大学物理上知识结构总结.ppt
大学物理上知识结构图
基 础
转动定律： M
J 力矩产生角加速度，使刚体转动。 F ex m' d vC m' aC dt
质点系：质心运动定律：数学表达式：
文字表述：作用于系统的和外力等于系统的总质量乘以系统质心的加速度。 静 力 学 基 础 1.定义：力的时间累积效果用冲量来描述，是过程量。定义：等于力乘以力 的作用时间，用 I 表示，是矢量。 对于质点：
在给定时刻，v 为定值，故 a
v2
en
dv e dt
大小和方向均可确定
3-1 圆周运动的角量描述：角坐标、角位移、角速度、角加速度 3-2 运动方程：
(t )
dS Rd ，线速度大小 v dS / dt
3-3 线量和角量的关系： 圆周运动存在弧长 S R
dS d 证明： v dt R dt R d 2S d 2 R R a 2 dt dt 2 2 2 2 R a v R 2 n R R
直角坐标系分量式： F ( S )
b b
Fx i Fy j Fz k ， s ( S ) dxi dy j dz k
b b a a
大 学 物 理 上
力 学
动 力 学 和 静 力 学 功 空 间 累 积 ↓ 率 P
W F ( S ) d S Fdxx Fy dy Fz dz
M rF sin (r , F ) ，方向：右手螺旋定则。单位( m N )(米·牛顿) j y Fy k z Fz
M
i 直角坐标系： r F x Fx
一个力对质点和刚体产生的作用效果：牛顿运动定律和转动定律 牛顿运动定律： 0, v 常量，匀速直线运动，惯性定律 F m a , 产生加速度，瞬时作用 定律，是质点（系）运动学与动力学的联系纽带 F12 F21相互作用定律，物体间力的作用是相互的
大学物理说课ppt课件
加速度：a 角动量定理 角加速度：β
质F量t =：mmv1 – mv0
Mt转=动Jω惯1 量– J：ω0J
质量：F
角动量守恒 力矩：M
动力学方程
当外力F=0时，
当外力矩M=0时，
p =Fm=vm=a常量
L = JMω == J常β 量
牛顿第二定律
转动定理
四. 章节举例 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
——说 课 环 节——
一. 课程总述 二. 教材教法
三. 课程设计 四. 章节举例
在整堂课的教学中，刘教师总是让学 生带着 问题来 学习， 而问题 的设置 具有一 定的梯 度，由 浅入深 ，所提 出的问 题也很 明确
三. 课程设计
教学内容与学时分配：
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
章节目录
质点运动学 质点动力学 刚体力学基础
四. 章节举例 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
难点剖析：
三. 角动量守恒定律
对于形变物体， 转速与转动惯量成反比
跳水运动员
花滑运动员
四. 章节举例 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
——说 课 环 节——
一. 课程总述 二. 教材教法
三. 课程设计 四. 章节举例
二. 教材教法 在整堂课的教学中，刘教师总是让学生带着问题来学习，而问题的设置具有一定的梯度，由浅入深，所提出的问题也很明确
说教材：
• 《新编基础物理学 （上册）》王少杰、 顾牡主编，科学出 版社，2009年1月
大学物理教程ppt课件
牛顿第二定律
动量定理的推导、质点系的动量定理、 变力作用下的动量定理
万有引力定律
万有引力定律的表述、引力常量的测定 、万有引力定律的应用
9
动量定理和动量守恒定律
2024/1/26
动量定理
01
冲量的定义、动量定理的表述、动量定理的推导
动量守恒定律
02
系统不受外力或所受外力之和为零的条件下的动量守恒、两体
2024/1/26
16
2024/1/26
04
电磁学
17
静电场
库仑定律
描述点电荷之间的相互作用力，是静电场的 基本定律。
电场强度
反映电场对电荷的作用力大小，是矢量场。
电势和电势差
描述电场中某点的电势能和电势差，是标量 场。
2024/1/26
静电场中的导体和电介质
探讨导体和电介质在静电场中的性质和行为 。
黑体辐射和光电效应
黑体辐射定律，光电效应实验和爱因斯坦光电效应方程。
康普顿效应
康普顿散射实验和康普顿效应的意义。
波粒二象性
德布罗意波，电子衍射实验，波粒二象性的统一。
量子力学基础
测不准原理，薛定谔方程，原子结构和光谱。
2024/1/26
26
06
近代物理学基础
2024/1/26
27
狭义相对论基础
洛伦兹变换
推导及物理意义
相对论动力学基础
动量、能量及力的变换
2024/1/26
狭义相对论的时空观
时间膨胀与长度收缩
质能关系
爱因斯坦质能方程及其意义
28
量子力学基础
德布罗意波
物质波的提出及实验验证
大学物理PPT完整全套教学课件pptx
非弹性碰撞
碰撞后系统动能不守恒，部分机械 能转化为内能，损失了机械能。如 湿纸或橡皮泥的碰撞等。
完全非弹性碰撞
碰撞后两物体粘在一起运动，动能 损失最大，机械能损失也最大。
能量守恒定律
定律表述
自然界中的一切物质都具有能量，能量既不能创 造也不能消灭，而只能从一种形式转换成另一种 形式，从一个物体传递到另一个物体；在转化和 传递过程中能量的总量保持不变。
大学物理的学习方法和要求
掌握基本概念和基本规律
注重实验和实践
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。
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。
培养物理思维
拓宽知识面
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。
热力学第二定律的表述及实质
表述
实质
应用
热力学第二定律有多种表述方式，其 中最著名的是开尔文表述和克劳修斯 表述。开尔文表述指出，不可能从单 一热源吸取热量，使之完全变为有用 功而不产生其他影响。克劳修斯表述 指出，热量不可能自发地从低温物体 传到高温物体而不引起其他变化。
热力学第二定律的实质是揭示了自然 界中一切与热现象有关的宏观过程都 具有方向性，即不可逆性。这种方向 性是由系统内部的微观状态数目的变 化所决定的，也就是由系统的熵增原 理所决定的。
循环过程卡诺循环
01
02
定义
工作原理
卡诺循环是一种理想的可逆循环，由 两个等温过程和两个绝热过程组成。 它是热力学第二定律的出发点，也是 热机效率的理论极限。
卡诺循环通过高温热源吸收热量，在 低温热源放出热量，并对外作功。其 效率只与高温热源和低温热源的温度 有关，而与工作物质无关。
大学物理第2章_质点动力学_知识框架图和解题指导和习题
第2章 质点动力学一、基本要求1．理解冲量、动量，功和能等基本概念；2．会用微积分方法计算变力做功，理解保守力作功的特点；3．掌握运用动量守恒定律和机械能守恒定律分析简单系统在平面内运动的力学问题的思想和方法.二、基本内容（一）本章重点和难点：重点：动量守恒定律和能量守恒定律的条件审核、综合性力学问题的分析求解。
难点:微积分方法求解变力做功. （二）知识网络结构图:⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧公式只有保守内力做功条件能量守恒定律公式合外力为条件动量守恒定律守恒定律动能定理动量定理基本定理能功冲量动量基本物理量)()0(（三）容易混淆的概念： 1。
动量和冲量动量是质点的质量与速度的乘积;冲量是合外力随时间的累积效应，合外力的冲量等于动量增量。
2。
保守力和非保守力保守力是做功只与始末位置有关而与具体路径无关的力,沿闭合路径运动一周保守力做功为0;非保守力是做功与具体路径有关的力.(四)主要内容： 1．动量、冲量 动量：p mv = 冲量：⎰⋅=21t t dt F I2．动量定理:质点动量定理：⎰∆=-=⋅=2112t t v m P P dt F I质点系动量定理：dtPd F=3．动量守恒定律：当系统所受合外力为零时，即0=ex F时，或inex F F系统的总动量保持不变，即：∑===n i i i C v m P 14．变力做功：dr F r d F W BAB A⎰⎰=⋅=θcos （θ为)之间夹角与r d F直角坐标系中：)d d d ( z F y F x F W z y BAx ++=⎰5．动能定理：（1）质点动能定理：k1k221222121E E mv mv W -=-=(质点所受合外力做功等于质点动能增量。
）(2)质点系动能定理:∑∑==-=+ni n i E E W W1kio1ki inex(质点系所受外力做功和内力做功之和等于质点系动能增量。
大学物理静电场ppt课件
目录
• 静电场基本概念与性质 • 静电场中的电荷分布与电势 • 静电感应与电容器 • 静电场中的能量与动量 • 静电场与物质相互作用 • 总结回顾与拓展延伸
01
静电场基本概念与性质
电荷与电场
电荷的基本性质
同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。
电场的概念
电荷周围存在的一种特殊物质，它对放入其中 的其他电荷有力的作用。
典型问题解析
电荷在电场中的受力与运动
根据库仑定律和牛顿第二定律分析电 荷在电场中的受力与运动情况。
电场强度与电势的关系
通过电场强度与电势的微分关系，分 析电场强度与电势的变化规律。
电容器与电容
分析平行板电容器、圆柱形电容器等 典型电容器的电容、电量、电压等物 理量的关系。
静电场的能量
计算静电场中电荷系统的电势能、电 场能量等物理量，分析静电场的能量 转化与守恒问题。
某些晶体在受到外力作用时，内部产生电极化现象，从而在晶体表面产生电荷的现象。 压电效应具有可逆性，即外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态。
热电效应
温差引起的电荷分布和电流现象。包括塞贝克效应（温差产生电压）和帕尔贴效应（电 流产生温差）。
压电效应和热电效应的应用
在传感器、换能器、制冷技术等领域有广泛应用。
静电场能量密度及总能量计算
静电场能量密度定义
01
单位体积内静电场所具有的能量。
计算公式
02
能量密度 = 1/2 * 电场强度平方 * 电介质常数。
静电场总能量计算
03
对能量密度在整个空间进行积分。
带电粒子在静电场中运动规律
运动方程
根据牛顿第二定律和库仑定律建立带电粒子在静 电场中的运动方程。
大学物理知识点总结
第一章 质点运动学本章提要1、 参照系：描述物体运动时作参考的其他物体。
2、 运动函数：表示质点位置随时间变化的函数。
位置矢量：k t z j t y i t x t r r)()()()(++==位置矢量：)()(t r t t r r-∆+=∆ 一般情况下：r r∆≠∆3、速度和加速度： dt r d v= ； 22dt rd dt v d a ==4、匀加速运动： =a 常矢量 ； t a v v +=0 2210t a t v r+= 5、一维匀加速运动：at v v +=0 ； 2210at t v x += ax v v 2202=-6、抛体运动： 0=x a ； g a y -=θcos 0v v x = ； gt v v y -=θsin 0t v x θcos 0= ； 2210sin gtt v y -=θ 7、圆周运动：t n a a a+=法向加速度：22ωR R v a n == 切向加速度：dtdv a t = 8、伽利略速度变换式：u v v+'=第二章 质点力学（牛顿运动定律）本章提要1、牛顿运动定律牛顿第一定律 o F =时 =v常矢量牛顿第二定律 k ma i ma i ma a m F z y x++==牛顿第三定律 'F F -=2、技术中常见的几种力：重力 g m P= 弹簧的弹力 kx f -= 压力和张力滑动摩擦力 N f k k μ= 静摩擦力 N f s s μ≤3、基本自然力：万有引力、弱力、电磁力、强力。
4、用牛顿运动定律解题的基本思路：认物体→看运动→查受力（画示力图）→列方程 5、国际单位制（SI ）量纲：表示导出量是如何由基本量组成的幂次式。
6、功：r d F dW⋅=⎰⎰⎰⎰++==⋅==BAB ABAz y x dz f dy f dx F dr F r d F dW W )(cos θ7、动能定理：21212221mvmv W -= 8、保守力与非保守力： ⎰=⋅=Lr d F W 0 保 ⎰≠⋅=Lr d F W 0非9、势能：对保守内力可以引入势能概念 万有引力势能：rm m GE p 21-=以两质点无穷远分离为势能零点。
大物全部知识点总结
大物全部知识点总结大物，又称大学物理，是大学阶段的物理学课程。
它包括了经典力学、电磁学、热学、光学、近代物理等内容。
通过学习大物课程，学生可以了解物质的结构和运动规律，掌握物理实验方法，培养科学思维和动手能力。
经典力学是大物课程中的重要部分，它是研究宏观物体受力和运动规律的学科。
经典力学包括牛顿运动定律、动量和动量定理、角动量和角动量定理、能量和能量守恒定律等内容。
学生需要掌握力学定律的应用，能够解决物体的运动和碰撞问题。
电磁学是研究电荷和电磁场相互作用规律的学科。
大物课程中的电磁学包括了库仑定律、电场和电势、电流和电磁场、电磁感应和法拉第定律等内容。
学生需要了解电磁学的基本理论，掌握电场和磁场的计算方法，能够分析电路和电磁现象。
热学是研究物体热力学性质和热传导规律的学科。
大物课程中的热学包括了热力学定律、热力学过程、热力学循环等内容。
学生需要了解热力学的概念和基本定律，掌握热力学系统的分析方法，能够解决热传导和热力学循环问题。
光学是研究光的传播规律和光学器件原理的学科。
大物课程中的光学包括了几何光学、物理光学和光波导论等内容。
学生需要掌握光的反射和折射规律，了解光的干涉和衍射现象，能够分析光学器件的工作原理。
近代物理是研究微观世界和基本粒子性质的学科。
大物课程中的近代物理包括了光的波粒二象性、原子物理、原子核物理和量子物理等内容。
学生需要了解微粒的波粒二象性，掌握原子和原子核的结构特性，能够解释量子物理现象。
总的来说，大物课程涵盖了物理学的基础知识和理论方法，是理工科学生必修的一门重要课程。
通过学习大物，学生可以发展科学思维和动手能力，为未来的专业学习和科研工作打下坚实基础。
大学物理绪论课ppt课件
第四版
绪论
• 一 、物理学简介 • 二 、为什么学？ • 三 、学什么？ • 四 、怎么学？
一、物理学简介
1. 什么是物理学 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。
2. 物理学的基本理论
经典力学 （17世纪），牛顿
经
典 物
热学
（18~19世纪），卡诺、焦耳、克劳修斯、 麦克斯韦、玻耳兹曼等
理 电磁学 （19世纪），库仑、安培、奥斯特、
法拉第、麦克斯韦等
近 代
相对论
（20世纪初），爱因斯坦
物 理 量子力学 （20世纪），玻尔、普朗克、德布罗意、
海森伯、薛定谔等
3. 物理学的研究对象
空间尺度：
质子 （10-15 m） 基本粒子
哈勃半径 超星系团
1027
星系团
原子核
10-15
1024
银河系
和谐统一
ppt课件.
24
四、怎样学习大学物理
一、与中学的物理课比较
1. 是物理学的又一次更深的循环
概念深化 知识扩展 理论性增强
ü物理模型。如：质点、刚体…… ü物理条件。如：守衡条件 ü文字解与结果分析。
ppt课件.
25
2. 高等数学的运用
矢量与标量； 矢积与标积； 坐标分解； 微分；微元； 线积分……
2. 物理框架： 知识结构、知识的来龙去脉、知识的相 互联系
3. 物理思路： 如何观察、分析、思考、研究、处理问题
4. 物理方法： 科学就是一种方法
5. 体会和欣赏物理学中的真、善、美
★ 物理学之美
• 物理学的本质是真－客观规律、真理 • 物理学的价值是善－能够造福人类 • 物理学的追求是美－简洁明快，均衡对称，
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版年度《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。
大学物理课程PPT幻灯片
4 物理课程
物理课程不同于物理科学，它是按照教学 目的、要求和学生的认知规律，有计划的 选择物理科学的内容，并改造成为学校的 一门课程。
4 物理课程
不同的课程理论对物理教育的价值取向有很大的差异。
以学科为中心 的课程主要以 传递知识，帮 助学生建立完 整的物理学科 知识结构，并 实现知识的迁 移为主要目标；
其中确定目标最为关键，因为其他步骤都是围绕目标展 开的。所以泰勒原理又被称为“目标模式”。
第二节 物理课程的基本问题
1 物理学的基本内容和发展概况 物理学是研究物质运动的基本规律、物质
的相互作用和物质基本结构的一门科学。
从物理学对物质运动的基本规律研究的角度，可以 将物理学分为： 力学 ——研究机械运动规律 热力学和统计力学——研究热运动规律 电磁学——电磁运动规律 相对论——研究高速物体运动规律 量子力学——微观粒子运动规律
1 物理学的基本内容和发展概况
有两个发展前沿是很明显的，一个是最微小的是一个 前沿（基本粒子研究），另一个是最大的宇宙也是一 个前沿（宇宙的研究）。
除了这两个明显的前沿外，应该还存在一个前沿，就 是探讨复杂物质的结构与物性。
2 科学的本质
科学的本质问题，实际上是要回答“科学是什么”。 美国科学促进会在其制定的《面向全体美国人的科学：
这个原理是围绕四个基本问题展开的：
（1）学校应该达到哪些教育目标？ （2）提供哪些教育经验才能实现这些目标？ （3）怎样才能有效地组织这些教育经验？ （4）我们怎样才能确定这些目标正在得到 实现？
课程编制的基本步骤
我们可以把这四个问题看成是课程编制过程的 四个步骤或阶段：
（1）确定目标； （2）选择经验； （3）组织经验； （4）评价结果。
大学物理(机械波篇)ppt课件
2024/1/30
1
目录
• 机械波基本概念与性质 • 线性简谐振动在介质中传播 • 非线性振动和孤立子简介
2024/1/30
2
目录
• 多普勒效应与声波干涉现象 • 光的衍射、干涉和偏振现象 • 总结回顾与拓展延伸
2024/1/30
3
01
机械波基本概念与性质
2024/1/30
2024/1/30
13
03
非线性振动和孤立子简介
2024/1/30
14
非线性振动概念及特点
非线性振动定义
指振动系振幅依赖性
振动频率和波形随振幅变化而变化。
2024/1/30
跳跃现象
系统参数连续变化时，振动状态可能发 生突变。
分岔与混沌
在特定条件下，非线性振动系统可能出 现多种不同的稳定状态，甚至产生混沌 现象。
影响因素分析
声速受介质温度、压力和成分等因素影响。
2024/1/30
12
驻波形成条件与特点
1 2
驻波定义
两列波在同一直线上沿相反方向传播，叠加后形 成的波形不随时间推移而向前传播的波。
驻波形成条件
两列波的频率相同、振幅相等、相位差恒定。
驻波特点
3
波形固定不动，节点和腹点位置固定；相邻节点 间距离等于半波长；能量在节点和腹点之间来回 传递。
15
孤立子定义和性质
孤立子定义
一种在非线性介质中传播的特殊波 动现象，具有粒子性和波动性双重
特性。
形状保持不变
在传播过程中，孤立子的形状和速 度保持恒定。
2024/1/30
相互作用不改变波形
多个孤立子相互作用后，各自保持 原有形状和速度继续传播。
大学物理学总结
再如，爱因斯坦创立狭义相对论：
伽利略的相对性原理 迈克耳孙 — 莫雷实验 洛仑兹提出尺度收缩假说 彭加勒提出以太可能不存在，
在上述原理、假说、实验的基础上， 爱因斯坦提出相对性原理和光速不变原理， 建立了狭义相对论。
绝对运动在原则上观察不到。
1
2
5
4
3
正如牛顿所说：
“如果说我比笛卡尔看得更远，那是因为
获奖类型 项目 人数 实验 83 114 理论 33 46 实验+理论 4 6 得奖的实验项目和人数大致占总数的三分之二。
当科学本身的矛盾已经成熟甚至刚刚显露时，
要有创新意识 不墨守成规，不人云亦云。 总想探索新途径， 提出新观念， 尝试新方法， 导出新结论。 没有想到创新的人决不会有新创造。
创新精神的三个要素：
不怕名人权威。
在新的事实面前
敢于怀疑旧理论，
提出新问题。
要有创新勇气
“进步道路上的绊脚石是，
也一向是，
*
目前的实验技术水平：
单个微观粒子的能量转移（最大） 1TeV
最高的能量分辩率 E／E 10-16
02
能直接测量的最短时间 10-16 sec
最小的空间分辨 3.9×10-19m
理论和实验的关系可用李政道教授提出的“物理学家的定律”作为一个很好的总结：
“没有实验家，理论家就会迷失方向；没有理论家，实验家就会迟疑不决。”
三. 相对和绝对
（1）客观世界本身是不断发展变化的， 人的认识永远没有完结。
1. 物理定理、定律、理论反映了客观世界的运动规律，具有稳定性、可重现性 具有绝对真理的成份。 2. 定理、定律、理论又具有近似性，只在一定范围内才正确，因为：
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。
大学物理知识点上总结大一
大学物理知识点上总结大一大学物理知识点总结大一一、力学1. 牛顿运动定律牛顿第一定律：一个物体若受力平衡，则其保持静止或匀速直线运动的状态不变。
牛顿第二定律：力是质量乘以加速度，即F = ma。
牛顿第三定律：作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上。
2. 力的合成与分解力的合成：两个力的合力等于两个力相加的矢量和。
力的分解：一个力可以分解为多个力的合力，且合力与原力共线。
3. 动量定律动量定义为物体的质量乘以速度，即p = mv。
动量守恒定律指的是在孤立体系中，动量总是恒定的。
4. 动能与功动能是物体由于运动而具有的能量，动能等于1/2mv²。
功是力对物体所做的功，功等于力乘以位移的大小，即W = Fd。
5. 重力重力是指地球对物体的吸引力，重力的大小为mg，其中g是重力加速度，约等于9.8 m/s²。
6. 平衡力的平衡有两种情况，一种是物体处于静止状态，另一种是物体处于匀速直线运动状态。
二、热学1. 温度与热量温度是反映物体冷热程度的物理量，常用单位是摄氏度（℃）。
热量是物体传递和吸收的能量，单位是焦耳（J）。
2. 内能与热传递内能是物体分子和原子内部各种能量的总和，可以通过吸收或释放热量的方式改变。
热传递有三种方式：传导、对流和辐射。
3. 理想气体定律理想气体定律描述了理想气体的状态，包括压强、体积和温度之间的关系。
状态方程为PV = nRT，其中P为压强（Pa），V为体积（m³），n为物质的摩尔数，R为气体常数，T为温度（K）。
4. 热力学第一定律热力学第一定律又称能量守恒定律，指的是能量不会凭空产生或消失，只会从一种形式转变为另一种形式。
5. 热容与相变热容是物体吸收1摄氏度温度变化所需的热量，单位是焦耳每摄氏度（J/℃）。
相变是物质在温度和压强一定情况下从一种状态转变为另一种状态，包括固态、液态和气态。
三、电磁学1. 静电学静电学研究电荷和电场的性质，包括库仑定律和电场强度等概念。
大学物理知识点的总结
大学物理知识点的总结一、理论基础力学1、运动学参照系。
质点运动的位移和路程，速度，加速度。
相对速度。
矢量和标量。
矢量的合成和分解。
匀速及匀速直线运动及其某象。
运动的合成。
抛体运动。
圆周运动。
刚体的平动和绕定轴的转动。
2、牛顿运动定律力学中常见的几种力牛顿第一、二、三运动定律。
惯性参照系的概念。
摩擦力。
弹性力。
胡克定律。
万有引力定律。
均匀球壳对壳内和壳外质点的引力公式（不要求导出）。
开普勒定律。
行星和人造卫星的运动。
3、物体的平衡共点力作用下物体的平衡。
力矩。
刚体的平衡。
重心。
物体平衡的种类。
4、动量冲量。
动量。
动量定理。
动量守恒定律。
反冲运动及火箭。
5、机械能功和功率。
动能和动能定理。
重力势能。
引力势能。
质点及均匀球壳壳内和壳外的引力势能公式（不要求导出）。
弹簧的弹性势能。
功能原理。
机械能守恒定律。
碰撞。
6、流体静力学静止流体中的压强。
浮力。
7、振动简揩振动。
振幅。
频率和周期。
位相。
振动的某象。
参考圆。
振动的速度和加速度。
由动力学方程确定简谐振动的频率。
阻尼振动。
受迫振动和共振（定性了解）。
8、波和声横波和纵波。
波长、频率和波速的关系。
波的某象。
波的干涉和衍射（定性）。
声波。
声音的响度、音调和音品。
声音的共鸣。
乐音和噪声。
热学1、分子动理论原子和分子的量级。
分子的热运动。
布朗运动。
温度的微观意义。
分子力。
分子的动能和分子间的势能。
物体的内能。
2、热力学第一定律热力学第一定律。
3、气体的性质热力学温标。
理想气体状态方程。
普适气体恒量。
理想气体状态方程的微观解释（定性）。
理想气体的内能。
理想气体的等容、等压、等温和绝热过程（不要求用微积分运算）。
4、液体的性质流体分子运动的特点。
表面张力系数。
浸润现象和毛细现象（定性）。
5、固体的性质晶体和非晶体。
空间点阵。
固体分子运动的特点。
6、物态变化熔解和凝固。
熔点。
熔解热。
蒸发和凝结。
饱和汽压。
沸腾和沸点。
汽化热。
临界温度。
固体的升华。
空气的湿度和湿度计。
露点。
大学普通物理课件第23章-光的衍射
微观粒子波动性探测技术
电子显微镜
电子显微镜是一种利用电子的波动性进行高分辨率成像的技术。在电子显微镜中，电子 束通过电磁透镜聚焦在样品上，经过样品散射后形成衍射图样，最终被探测器接收并转
换为图像。
中子衍射
中子衍射是一种利用中子的波动性探测物质结构的技术。中子与物质相互作用较弱，因 此可以穿透较厚的物质层并产生明显的衍射效应，从而揭示出物质内部的微观结构信息。
一束平行光垂直照射到一 个每厘米刻有5000条刻线 的光栅上，观察屏与光栅 相距2m。求观察到的光谱 中相邻两谱线的距离。
根据光栅衍射公式，相邻两 本题考查了光栅衍射的基
谱线的距离$Delta x =
本公式和应用，需要注意
frac{klambda}{dcostheta} 的是，在实际应用中还需
$，其中k为光谱级数，d为 光栅常数，$theta$为衍射 角。在本题中，k=1， d=1/5000cm，$theta$近
当单色光通过双缝时，在屏幕上出现明暗相间的干涉条纹。 与单缝衍射条纹相比，双缝干涉条纹更加细锐。
原理分析
双缝干涉是光波通过两个相距较近的小孔时发生的干涉现 象，而衍射是光波遇到障碍物时发生的绕射现象。两者产 生的条纹形状和分布规律不同。
圆盘衍射与泊松亮斑
实验装置
激光器、圆盘、屏幕
实验现象
当单色光照射在圆盘上时，在屏幕阴影中心出现一个亮斑，即泊松亮斑。同时，在亮斑周 围出现明暗相间的圆环状衍射条纹。
光栅方程与光谱分析
光栅方程
光栅方程描述了衍射光波干涉后形成的亮条纹位置与光栅常数、入射光波长及 衍射角之间的关系。
光谱分析
利用光栅的分光作用，可将复合光分解为不同波长的单色光，进而对物质进行 光谱分析，如确定物质成分、测量光谱线波长等。
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3. 质点的动量定理
质点在运动过程中，所受合外力的冲量等于质点动量的增量
.
I
p
4. 质点系的动量定理
作用于系统的合外力的冲量等于系统动量的增量.
I p p0
5. 动量守恒定律
当系统所受合外力为零时，系统的总动量保持不变.
F ex 0
n
miv i
恒矢量
i 1
11
6. 功
W
的能量是可以相互转换的，但是无论如何转换，能量既不能产
生，也不能消灭.
14
刚体力学基础——知识框架结构
刚体 运动
平动：质点(心)运动 运动学 角量 线量
角量与线量的关系
刚体定 轴转动
刚体角动量
刚体定轴转动 角动量定理
刚体定轴转动 角动量守恒定律
动力学
力矩 转动惯量
转动动能
刚体定轴转动定律
力矩的功
定轴转动 动能定理
3
知 识点
位置矢量(位矢):
rv
v xi
v yj
v zk
位移: 质点的运动方程:
rv
rv
rvB vrvA x(t)i
y(t)
v j
v z(t)k
x x(t)
质点运动的轨迹方程 （消去t）:
y
y(t)
f
(x,
y, z)
0
z z(t)
速度v 加速度
lim t 0
av
rv t
lim
drv dt
内力 外力
(质心)运动定理
能量守恒定律
机械能守恒定律
9
1. 牛顿运动定律
第一定律
v Fi
0
vr
const
第二定律
F
dp
dt
第三定律 F F'
2. 牛顿运动定律的应用
(1) 确定研究对象, 画出隔离图，明确运动状态、方向/趋势; (2) 进行受力分析, 画出示力图; (3) 建立坐标系; (4) 对各隔离体建立牛顿运动方程(矢量式---分量式); (5) 解方程, 进行文字运算，然后代入数据求解.
第一定律
基本 第二定律
定律 第三定律
牛 顿 运 动
万有引力定律 动量 冲量
变力冲量
动量变化 动量定理
t2
v Fdt
v P2 v
v dP
t1
vP1 v
P2 P1
(积分形式)
定
平均冲量
律
动力学 描述量
时间累积
力
引力、重力 弹力 摩擦力
v F
mav
dpv
dt
效应：加速度
空间累积
功 动能
动能定理 动能变化
功能原理
15
1. 匀变速转动的运动学公式
0 t
0
0
t
1 2
t2
2 02 2 ( 0 )
2. 角量和线量的关系
v r
v
r
at
dv dt
r
an r 2
16
3. 力矩 4. 转动定律
M
r
F
M J
5. 转动惯量 6. 质点的角动量
J r2dm L r p r mv
r rB rA
r rB rA rB rA
2
质点运动学－知识框架结构
运动描 述的 相对性
质 点 运 动
运动描 述的 矢量性
参考系
描述运 动的物 理量
坐标系 坐标变换
位矢 增量
位移
运动 消去t 轨迹
方程
方程
求积 导分
速度(率)
求导 积分
速度、加 速度变换
圆周 运动
加速度
法向 切向
自然 角－线 坐标 量转换
v
速率
dv d2rv
v
ds dt
t0 t dt dt 2
4
运动学中的两类问题
(1) 已知运动方程，求质点任意时刻的位置、速度以及
加速度.
r rt
v dr dt
a dv d2r dt dt 2
(2) 已知运动质点的速度函数（或加速度函数）以及初
始条件求质点的运动方程.
dr vdt ,
rr0dr
dW
B
F
dr
B
F cosdr
A
A
在直角坐标系中
常见力的功
W
B Fdr
A
（AB Fxdx Fydy Fzdz）
(1) 重力做功 (2) 弹性力做功 (3) 万有引力做功
W （mgy2 mgy1）
W
x2
k
xi
dxi
x1
x2 x1
kxdx
( 1 2
kx22
1 2
kx12
)
x
a(x)dx d
dt dx dt dx x0
0
6
圆周运动:
d
dt
d d2
dt dt2
r a
R evt
R 2evn
a
a2 t
a2 n
tan1 an（是ar与切向所成的角）
at
平面曲线运动:
av
dv dt
2
v2
2
,
tg an
at
相对运动: v20 v21 v10
7
牛顿运动定律——知识框架结构
t vdt
t0
dv adt ,
vv0 dv
t adt
t0
rv
av
v
5
由加速度a求速度v，根据加速度函数的具体形式，方法不同
t
a a(t) 直接积分， d a(t)dt
0
0
a a() 先分离变量再积分，a() d , dt
t
d
dt
0
0 a()
a a(x) 先换元再积分，
a(x) d d dx d ,
(积分形式)
A b md a
1 2
mb2
1 2
8
ma2
守恒定律——知识框架结构
动能 机械能
成对内力的功 功 保守力的功
基本
势能 引力、重力和弹性势能
概念
守
质点(系)动量
恒
质点(系)角动量的功与 势能的变化
功能 原理
基本 定律
动量守恒定律 质点(系)
i 1
i 1
i 1
13
9. 质点系的功能原理 外力和非保守内力做功之和等于质点系机械能的增量.
W ex
W in nc
E
E0
10. 机械能守恒定律 当作用于质点系的外力和非保守内力不做功时，质点系的
总机械能是守恒的.
W ex
W in nc
0
11. 能量守恒定律
E E0
对于一个与自然界无任何联系的系统来说，系统内各种形式
W r2 G mM d r GmM ( 1 1 )
r1
r2
r2 r1
12
7. 质点的动能定理 合外力对质点所做的功，等于质点动能的增量.
W
1 2
mv 2 2
1 2
mv1 2
Ek 2
Ek1
8. 质点系的动能定理
作用于质点系的合外力所做的功，等于该质点系的动能增量.
n
n
n
Wi Eki Eki0
知识结构、知识点总结归纳
补充
z
A
rA
r
rB
B
路程(path)：质点实际行程 的长度(正标量)称为路程 s
位移：是矢量，表示质点位置变化的净
O
效果，一般与质点运动轨迹无
y
关，只与始末点有关。
x
讨论
r? r
路程：是标量，是质点通过的实际路径 的长度，与质点运动轨迹有关。
r
rA
O
rB r
r s 何时取等号？
7. 质点的角动量定理
M
d
(r mv) d L
M dt dL
dt
dt
t2
t1
M
d
t
L2
L1
8.
质点的角动量守恒定律
M 0
L
r mv 恒矢量
17
9. 刚体定轴转动的角动量
L J
10. 刚体定轴转动的角动量定理 当转轴给定时，作用在物体上的冲量矩等于角动量的增量.