计算、路程与位移 的区别。
02
速度与加速度
平均速度与瞬时速度、平均加速度与瞬时加 速度、速度与加速度的矢量性。
04
03
01
牛顿运动定律
1 2
牛顿第一定律
惯性定律、力的概念、力的性质。
牛顿第二定律
动量定理的推导、质点系的牛顿第二定律。
2024版大学物理PPT完整全套教学课件pptx
大学物理的研究对象和任务研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。
作为自然科学的带头学科,物理学研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物质最基本的运动形式和规律。
它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言,以实验作为检验理论正确性的唯一标准,它是当今最精密的一门自然科学学科。
03物理学是一门以实验为基础的自然科学,观察和实验是物理学的基本研究方法,通过实验可以验证物理假说和理论,发现新的物理现象和规律。
观察和实验理想模型是物理学中经常采用的一种研究方法,它忽略了次要因素,突出了主要因素,使物理问题得到简化。
建立理想模型数学是物理学的重要工具,通过数学方法可以精确地描述物理现象和规律,推导物理公式和定理。
数学方法大学物理的研究方法学习大学物理首先要掌握基本概念和基本规律,理解它们的物理意义和适用范围。
掌握基本概念和基本规律大学物理实验是学习物理学的重要环节,通过实验可以加深对物理概念和规律的理解,培养实验技能和动手能力。
注重实验和实践学习大学物理要注重培养物理思维,即运用物理学的方法和观点去分析和解决问题的能力。
培养物理思维大学物理涉及的知识面很广,包括力学、热学、电磁学、光学、原子物理学等,因此要拓宽知识面,掌握不同领域的知识。
拓宽知识面大学物理的学习方法和要求01位置矢量与位移02位置矢量的定义和性质03位移的计算方法和物理意义010203速度的定义、种类和计算加速度的定义、种类和计算速度与加速度质点运动的描述01运动学方程与运动图像02运动学方程的建立和求解03运动图像的绘制和分析圆周运动的描述圆周运动的定义和分类圆周运动的物理量描述1 2 3匀速圆周运动匀速圆周运动的特点和性质匀速圆周运动的实例分析01变速圆周运动02变速圆周运动的特点和性质03变速圆周运动的实例分析01 02 03参考系与坐标系参考系的选择和建立坐标系的种类和应用相对速度与牵连速度相对速度的定义和计算牵连速度的定义和计算01加速度合成定理与科里奥利力02加速度合成定理的内容和应用03科里奥利力的定义、性质和应用01牛顿第一定律物体在不受外力作用时,保持静止或匀速直线运动状态。
《大学物理课程PPT课件》
欢迎来到大学物理课程的世界!我们将带您探索电学基础与电场力学、磁场 力学、光学基础与介质光学等主题,精心设计以确保让您轻松理解并享受物 理的乐趣。
1. 电学基础与电场力学
1
基本概念
学习电荷、电场和电力线的概念,了解库仑定律和电场强度的计算方法。
2
电场模型
研究静电力场、电场线的性质以及电势的概念和计算方法。
5. 物理学常数与单位
1 自然常数
2 SI单位
3 重要常数
介绍普朗克常数、光速 等自然常数的意义和应 用。
了解国际单位制(SI) 的基本单位,并探索物 理量的衍生单位。
研究一些重要的物理学 常数,如万有引力常数 和电子电荷。
6. 运动学与牛顿定律
运动的描述
学习将运动描述为位置、 速度和加速度的函数。
刚体的旋转运动
研究刚体的转动、力矩和角动 量等概念。
刚体的平衡
了解刚体平衡条件和杆平衡的 问题。
动力学
探索作用力与加速度、动量定 理和动量守恒的应用。
3
电介质Leabharlann 了解电介质的性质,如极化和电介质的电容性能。
2. 磁场力学
磁场的产生
研究电流的产生磁场和磁 场对电荷的作用力。
洛伦兹力
了解磁场对运动带电粒子 的作用力和洛伦兹力的计 算。
安培环路定理
学习安培环路定理以及通 过它计算磁场强度。
3. 光学基础与介质光学
光的反射
研究光线的反射、反射定律以 及镜面反射的特性。
牛顿定律
了解牛顿三定律,探索引 力、摩擦力和惯性的影响。
物体的运动
研究物体的加速度、力和 质量之间的关系以及运动 图表的分析。
7. 动量、能量和功
《大学物理学》PPT课件
干A涉A 结果BB总是;在镜C C面反A射D方,向A上A 出现C C最大C光C强
光程相称等 为该即平光面程的差为零零级衍干射涉谱得最大光强
面间点阵散面射波间的散干射涉 波干预
面1
作截面分析
面2
面3
…
面间点阵散射波布的喇干涉格定律
入射角 掠射角
求出相邻晶面距 离为 d 的两反射 光相长干涉条件
层间两反射 光的光程差
X射线衍射 X ray diffraction
衍射现象
第一节
20-1 Huygens-Fresnel principle
惠菲原理
根据这一原理,原那么上可计算任意形状孔径的衍射问题。本章的 重点不是具体解算上述积分,而是运用该原理有关子波干预的根本思想 去分析和处理一些典型的衍射问题。
两类衍射
劳厄的 X 射线衍射实劳验原厄理斑图
晶体
(硫化铜)
记
录
干
X 射
板
线
衍射斑纹(劳 厄 斑)
晶体中有规那么排列的原子,可看作一个立体的光栅。原子的线度和 间距大约为10 - 10 m 数量级,根据前述可见光的光栅衍射根本原理推断, 只要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些,就可能获得衍射现象。
1912年, 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律, 又称布喇格 条件。
(1)l 随 f 的增大而增大;
(2)l 随 f 的减小而减小;
(3)l 与 f 的大小无关;
(4) l 随参加衍射的总缝
数 N 的增大而增大
结束选择
作业
HOME WORK
20 - 13 20 - 23
20 - 1 9 20 - 2 4
《大学物理学》PPT课件
大学物理学不仅是后续专业课程的基础,也是 培养学生科学素质、创新思维和实践能力的重 要途径。
学习目标与要求
01 掌握物理学基本概念、原理和定律,理解 物理现象的本质和规律。
02
能够运用物理学知识分析和解决实际问题 ,具备实验设计和数据处理的能力。
角动量守恒定律
在不受外力矩作用的封闭系统中,系统的总角动量保 持不变。
能量守恒定律
在封闭系统中,能量不能被创造或消灭,只能从一种 形式转化为另一种形式。
03
热学基础与热力学定律
温度与热量概念
01
温度定义
温度是表示物体冷热程度的物理量,微观上来讲是物体分子热运动的剧
烈程度。
02
热量概念
热量是指当系统状态的改变来源于热学平衡条件的破坏,也即来源于系
05
光学原理与现象解析
几何光学基础
光的直线传播
光在同种均匀介质中沿直线传 播,形成影子、日食、月食等
现象。
光的反射
光在两种物质分界面上改变传 播方向又返回原来物质中的现 象,遵循反射定律。
光的折射
光从一种透明介质斜射入另一 种透明介质时,传播方向发生 改变的现象,遵循折射定律。
透镜成像
凸透镜和凹透镜对光线的作用 及成像规律,包括放大、缩小
库仑定律与电场强度
阐述库仑定律的内容,电场强度的定义及计算 。
电势与电势能
解释电势的概念,电势差的计算,电势能的定义及性质。
稳恒电流与电路分析
1 2
电流与电阻
介绍电流的形成,电阻的定义及影响因素。
欧姆定律与焦耳定律
大学物理学ppt课件
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小,可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关,一般表示为v=fλ,其中v为波速,f为频率,λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波, 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律,即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明,一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析,如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况,可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律,指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比,与物体质量成反比;公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律,指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
大学物理学ppt课件
电势差与电场强度的关系
电势的定义及计算
电势与电势差
01
03 02
静电场与恒定电场
01
静电场中的导体与电介质
02
导体的静电平衡
03
电介质的极化
静电场与恒定电场
01 02 03
恒定电场与电流 欧姆定律与焦耳定律
电流密度与电动势
恒定磁场与电磁感应
磁感应强度与磁场力
磁场对电流的作用力
磁感应强度的定义及 计算
动量与冲量的定义及性质
动量守恒定律的条件与表 达式
动量定理的推导与应用
碰撞问题中的动量守恒定 律
角动量定理与角动量守恒定律
角动量与力矩的定义及 性质
角动量守恒定律的条件 与表达式
01
02
03
角动量定理的推导与应 用
04
刚体定轴转动中的角动 量守恒定律
功、能、机械能守恒定律
功的定义及计算方法
机械能守恒定律的条件与表 达式
热力学第一定律
热力学第一定律的表述
热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能或 其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保持不 变。
热力学第一定律的数学表达式
ΔU=Q+W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统与外 界交换的热量,W表示外界对系统所做的功。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
现状
当代物理学正在探索宇宙起源、物质 反物质不对称、暗物质与暗能量等前 沿问题,同时也在发展新的理论和实 验技术。
大学物理学的课程目标
01
掌握物理学的基本概念和基本原理,理解物理现象的本 质和规律。
02
培养分析和解决物理问题的能力,掌握物理学的研究方 法和实验技能。
《大学物理学》课件
《大学物理学》课件一、教学内容1. 牛顿运动定律:介绍牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律,解释物体的运动状态和受力关系。
2. 力的合成与分解:讲解力的合成、力的分解以及力的平行四边形法则,引导学生理解力的合成与分解的原理。
3. 重力、弹力和摩擦力:介绍重力、弹力和摩擦力的概念及其作用,分析不同力的作用效果和应用场景。
4. 牛顿运动定律的应用:通过实例分析,让学生学会运用牛顿运动定律解决实际问题,培养学生的动手能力和创新能力。
二、教学目标1. 理解牛顿运动定律的内容,掌握力的合成与分解方法,能运用牛顿运动定律分析物体的运动状态和受力情况。
2. 培养学生的实验操作能力,提高观察和分析问题的能力,增强解决实际问题的信心。
3. 培养学生的团队合作精神,学会与他人分享和交流学习心得,提高学生的综合素质。
三、教学难点与重点1. 教学难点:力的合成与分解的原理,牛顿运动定律在实际问题中的应用。
2. 教学重点:牛顿运动定律的内容,力的合成与分解方法,重力、弹力和摩擦力的概念及其作用。
四、教具与学具准备1. 教具:多媒体课件、黑板、粉笔、实验器材(如弹簧测力计、滑轮组等)。
2. 学具:教材、笔记本、三角板、直尺、实验报告册。
五、教学过程1. 实践情景引入:通过展示一个滑轮组实验,让学生观察物体在滑轮组作用下的运动状态,引发学生对力的合成与分解的好奇心。
2. 知识讲解:讲解牛顿运动定律的内容,力的合成与分解原理,重力、弹力和摩擦力的概念及其作用。
3. 实例分析:分析生活中常见物体的运动状态和受力情况,让学生学会运用牛顿运动定律解决问题。
4. 课堂练习:布置随堂练习题,让学生巩固所学知识,提高运用牛顿运动定律分析问题的能力。
5. 实验操作:安排学生进行滑轮组实验,亲身体验力的合成与分解,培养学生的动手操作能力。
六、板书设计板书设计如下:力的合成与分解1. 力的合成定义:多个力共同作用于一个物体时,所产生的效果相当于一个力的作用。
大学物理课件全套
对于可逆过程,dS=(dQ/T);对于不可逆过程,dS>(dQ/T),其中S表示熵,T表示温度,dQ表示微小热量变化。
热力学第二定律的应用
用于判断热力学过程进行的方向和限度,以及分析热机、制冷机等热力设备的性能极限。
热力学第二定律的表述
热力学函数
描述系统热力学状态的物理量,如内能、焓、熵等。这些函数与系统的温度、压力、体积等状态参量有关。
近现代物理学
物理学的发展历史
1
2
3
通过学习大学物理课程,使学生掌握物理学的基本概念、原理和定律,理解物质的基本结构和相互作用。
掌握物理学的基本概念和原理
通过课程学习和实验训练,培养学生运用物理学知识分析和解决问题的能力,提高学生的科学素养和实践能力。
培养分析和解决问题的能力
介绍物理学的前沿研究领域和应用领域,拓宽学生的视野和知识面,激发学生的创新精神和探索欲望。
法拉第电磁感应定律
相对速度
两个物体之间的相对速度是它们相对于同一参考系的速度之差。相对速度的大小和方向取决于两个物体的速度和它们之间的相对位置。
加速度变换公式
在不同参考系中观察同一物体的运动时,需要用到加速度变换公式来转换加速度的值。这个公式涉及到参考系之间的相对速度和相对加速度。
相对运动
03
CHAPTER
牛顿运动定律
系统不受外力或所受外力的矢量和为零。
动量定理和动量守恒定律
01
功
力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力与位移夹角的余弦三者的乘积。
02
表达式
W = Fs cosα
03
正负功的判断
力与位移方向相同做正功,相反做负功。
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恒定电流的电场和磁场
恒定电流的产生与性质
由恒定电场产生的电流称为恒定 电流,其大小和方向均不随时间 变化。
01
02
恒定电流的磁场
03
恒定电流周围会产生恒定磁场, 其方向由右手螺旋定则确定。
04
恒定电流的电场
恒定电场是一种无旋场,可以用 电势来描述。
磁感应强度与磁通量
描述恒定磁场的两个重要物理量, 磁感应强度反映磁场力的性质, 磁通量反映磁场在空间中的分布。
匀速直线运动、匀变速直线运动;
曲线运动
抛体运动、圆周运动;
相对运动
参考系的选择、相对速度、相对 加速度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
惯性定律,定义了力和运动的关系;
牛顿第三定律
作用力和反作用力,大小相等、方向 相反。
牛顿第二定律
F=ma,阐述了力、质量和加速度之 间的关系;
动量守恒定律
动量的定义和计算
固体和液体的热性质
固体的热性质
固体具有一定的形状和体积,其 热膨胀系数较小,热传导性能较
好。
液体的热性质
液体没有确定的形状,但有一定的 体积,其热膨胀系数较大,热传导 性能较差。
相变现象
物质从一种相转变为另一种相的过 程,如熔化、凝固、汽化、液化等, 相变过程中伴随着热量的吸收或释 放。
04
电磁学
机械波的产生和传播
机械波的产生
机械波是由振源产生的,振源做周期性振动时,会使周围的介 质产生相应的振动,从而形成机械波。
机械波的传播
机械波在介质中以波的形式传播,传播方向与介质中质点的振 动方向垂直。在传播过程中,机械波会携带能量和信息。
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温标的选择
在热力学中,常用的温标有摄氏 温标、华氏温标和热力学温标。 其中,热力学温标以绝对零度为 起点,与热量传递的方向无关, 因此更为科学。
热力学第一定律
01
热力学第一定律的表述
热量可以从一个物体传递到另一个物体,也可以与机械能 或其他能量互相转换,但是在转换过程中,能量的总值保 持不变。
02
质点运动的描述
01 位置矢量与位移
02
位置矢量描述质点在空间中的位置,位移是质点位置
的变化量
03
位移是矢量,具有大小和方向,其方向与从初位置指
向末位置的有向线段一致
质点运动的描述
速度与加速度 速度是质点运动的快慢程度,加速度是速度变化的快慢程度 速度和加速度都是矢量,具有大小和方向
圆周运动
圆周运动的描述
能量守恒定律
能量守恒定律的表述
能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从 一个物体转移到其它物体,而能量的总量保持不变。
能量守恒定律的适用范围
无论是宏观世界还是微观世界,无论是低速运动还是高速运动,能量守恒定律都适用。
能量守恒定律的数学表达式
ΔE = W + Q,其中ΔE表示系统内能的增量,W表示外界对系统做的功,Q表示系统吸 收的热量。
通过牛顿运动定律可以预测物体 在受力后的运动状态,为物理学 研究提供基础。
非惯性系中的力学问题
01
非惯性系定义
02
惯性力概念
相对于地面做加速或减速运动的参考 系称为非惯性系。
在非惯性系中,为了解释物体的运动 ,需要引入一种假想的力,即惯性力 。
03
非惯性系中牛顿运动 定律的应用
在非惯性系中,牛顿运动定律仍然适 用,但需要考虑惯性力的影响。例如 ,在旋转的参考系中,物体受到的惯 性力会导致其偏离原来的运动轨迹。
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k, k0,1,2,明条纹中心
rdsin (2k1)2, k1,2,暗大条学物纹理学中概论课心件
7.2光的波动理论的崛起
讨论:
(1)相邻明(暗)条纹中心间距;
x x k x k 1 d d
(2)双缝干涉条纹的特点;
✓ 不太大时条纹等间距;
✓ 一系列平行的明暗相间的条纹; ✓ 中间级次低,两边级次高; ✓ 条纹间距与入射光的波长成正比。
HP
L
艾
里
斑
d
特征一: 由中央亮斑和明暗相间的同心圆环组成;
特征二:中央亮斑特别明亮,占整个入射光束总
光强的84%,称为艾里斑。
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7.2光的波动理论的崛起
6.1.3光的偏振
偏振片在摄影中 有广泛的应用
PL C-PL
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
光的波动性
光的干涉、衍射 .
光波是横波
光的偏振 .
机械横波与纵波的区别
机 械 波 穿 过 狭 缝
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7.2光的波动理论的崛起
检 偏
起偏器
检偏器
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7.3光的波粒二象性
7.3.1光电效应 光的波动说遇到的困难
• 光电效应的实验规律及经典理论的困难
••饱和光电流强度与
入射光强度成正比。
G
或者说:单位时间内从
2.单缝衍射
(1)实验装置及现象
R
L
衍射角
A
b
B
fP
Q
o
(衍射角 :向上为正,向下为负 .)
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
(2)菲涅耳半波带法 R
A
L
P Q
b
o
C
B bsin/2
用宽为/2的平面去分割最大光程差,
把波面AB分割成k个波带
这 面积相等(子波数相同);
些 相邻波带上的子波的光强(振幅)相等;
U
相同入射光强度,不同频率
0
Ua
截止电压与入射光频率有线性关系
U0 KUa
1 2mV 02 eKeU a 大学物理学概论课件
7.3光的波粒二象性
第三个实验事实: •• 光电效应具有瞬时性,或说响应速度很快,10-9秒。
经典理论的困难:
* 经典认为光强越大,饱和电流应该大,光电子的 初动能也该大。但实验上饱和电流不仅与光强有 关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。
o
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
(3)衍射条纹的讨论
(1)衍射条纹特征:
(
中央明纹的宽度 l 0 2 x1
k 的1两暗纹间的距离)
2
Ib
f
3 f 2 f f
o f 2 f 3 f
x
b
b
b
b
b
b
角范围 sin
线范围
b
其它明暗条纹宽度
b
l
f
b
f
x1
b
f
b
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7.2光的波动理论的崛起
大学物理学概论课件
光学发展简史
2. 波动说的崛起
(1)托马斯·杨的双缝干涉实验(1801) 为波动说提供了有力的证明。
“尽管我仰慕牛顿的大名,但我并不因此非得 认为他是百无一失的。我遗憾地看到他也会弄 错,而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进
(步。2)”菲涅耳采用波动说解释了偏振光的 相干性,并指出光是横波;
(3)19世纪中期,麦克斯韦由理论得到: 光是电磁波,光的传播无需介质。
大学物理学概论课件
光学发展简史
3. 光具有量子性
19世纪末20世纪初, Albert. Einstein 解释光电效应: 光具有量子性(光子) (具有崭新内涵的微粒说)
光具有波粒二像性(duality)
大学物理学概论课件
光学
金属表面逸出的光电子
U
数目与入射光强成正比
但实际不一定! I
IS
3
2
1
U0 0
U
相同频率,不同入射光强度
大学物理学概论课件
7.3光的波粒二象性
•• 光电子的初动能与入射光强度 无关,而与入射光的频率有关。
截止电压的大小反映 光电子初动能的大小
I IS 3
eU0
1 2
mV02
U 0 红限频率
21
U03 U02 U01 0
(3)条纹的位置、间距随 、d 、d ' 而变化;
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
7.2.2光的衍射
水 波 的 衍 射 现 象
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
1.光的衍射现象
光在传播过程中遇到尺寸与波长差不多的障碍物(缝) 时,不再遵循直线传播,而是绕过障碍物(缝)在屏上 形成明暗相间的条纹。
lens(透镜)
lens(透镜)
monochromatic light
(单色光)
slit(缝)
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几种光的衍射现象
single slit
rectangular aperture
circular aperture
circular obstacle
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
* 只要频率高于红限,既使光强很弱也有光电流; 频率低于红限时,无论光强再大也没有光电流。 而经典认为有无光电效应不应与频率有关。
* 瞬时性。经典认为光能量分布在波面上,吸收 能量要时间,即需能量的积累过程。
大学物理学概论课件
大学物理学概论课件
照相机镜头前有无偏振片的效果对比
A
B
A B
大学物理学概论课件
量子光学应用
大学物理学概论课件
7.1几何光学简介
命大学中物目理学标概瞬论课间件
7.2光的波动理论的崛起
1.实验装置及原理
7.2.1
光 的 干 涉
s1
sd o
r1
r2
s 2 r
d'
d'd
p
B
x
o'
2.干涉条纹的分布
研究各种光现象、光的本性、光与物质 相互作用的规律。
几何光学 以光的直线传播规律为基础,研究各种
光学仪器的理论。
“粒子”
波动光学 研究光的电磁性质和传播规律,特别是
光的干涉、衍射和偏振规律。“波”
量子光学 以近代量子理论为基础,研究光与物质
相互作用的规律。
“波粒二象”
大学物理学概论课件
大学物理学概论课件
波 两相邻波带上各对应点所发出的子波到达
带 Q 点的光程差均为/2。(倾斜因子相同)
大学物理学概论课件
7.2光的波动理论的崛起
A b
B
缝长
bsin k 暗纹
k1,2,3,中心
A b
B
bsin (2k 1) 明纹
k1,2,3,2 中心
R
A
L
A1
C
B /2
RL
A
A1 A2 CB /2源自P QoP Q
物理学概论
第七章是波还是粒子?——光本性的研究
7.1几何光学简介 7.2光的波动理论的崛起
7.3光的波粒二象性
思考与讨论
大学物理学概论课件
光学发展简史
1. 十七世纪两种学说的争论
(1)光的微粒说
可以解释:光的直线传播、 光的反射、折射
不能解释:光的双折射现象
(2)光的波动说
可以解释:光的干涉、衍射、光的直线 传播、反射、折射及双折射等现象。