物理学教程马文蔚等编著第一次课.ppt
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大学物理 马文蔚 周雨青 高等教育出版社 课件 1-3章
型 . 目的是为了突出研究对象的主要性质 , 暂不考
虑一些次要的因素 .
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
二 位置矢量 运动方程 位移
1 位置矢量
确定质点P某一时刻在
y
k
j
坐位标置r系矢里 量x的, i简位称置y位的j 矢物r理zk.量称
y
r
*P
i
z ox
x
式中 i、j 、k 分别为x、y、z z
y r(t t)
B
s r
r r(t t) r(t)
tv时间内r,
质点的平均速度
x
i
y
j
o
A r (t)
x
或
v
t t vxi
vy
t j
平均速度 v 与 r 同方向.
平均速度大小
v (x)2 (y)2
t
高t 等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
2 瞬时速度
当 t 0 时平均速度的极限值叫做瞬时速度,
物理学（第四版）电子教案
第四章 刚体的转动
4-0 第四章教学基本要求 4-1 刚体的定轴转动 4-2 力矩 转动定律 转动惯量 4-3 角动量 角动量守恒定律 4-4 力矩作功 刚体绕定轴转动的动能定理 4-6 经典力学的成就和局限性
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第六章 热力学基础
6-0 第六章教学基本要求
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
第一章 质点运动学
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
教学基本要求
一 掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点
运动及运动变化的物理量 . 理解这些物理量的矢量 性、瞬时性和相对性 .
马文蔚《大学物理学》第一章4
g
2 dd 0 2v0 cos 2 0
d
g
π 当α ， 4
2 d 0 m v0
y
实际路径
真空中路径
g
由于空气阻力，实际 射程小于最大射程．
o
d
d0
x
例3：有一质点沿 x 轴作直线运动, t 时刻的坐标为 x = 5t2 - 3t3 (SI); 试求: (1)在第2秒内的平均速度; (2)第2秒末的瞬时速度. (3)第2秒末的加速度. 解: (1) x = (522 - 3 23) - (512 - 3 13)= -6(m) t = 1s
1 2 y v0 sin t gt 2 y 2 轨迹方程为： y x tan x 2 2 2v0 cos
x v0 cos t
y
voy
v0
α
vy
vx
v
vx
o
vox
d0
vy
v
x
求最大射程
2 2v0 d0 sin cos
dv kdx v
v lnv v 0
x dv 0 v 0 kdx
kx
x o
ln kx 0
0e
kx
[例题6]一质点平面运动的加速度为 ax= - Acost， ay= -Bsint，AB，A0，B0 初条件为t =0， v0x=0, v0y=B, x0=A, y0=0. 求质点轨迹.
v0
解
a a y g gj ax 0 1 2 r v 0 t gt 2
y
v0t
1 2 gt 2
P
大学物理学第五版马文蔚§1-2圆周运动1-3相对运动
圆周运动中物体间相对位置变化分析
物体在圆周运动中的位置 变化
描述物体在圆周运动中相对于圆心或参考点 的位置变化，包括角度、弧长等参量的变化 。
物体间相对位置的变化
分析两个或多个物体在圆周运动中相对于彼此的位 置变化，涉及相对距离、相对角度等概念。
参考系的选择与转换
探讨在不同参考系下观察圆周运动时，物体 间相对位置的变化情况，以及如何进行参考 系的转换。
02
4. 使用测量工具测量物体的线速度、角速度和周期，并记录 数据。
03
5. 改变转盘的角速度，重复步骤3和4，获得多组数据。
实验步骤和数据记录表格设计
01
数据记录表格设计
02 | 序号 | 角速度（rad/s） | 线速度（m/s） | 周期 （s） |
03
| --- | --- | --- | --- |
圆周运动中物体间能量传递和转化规律
01
动能与势能的转化
探讨在圆周运动中，物体动能与 势能之间的转化规律，如单摆运 动中的能量转化过程。
02
功能原理与能量守 恒
应用功能原理分析圆周运动中的 能量传递和转化过程，阐述能量 守恒定律在圆周运动中的应用。
03
摩擦与能量损失
研究在圆周运动中因摩擦而产生 的能量损失问题，分析摩擦对物 体运动状态及能量转化的影响。
05 实验设计与数据分析
实验目的和原理介绍
实验目的
通过观察和测量圆周运动物体的运动学量， 如线速度、角速度、周期等，探究圆周运动 的规律，并理解相对运动的概念。
实验原理
圆周运动是物体沿着圆周路径进行的运动， 其运动学量可以通过测量和计算得出。相对 运动是指两个物体之间的相对位置和相对速
哈工大大学物理课件(马文蔚教材)-第1章力学
dv 解： 由 a dt
1-2
加速度为恒矢量时的质点运动
dv adt
瞬时速度矢量
r r0
v
v0
dv adt
0 t
t
v v0 at
由
v v0 at
dr (v0 at )dt
0
1 2 r r0 v0t at 2
位移
dr (t ) v dt
j
该式也叫质点的运动函数或运动方程。
r x2 y 2 z 2 x y z cos cos cos r r r
四.位移:
A Z z
y
P
o
r
n
A
x
B
k
M
i
B
X
S
r r (t t ) r (t ) r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
dv x d 2 x ax 2 dt dt dv y d 2 y ay 2 dt dt dvz d 2 z az 2 dt dt
质点运动状态
质点运动学中的正反问题： 位矢 r (t )
{
dr ( t ) 瞬时速度矢量 v dt
质点运动状态变化
{
位移
dv d 2 r ( t ) 瞬时加速度矢量 a dt dt 2
d dx dy dz ( xi yj zk ) i j k dt dt dt dt
dx vx dt dy vy dt dz vz dt
质点运动学中： 质点运动状态
{
位矢
1-2
加速度为恒矢量时的质点运动
dv adt
瞬时速度矢量
r r0
v
v0
dv adt
0 t
t
v v0 at
由
v v0 at
dr (v0 at )dt
0
1 2 r r0 v0t at 2
位移
dr (t ) v dt
j
该式也叫质点的运动函数或运动方程。
r x2 y 2 z 2 x y z cos cos cos r r r
四.位移:
A Z z
y
P
o
r
n
A
x
B
k
M
i
B
X
S
r r (t t ) r (t ) r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
dv x d 2 x ax 2 dt dt dv y d 2 y ay 2 dt dt dvz d 2 z az 2 dt dt
质点运动状态
质点运动学中的正反问题： 位矢 r (t )
{
dr ( t ) 瞬时速度矢量 v dt
质点运动状态变化
{
位移
dv d 2 r ( t ) 瞬时加速度矢量 a dt dt 2
d dx dy dz ( xi yj zk ) i j k dt dt dt dt
dx vx dt dy vy dt dz vz dt
质点运动学中： 质点运动状态
{
位矢
2024版大学物理学(全套课件下册)马文蔚
态的变化过程。
宇宙的基本规律和演化
03
研究宇宙的大尺度结构、天体演化、宇宙起源和演化等基本问
题。
物理学的研究方法和意义
实验方法 通过实验手段观测和测量物理现象， 验证物理规律和理论。
理论方法
通过数学和物理理论，建立物理模型 和理论框架，解释和预测物理现象。
计算方法
利用计算机进行数值模拟和计算，研 究复杂物理系统的性质和行为。
物理学的意义
物理学的研究不仅有助于人类认识自 然规律，也为其他科学和工程领域提 供了基础理论和技术支持。
大学物理学的课程内容和要求
课程内容
大学物理学通常包括力学、热学、 电磁学、光学、近代物理等基础 内容，以及一些拓展内容，如相 对论、量子力学等。
课程要求
学生需要掌握基本的物理概念、 原理和定律，具备分析和解决物 理问题的能力，同时培养实验技 能和科学思维方法。
利用几何光学原理设计的仪 器，如显微镜、望远镜、照
相机等。
利用全反射原理实现光信号 在光纤中的长距离传输，具 有传输容量大、抗干扰能力
强等优点。
利用受激辐射原理产生高强 度、高单色性、高方向性的 光束，广泛应用于工业加工、
医疗、科研等领域。
利用光学系统对信息进行变 换和处理，如全息照相、光
学计算机等。
02
03
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物 理量。
毕奥-萨伐尔定律
计算电流元在空间中产生 磁场的定律。
磁场对电流的作用
探讨磁场对通电导线的作 用力，即安培力。
电磁感应
1 2
法拉第电磁感应定律 描述磁场变化时会在导体中产生感应电动势的定 律。
楞次定律
判断感应电流方向的定律，即感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
大学物理 马文蔚 周雨青 高等教育出版社 课件 1-3章
由于作者的水平有限，错误和不当之处在所难免，敬请使用者批评指正。 作者 2002 年 9 月
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
上册目录
第 一 章 质点运动学 第 二 章 牛顿定律 第 三 章 动量守恒定律和能量守恒定律 第 四 章 刚体的转动 第 六 章 热力学基础 第 七 章 气体动理论
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案面 向 2 1 世 纪 课 程 教 材
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 上册 第四版
—— 配套电子教案
主 编 肖婉如 参 编 周 佶 韦 娜 类淑国 朱杰君 郑 乐 主 审 马文蔚
高高等等教教育育出出版社版社
物理学（第四版）电子教案
本书为马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》（第四版） 的配套多媒体电子教案。章节划分与之完全对应，涵盖了力学、热学、电磁 学、振动和波动、光学、狭义相对论和量子物理等所有必讲的内容，以及书 上所有的例题。通过大量设计巧妙和精美的 FLASH 动画和图片，生动形象地 展示了物理图象和动态的物理过程。适用于工科院校本科（大专） 200人左 右的多媒体教室或网络教室的教学，也可作为教师备课和学生自学的参考软 件。由于马文蔚主编的《物理学教程》编入的内容乃是《物理学》（第四版） 的核心内容，故本电子教案也适用于《物理学教程》。
为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不 同，这就是运动描述的相对性.
2 质点
如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其
大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转
动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量
的点（即质点）来处理 .
质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案
上册目录
第 一 章 质点运动学 第 二 章 牛顿定律 第 三 章 动量守恒定律和能量守恒定律 第 四 章 刚体的转动 第 六 章 热力学基础 第 七 章 气体动理论
高等教育出版社
物理学（第四版）电子教案面 向 2 1 世 纪 课 程 教 材
东南大学等七所工科院校 编 马文蔚 改编
物 理 学 上册 第四版
—— 配套电子教案
主 编 肖婉如 参 编 周 佶 韦 娜 类淑国 朱杰君 郑 乐 主 审 马文蔚
高高等等教教育育出出版社版社
物理学（第四版）电子教案
本书为马文蔚教授等改编的面向21世纪课程教材《物理学》（第四版） 的配套多媒体电子教案。章节划分与之完全对应，涵盖了力学、热学、电磁 学、振动和波动、光学、狭义相对论和量子物理等所有必讲的内容，以及书 上所有的例题。通过大量设计巧妙和精美的 FLASH 动画和图片，生动形象地 展示了物理图象和动态的物理过程。适用于工科院校本科（大专） 200人左 右的多媒体教室或网络教室的教学，也可作为教师备课和学生自学的参考软 件。由于马文蔚主编的《物理学教程》编入的内容乃是《物理学》（第四版） 的核心内容，故本电子教案也适用于《物理学教程》。
为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不 同，这就是运动描述的相对性.
2 质点
如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其
大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转
动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量
的点（即质点）来处理 .
质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模
马文蔚《物理学》(上、下)课件讲义
15
物理学
第五版
即
1-1 质点运动的描述
B
l
A
当
时， vB = 1.73v
第一章 质点运动学
沿 轴正向
16
物理学
第五版
四 加速度
反映速度大小和 方向随时间变化快慢
1 平均加速度
1-1 质点运动的描述
B
A
与 同方向
第一章 质点运动学
17
物理学
第五版
2 (瞬时)加速度
1-1 质点运动的描述
第一章 质点运动学
（1）求
时的速度．
（2）作出质点的运动轨迹图．
第一章 质点运动学
11
物理学
第五版
已知： 解 (1) 由题意可得
1-1 质点运动的描述
时速度为 速度 与 轴之间的夹角
第一章 质点运动学
12
物理学
第五版
（2）运动方程
1-1 质点运动的描述
消去参数 可得轨迹方程为
轨迹图
6 4 2
-6 -4 -2 0 2 4 6
第一章 质点运动学
13
物理学
第五版
1-1 质点运动的描述
例2 如图A、B
两物体由一长为 的 刚性细杆相连，A、B 两物体可在光滑轨道 上滑行．如物体 A以
B
l
A
恒定的速率 向左滑
行, 当 物
时, 体B的速率为多少？
第一章 质点运动学
14
物理学
第五版
解
1-1 质点运动的描述
B
l
A
两边求导得
第一章 质点运动学
四 理解伽利略速度变换式, 并会 用它求简单的质点相对运动问题．
马文蔚_《物理学教程》教案chapter_01_质点运动学
第一章质点运动学的位置，随时间的变化过程。
在理解机械运动这个概念时应注意以下几点。
(1)机械运动的绝对性(2)机械运动的相对性力学范围：宇宙中天体的运动，火箭和人造卫星的轨道，导弹的弹道，以及气泡室中显示粒子径迹的分析和计算等。
在本章，我们只讨论质点运动的几种形式，而不涉及引起质点运动的原因，着重讨论质点的位移、速度和加速度的概念和计算方法。
§1-1质点运动的描述一、参考系质点1. 参考系—研究物体运动时被选作参考物的物体或物体群，称为参考系。
在大多数情况下，以地球为参考系——基本参考系。
利用参考系来判断物体是否运动和如何运动（1）研究地球相对于太阳的运动，常选择太阳作参考系；（2）研究人造地球卫星的运动，常选择地球作参考系；（3）研究河水的流动，常选择河岸作参考系等。
坐标系——为了定量地确定质点的空间位置而固定在参考系上的一个计算系统。
参考系与坐标系的区别——对物体运动的描述决定于参考系而不是坐标系。
参考系选定后，选用不同的坐标系对运动的描述是相同的。
用坐标系有：①直角坐标系；②自然坐标系；③球坐标系；④柱面坐标系；⑤极坐标系。
2. 质点：力学中的质点，是没有体积和形状，只具有一定质量的理想物体。
——有质量的点质点是一个理想模型，是力学中的一个十分重要的概念。
质点概念的重要性：（1）首先表现在，当物体的大小和形状对于所研究的问题无关紧要时，可以把物体当成一个质点，使问题简化；任何实际物体, 大至宇宙中的天体，小至原子、原子核、电子以及其他微观粒子，都具有一定的体积和形状。
如果在所研究的问题中，物体的体积和形状是无关紧要的，我们就可以把它看作为质点。
（2）质点概念的重要性还表现在，在不能把物体看作为一个质点的问题中，可以把该物体分割成很多体元，而每个体元都足够小，以至在所讨论的问题中可以看作为质点。
对于每个这样的体元，我们可以运用质点力学的规律，把得到的所有体元的运动规律叠加起来就可以得出整个物体的运动规律。
物理学下第五版马文蔚复习PPT(精简版)光学1-干涉
k 1,
k 2,
k 3,
k 4,
2n1d 2208 nm 1 1/ 2
2n1d 736 nm 2 1/ 2 2n1d 441 .6nm 3 1/ 2
2n1d 315 .4nm 4 1/ 2
22
紫 红 色
红光
紫光
例2. 双缝一缝前若放一云母片，原中央明纹处被 第7级明纹占据。 已知： n云 1.58 550 nm r1 s 1 求：云母片厚度 l ? 解： 插入云母片条纹为何会移动？ 光程差改变了。 0级明纹移到那里去了？ 向上面移动
2
4
d r d sin x D
5
x
D k max d D
x d D
k ( 2k 1) 2
讨论: 10 O 点处 x = 0 （k=0）
( 2 k 1 ) min d 2
(k 0,1, 2)
是中央明纹（零 级明纹）
20 „ ‟号表示中央明纹两侧对称地出现明(暗)纹.当k=1,
'
r2
n
r1 ) 2π(
s 2*
n
故不能再用波程差计算相位差。
2 π(
'
nr2 r1
)
相位差不仅与传播路程有关，还与介质的折射率有关。 1) 光程: 媒质折射率与光的几何路程之积 = 物理意义：光程就是光在媒质中通 过的几何路程按波数相等折合到真空中 的路程.
nr
nr
i0
(k 1,2,)max
2nd 2
k ( 2k 1) 2
(k 0,1,2)min
单色光垂直入射，在薄膜表面上： 有无视 情况而 定，勿 或全亮或全暗，没有干涉条纹。 死记！ 复色光垂直入射，在薄膜表面上：
物理学下第五版马文蔚复习PPT(精简版)磁学1稳恒磁场(总)资料
L
7-6 安培环路定理
磁场中： 磁感应强度的环流？
L
B dl ?
无限长通电直导线的 B 沿任一闭合回路的线积分： μ0 I B 2 r p点处 L 方向如图 I d L B dl L B cos dl Brd r 2 B dl 0 I
p
磁场对电流元的作用力通常叫做安培力 有限长导线所受到的安培力为：
F dF Idl B
L L
26
例1 在一沿负z方向的磁场中，有一半径为R的半圆形导 线，导线平面与xoy平面平行，载流I，求导线的受力。
解：根据安培定律 dF Idl B
根据对称性分析，合力沿y轴正方向。
dFy dF sin BIdl sin BIR sin d
2 x
dB
X
μ0 R 2 ( nIdx ) 2( R x )
2 2 3 2
dx
B
dB 2( R
B
0 R nIdx
2 2
x )
2
3/ 2
0 nI
2
得：轴线附近
(cos 2 cos 1 )
9
沿x轴正方向
讨论
B
0 nI
2
(cos 2 cos 1 )
F合 = dFy BIR sin d
0
dF
y
Idl
B
dF
I
2 BIR
R
合力方向沿y 轴。
0
R
x
27
相当于直线 -R—+R 所受的力。
例2、任意形状的载流曲线在磁场中受力情况如何？ 如图
7-6 安培环路定理
磁场中： 磁感应强度的环流？
L
B dl ?
无限长通电直导线的 B 沿任一闭合回路的线积分： μ0 I B 2 r p点处 L 方向如图 I d L B dl L B cos dl Brd r 2 B dl 0 I
p
磁场对电流元的作用力通常叫做安培力 有限长导线所受到的安培力为：
F dF Idl B
L L
26
例1 在一沿负z方向的磁场中，有一半径为R的半圆形导 线，导线平面与xoy平面平行，载流I，求导线的受力。
解：根据安培定律 dF Idl B
根据对称性分析，合力沿y轴正方向。
dFy dF sin BIdl sin BIR sin d
2 x
dB
X
μ0 R 2 ( nIdx ) 2( R x )
2 2 3 2
dx
B
dB 2( R
B
0 R nIdx
2 2
x )
2
3/ 2
0 nI
2
得：轴线附近
(cos 2 cos 1 )
9
沿x轴正方向
讨论
B
0 nI
2
(cos 2 cos 1 )
F合 = dFy BIR sin d
0
dF
y
Idl
B
dF
I
2 BIR
R
合力方向沿y 轴。
0
R
x
27
相当于直线 -R—+R 所受的力。
例2、任意形状的载流曲线在磁场中受力情况如何？ 如图
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