University Physics

A
• 一、 矢量(vector)
• 既有大小又有方向的量。
0
X
Z A xi yj zk
A A x2 y2 z2
cos x ,
A
cos y ,
A
cos z
A
Y
A
0
X
Z
二、矢量的运算(algorithms)
• 1 矢量的数乘
• 一个数m与矢量 A 相乘，得到另
一 方向个与矢 量A相m同A；。如如果果m数m<0>，0，其其方
爱因斯坦(1879-1957) 玻尔(1885-1962) 相对论 量子论
三、物理学的基础理论：
物理学
经热 电 光 近
典 力 学
学
磁 学
学
代 物 理
1、经典力学----关于物体机械运动的 理论。
2、热学----关于热现象和大量粒子群体 性质的理论。
3、电磁学----关于电、磁和电磁辐射的 理论。
二 参照系和坐标系
Fra Baidu bibliotek
参照系:用作参照的实实在在的物体
坐标系:对参照系的数学抽象
•
0
X
• 常见参照系 –地面参照系 –地心参照系 –太阳参照系 –实验室参照系
• 常见坐标系 –直角坐标系 –球坐标系 –柱坐标系 –自然坐标系
三 物理模型
对复杂的物体运动进行科学合 理的抽象。
质点: 只计其质量而忽略其形状 和大小的理想物体。
A
B
( Ay Bz
Az By )i
( Az Bx Ax Bz ) j ( Ax By Ay Bx )k
i j k
A B Ax Ay Az
Bx By Bz
§1-2 物理量的单位和量纲
国际单位制的基本单位：
• 长度 • 质量 • 时间 • 电流 • 热力学温度 • 物质的量 • 发光强度
物体的运动可简化为质点运动 处理的条件：
• 在所研究的问题中，物体的
大小和形状不起作用；
物体平动时可当作质点
• 在所研究的问题中，物体的大
小和形状所起的作用并不显著而 可以忽略不计时；
地球
太阳
地球绕太阳公转时可当作质点
§1-2 描述运动的物理量 运动方程
• Quantities for description of motion • Equation of motion
2、 物理学与素质教育
素质教育是人们谈论的热门话题。
素质有多种成分，其中最主 要的成分之一是科学素质。
科学素质
科学知识 科学思想 科学精神 科学态度
科学方法
3、物理课程培养哪些素质
• 培养正确的世界观和人生观——物理 学充满了鲜明的哲学思想；
• 培养科学态度——科学家们献身科学 的热情、高尚的道德和人格；
r
0 Z
X
（1）运动方程：
质点位置随时间变 化的函数关系式。
• 培养科学思维方法——分析与综合、 归纳与演绎、类比法、模型法等等
• 培养创新意识 • 培养科学实践观 • 培养科学情趣——科学与艺术同源于
对美的追求。
二、物理学的发展简史 伽利略(1564-1642) 科学研究方法
牛顿(1642-1727) 麦克斯韦(1831-1879) 经典力学、经典电磁学图象
物理学研究的规律具有极大的普遍性，物 理学也是现代工业的基础和重要支柱， 是人类文明的根基。
1、物理学与技术革命
• 牛顿力学的建立和热力学的发展——蒸 汽机和机械工业；
• 麦克斯韦电磁理论——工业电气化 ；
• 量子理论和相对论——原子能、计算机 和空间技术的广泛应用。
当代物理学与其他自然科学及其技术的广 泛结合和应用，为人类进步、发展生产、 改造自然、提高生产率提供了强有力的 武器。
物理思想
参考书
《普通物理学》，程、江版 《物理学》 ，马文蔚 东南大学版 《大学物理学》， 华中版 ……
物理学期刊：《大学物理》、《物理通 报》、《现代物理知识》、《物理与工 程》 ……
补充
矢量的数积、点积、叉积 物理量的量纲
§1-1 矢量及其运算 Y
Vectors and Algorithms
– 如何描述物体的运动状态 – 核心问题是运动方程 – 经典力学的时空观
§1-1 参照系和坐标系 质点
Reference Frames and Coordinate Systems, Particles
一 物质运动是绝对的, 运动的描述是相对的.
E j 坐地日行八万里
巡天遥看一千河
描述运动需要有一个参照系, 定量描述运动需要建立坐标系
• 米(m) • 千克(kg) • 秒(s) • 安培(A) • 开而文(K) • 摩尔(mol) • 坎德拉(cd)
• 研究宏观物体低速运动的规律
• 理论基础是牛顿运动定律
• 主要包括质点运动学、 质点动力 学和刚体的转动
第二章 质点运动学 Kinematics
• 矢量、自然坐标系 • 主要阐明三个问题：
向与A相反。
m A mA
2 矢量的标积
A
B
AB
cos
i
i
j
j
k
k
1
i j j k k i 0
A B AxBx Ay By Az Bz
3 矢量的 矢积
A B ABsin
i i
j
j
k
k
0
i j k j i k
j k i k j i
k i j i k j
University Physics
联系方式
南航 应用物理系 张永梅 E-mail: youngmeizhang@163.com tel: 52075675
大学物理精品课程网站：
http://science.nuaa.edu.cn/phyedu
绪论
Introduction
一、物理学的重要性：
物理学是研究物质结构、相互作用和运动 形态的基本规律的科学，所研究的基本 运动普遍地存在于其他高级的复杂的物 质运动形式之中。
一、位置矢量（position vector ）
从原点指向质点 Y
P(x,y,z)
所在位置的有向 线段。
r (t)
0
X
Z
位置矢量 r xi yj zk
位矢的大小：
r
r
x2 y2 z2
位矢的方向余弦：
cos x ,
r
cos y ,
r
Y
P(x,y,z
r (t)
cos z
4、光学----关于光的传播和光与 物质相互作用的理论。
5、近代物理学----
相对论 量子力学
相对论----关于高速运动物体和 物理规律不变性的理论。
量子力学----关于微观粒子运动 的理论。
四、 大学物理学的特点
学习内容：更深、更广 学习方法：矢量、微分、积分 学习目标：物理知识、物理方法、