大学物理绪论_杭师大
大学物理基础教程 全一册 第3版 绪论及矢量知识
A3 矢 量
两种不同性质的量：标量和矢量。
一.矢量
标量：只用数（包括大小与正负）即可描述的量。 矢量：具有大小和方向，并满足平行四边形法则的量。
线段长度（大小)；箭头（方向)。矢尾，矢端
A
手书
A
（附有箭头）
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（用黑体字，不附箭头）
二.矢量及其运算法则
1.矢量的加法和减法
服从平行四边形法则 为邻边 为对角线
反向为
减法相当于将一矢量反向后再相加。
2. 矢量的数乘
矢量与实数的乘积仍是一矢量 kA C
k( A B ) kA kB
( k )A kA A
A( kB C ) kA B A C
单 单位位矢矢量量：记模为为e1的矢量。如： 与矢量 A 方向相同的
A A e
3.矢量的标积（点乘）
两矢量为邻边的平行 四边形的面积。 C AB
的方向
两矢量所在平面
Байду номын сангаас
C ABsin
A A 0
◎ 物理学为其他学科创立技术和原理 ◎ 重大新技术领域的创立总是经历长期的物理酝酿
卢瑟福α粒子散射实验(1909)－核能利用(40年后) 爱因斯坦受激辐射理论(1917)－第一台激光器(1960)
量子力学,费米狄拉克统计,固体能带理论(20年代) 晶体管诞生(1947), 集成电路(1962),大规模集成电路(70年代后期)
物理学是一切自然科学的基础 物理学派生出来的分支及交叉学科
等 离 子 体 物 理 学
粒 子 物 理 学
原 子 核 物 理 学
原 子 分 子 物 理 学
固 体 物 理 学
凝 聚 态 物 理 学
激 光 物 理 学
《大学物理学绪论》课件
相对论与宇宙学研究
相对论
相对论是爱因斯坦提出的经典理论，描述了 引力和相对速度对时空的影响。未来的研究 将进一步探索相对论的预言和推论，例如引 力波探测和黑洞性质等，并寻求将相对论与 其他物理理论统一起来。
宇宙学
宇宙学是研究宇宙起源、演化和终极命运的 科学。未来的研究将致力于揭示宇宙的起源 和演化过程，包括宇宙大爆炸、星系形成、 恒星演化等，以及探索宇宙中存在的未知物
质和能量形式。
THANKS
感谢观看
生物医学
医学影像
放射治疗
物理学在医学影像技术中发挥了重要作用 ，如X射线、CT、MRI等影像设备的研发和 应用。
放射治疗是治疗肿瘤的重要手段之一，物 理学在放射源的选择、剂量控制和设备研 发方面有重要作用。
生物力学
生物传感器
生物力学研究生物体的力学性质和行为， 在生物医学工程、康复医学等领域有广泛 应用。
数学建模法
要点一
总结词
用数学语言描述物理规律和现象
要点二
详细描述
数学建模法是物理学研究中不可或缺的方法之一。它通过 建立数学模型来描述物理规律和现象，将物理问题转化为 数学问题，以便进行定量分析和计算。数学建模法在物理 学中广泛应用于各种领域，例如力学、电磁学、量子力学 和宇宙学等。通过数学建模法，可以更深入地理解物理规 律的本质，预测新现象并解决复杂问题。
理论推导法
总结词
通过数学模型和理论公式推导结论
详细描述
理论推导法是物理学研究中另一种重要的方法。它基于对物理现象的深入理解，通过建 立数学模型和理论公式来描述物理规律和现象。然后，通过逻辑推理和数学计算，从已 知的基本原理出发，推导出新的结论和预测。理论推导法的准确性和可靠性取决于理论
大学物理(绪论)
二、物理学和科学技术的关系
1、物理学是一切自然科学的基础。 2、物理学推动技术革命和社会文明：
物理学是工程师的灵魂， 也是工程师的最终目标。
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第一篇 第二篇 第三篇 第四篇 第五篇
力学基础 热 学 电 磁 学 波动光学 量子物理
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3 首 页 上 页 下 页退 出
研究对象包括宇观、宏观、介观、微观、生命观
空间：微观粒子10-15m（夸克）---宇宙尺寸1027m（哈勃半径）-大小跨越42个数量级 时间：微观粒子寿命10-24s ;宇宙年龄---1018s
从阶段划分，可分为经典、近代、现代物理。
4 首 页 上 页 下 页退 出
2 首 页 上 页 下 页退 出
2、研究物质最简单最基本最普遍的运动形式
物质的运动具有粒子和波动两种图象。 天体的、宏观的机械运动，及分子的热运动呈粒子性；
微观领域内，无论场和实物都呈波、粒四种相互作用，引力作用、电磁作用、强作用、 弱作用。
超铉理论：试图将四种相互作用力统一起来。
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一、物理学的研究对象
物理学是关于自然界最基本形态的科学。它研究物质的结构， （物质由什么组成）相互作用（力？电？热？）以及物质的运动。 （质点运动？刚体运动？)
1、研究物质的两种形态
实物和场是物质的两种基本形态 ▲关于实物物质结构 实物包括微观粒子（分子—原子—电子、原子核—中子、质 子—夸克及其它结构粒子）和宏观物体，它的范围是从基本粒 子的亚核世界到整个宇宙。 ▲关于场物质结构 例如：电磁场、引力场、各种量子场。
《大学物理实验绪论》课件
案例二：验证牛顿第二定律
实验目的
通过实验验证牛顿第二定律，即物体加速度与作用力成正比，与质量成反比。
实验原理
在相同力的作用下，质量越大，加速度越小；在相同质量的情况下，作用力越 大，加速度越大。通过测量力和加速度的关系，可以验证牛顿第二定律。
案例二：验证牛顿第二定律
实验步骤
1. 准备实验器材，包括小车、滑轮、砝码、弹簧测力计等。
实验步骤 1. 准备实验器材，包括计时器、尺子、重物等。
2. 将尺子固定在墙上，让重物从尺子顶端自由下落。
案例一：测量重力加速度
3. 使用计时器记录重物下落的时间。
实验结果：通过测量和计算，可以得 出重力加速度的值，并与其他已知值 进行比较，验证实验的准确性。
4. 根据测量数据计算重力加速度的值 。
实验结果分析
数据处理
对实验数据进行整理、计算和图表绘制，确 保数据的准确性和可读性。
结果分析
根据实验数据，分析实验结果是否符合预期 ，探讨可能影响实验结果的因素。
误差分析
对实验中的误差来源进行分析，评估误差对 实验结果的影响。
实验结论与建议
实验结论
根据实验结果和误差分析，总结实验的主要发现和结论。
实验原理
当两束或多束相干光波在空间某一点叠加时，会产生加强或减弱的现象，形成明 暗相间的干涉条纹。光的干涉是光学中的重要现象之一。
案例三：光的干涉实验
实验步骤
1. 准备实验器材，包括激光器、分束器、反射镜 、光屏等。
2. 将激光器发出的光束通过分束器分成两束相干 光波。
案例三：光的干涉实验
1
3. 让两束光波在空间某一点叠加，并观察干涉现 象。
防止机械伤害
在使用机械设备或进行具有危险性的实验操作时，应佩戴防护眼镜、手套等个人防护用品，遵守安全操作规程。
《大学物理实验》绪论部分习题答案
U U r 4.3 10 3 6.659 0.029 g/cm3
所以 6.659 0.029 g/cm3 或
6.66 0.03 g/cm3
1
3. 用分度值为 0.002cm 的游标尺测量一端封闭的空心圆柱体，得下列测量数据 测量次数 1 2 3 4 5 6 解：实验数据表格 空心圆柱体体积的测量 测量次数 1 2 3 4 5 6 平均值 标准偏差 S △ins 不确定度 U 直接测量结果 测量结果 高 H/cm 4.810 4.802 4.808 4.806 4.804 4.806 4.8060 0.0028 0.002 0.0035
4
(2 3.30 4.81 0.0031) 2 (3.30 2 0.0035 ) 2 (2 1.50 3.79 0.0054 ) 2 (1.50 2 0.013) 2
=0.099cm3 所以 V V U V (34.46 0.10) cm3 红字部分不确定度保留一位是正确的。
y A y B 2.66 0.17 0.0369 mV/℃ xA xB 72.5 5.0
所以实验方程可写为
t 0.0369 (t t 0 ) mV
2）利用计算器对实验数据进行最小二乘法运算可得直线的斜率 a 0.0368 mV/℃
3
ε
t
/mV 热电偶温度计温差电动势曲线
3.0
⊕A（72.5，2.66）
＋ ＋
＋
2.0
＋ ＋ 作者： ××× 日期：2007.3.10
1.0
＋
＋
⊕B（5.0，0.17）
大学物理绪论
1.物理学是关于物质运动一般规律的科学
普适性：是一个具有逻辑自恰性的理论框架和体系， 所以应从整体上把握。
对象概念框架体系应用
2.物理学是以物质世界为对象的观察和实验的科学 观察和实验是全部物理学知识的基础。 第一要建立起物理学图象。 第二要关注物理学发展中实验的作用。
3.物理学是精密科学 物理学是一门定量科学，它是物质世界数量关系的高 度总结，精确的把握物质运动变化的规律和结果。
➢现代工业技术工程师类型要求良好的科学素质
深厚的科学素养是发明创造的基础。
高的科学素质和能力是高新技术和市场 经济的发展的需要
➢物理素质的表现
物理学的思想、观点和方法 从物理本质上提出和研究本专业问题 创新能力 在工程技术中引入物理学的新成果
二、在大学物理课程中学习什么
知识→物理学关于物质世界的基本理论→基础 方法→物理学认识和研究问题的思想方法→中心 应用→运用物理学的理论和方法解决技术问题→目的
➢爱因斯坦受激辐射理论(1916物理) －第一台激 光器(1960技术)
➢量子力学 费米狄拉克统计 固体能带理论(20年 代微结构物理)－晶体管诞生(1947) 集成电路 (1962) 大规模集成电路(70年代后期技术)
④技术的创新与发展深受科学素质的影响与限制。
电子显微镜的发明
⑤物理学是人类智慧的结晶。
物理学基本框架
V
c
量子理论 狭义相对论
0.01c
量子 禁区 理论
10-5m
禁区
狭义 相对论
广义 相对论
牛顿物理学
1020m
大小或距离
③物理学为其他 学科创立技术和 原理，重大新技 术领域的创立总 是经历长期的物 理酝酿。
大学物理绪论课教学设计
第一讲：大学物理绪论课章节选自所有章节：大学物理绪论教学目的和要求1.了解物理学整个的框架2.增加学生对物理的兴趣。
主要教学内容1.为什么学大学物理？2.学什么？（重点，力、热、电、光、近代物理）3.怎么学？教学重点和难点如何在绪论课中抓住学生学习物理的兴趣和积极性，只有了解了学什么才会想为什么学和怎么学，而且学的知识跟平时生活和实际联系非常紧密。
教学方法1.演示: 动画演示2.实验：现场试验及体验3.启发式教学：启发提问，讨论。
教学手段多媒体教学思想及过程一．新课导入：传统的绪论课讲授方式会以以下方式讲授：“什么是物理学”，“物理学发展历程”，“物理学与技术”，通常会提到下面的图片或是方法:让学生感觉大学物理有“高大上”的感觉，但同时缺少了很多“接地气”的东西，让学生觉得大学物理非常难。
因害怕难而厌学。
二．讲授的重点内容：讲授三个问题：1. 为什么学？简单介绍1、学科目标物理学是一切自然科学和工程技术的基础。
2、办学和教学目标全世界理工科大学无一例外将物理作为重要基础课定位：•为后续课服务•为专业服务2. 学什么？重点介绍，只有知道学什么，而且学的东西对自己非常有用，，或者自己非常感兴趣，这就是最大的动力。
因此如何通过学什么把学生的兴趣和积极性调动起来，这是关键。
1.大学物理的内容，五部分：力、热、电、光、近代物理2.以五部分的与我们实际联系非常密切或者大家都非常关心的问题进行导入。
（1）力学以“扔手榴弹”，“子弹射击”的实例讲曲线运动。
以“飞轮”，“竹竿高跷表演”，“走钢丝表演”讲转动定理和转动惯量。
以“花样滑冰”“茹科夫斯基凳”并亲自体验现场演示，讲角动量守恒定律。
（2）热学以体现不同温度的水，来讲解传统观念中温度概念的错误。
以“蒸汽机”和“冰箱”或“空调”的工作原理讲热力学循环。
（3）电磁学以“怒发冲冠表演”，“憨豆先生”，“尖端放电”“避雷针”讲授静电场中的导体和尖端放电。
尖端放电是现场演示，既直观，而且能带来震撼的效果。
杭州师范大学大学物理复习提纲
第二章1，伯努利方程及计算2，连续性原理及计算（质量守恒）第三章1，液体表面张力计算2，液体表面的概念3，液体表面张力系数与哪几个量有关系（随温度变化的规律）第四章1，电场力计算2，场强计算（叠加原理）,点电荷场强公式应用范围3，磁场力（洛伦兹力）计算4，磁场强度计算（毕奥-萨伐尔定律）5，电场与磁场的高斯定理及环路定理6，电势的计算7，电介质（在电磁场中的作用及性质）注：同心圆，同轴圆柱体，无限大带电面，无限长导线（电场，磁场，电势等计算）第六章1，理想气体状态方程2，热力学第一定律（能量守恒）-任何热力学过程都必须遵守3，热力学第一定律的应用；1）等压过程2）等体过程3）等温过程4）绝热过程4，热容，比热比，等体热容，等压热容5, 3与4的结合计算6，热力学第二定律（热力学过程进行的方向）1）两种表述（第二类永动机等）2）熵的计算，熵增加原理（自发过程，可逆过程）3）热力学第二定律的微观意义4）第一定律与第二定律的关系第七章1，温度的微观意义2，理想气体压强公式，分子平均动能公式3，自由度与能量的关系—能均分定理4，分子平均自由程公式第八章1，振动方程—位移，速度，加速度表达式2，弹簧振子w，T表达式及关系；机械能守恒（谐振子的能量守恒）3，振幅，周期，频率，角频率/圆频率（w）的关系，相位，初相4，根据初始条件求波动方程:当t=0时5，旋转矢量表达方式6，简谐震动的能量（机械能守恒）7，振动的合成8，波动方程产生的条件：波源，介质9，横波与纵波10，波前，波面，波速，频率，周期的关系11，相干波产生的条件，相位差第九章1，波的传播方程2，光程及光程差3，相干波获取途径，分振幅，分波面4，光程差与相位差产生明暗条纹的条件及公式5，分波阵面干涉（双缝干涉）光程差和明暗条纹条件，条纹的特点，条纹之间的间距6，分振幅（劈尖-薄膜）半波损失，光程差，相位差，明暗条纹条件7，光的衍射（绕过障碍物）惠更斯-菲捏尔原理光衍射的两层含义：1，绕弯传播，2，光强分布不均匀单缝衍射中央条纹最亮，最宽。
《大学物理实验》绪论
2 物理理论和物理实验
整个物理学的发展史是人类不断深刻了解自然， 认识自然的过程。实验物理和理论物理是物理学的两 大支柱，实验事实是检验物理模型和确立物理规律的 终审裁判。物理理论则是对实验观测结果的归纳和总 结，并在此基础上去解释新的实验结果和预测新的实 验现象。两者相辅相成，相互促进，恰如鸟之双翼， 人之双足，缺一不可。物理学正是靠着实验和理论的 相互配合激励，探索前进，从而使人类对于自然基本 规律的认识不断向前发展的。
3 科学实验和教学实验
科学实验是为了试图验证某些预测或获取新的信 息，通过技术性操作来观测由预先安排的方法所产生 的现象。
科学实验是探索的过程，可能成功也可能失败， 其结果是可能符合预期也可能有否定预期的，当然还 可以有意外收获，而得到未曾预期的成功。 每一次 科学实验的成功再一次揭示出自然界的奥秘，使人类 在认识自然的道路上又前进了一步。
分别获得1929年和1937年的诺贝尔物理学奖。
1895年伦琴在实验上发现了新的电磁辐射，被 称为X射线（它是由高速电子轰击重元素靶而产生的 波长在nm量级的电磁辐射）。 X射线的发现进一步 推动气体中电传导的研究。 J.J汤姆逊说明了被X射 线照射的气体具有导电性是由于X射线引起分子电离 而使气体带有电荷。这给劳伦茨创立电子论提供了实 验基础。而电子理论又给Zeeman效应，即光谱线 在磁场中会分裂，这一事实以理论解释。这一连串的 事实关系表明了实验物理和理论物理之间的密切关系 和相互激励而共同推进物理学发展的进程。
这种相互促进相互激励相互完善的过程的实例 是数不胜数的...
1924年法国人德布洛伊（De. Broglie）在 光的微粒性的启发下，明确提出了实物粒子具有物质 波动性，即波和粒子的缔合概念。通常人们将它描述 为波粒二重性，即p=h/λ，这是一个大胆而伟大的假设。 物理伟人爱因斯坦曾称这是照亮我们最难解开物理学 之谜的第一缕微弱的光。并提名德布洛伊获诺贝尔奖。
大学物理绪论教案
课时安排：2课时教学目标：1. 了解大学物理课程的基本内容和特点，激发学生的学习兴趣。
2. 掌握物理量的概念、单位及量纲，为后续课程学习打下基础。
3. 熟悉物理实验的基本方法和数据处理方法，提高学生的实验能力。
教学重点：1. 物理量的概念、单位及量纲2. 物理实验的基本方法和数据处理方法教学难点：1. 物理量的概念、单位及量纲的理解2. 物理实验中的误差分析及数据处理教学过程：第一课时一、导入1. 结合生活中的实例，引导学生思考物理学的应用，激发学生学习物理的兴趣。
2. 介绍大学物理课程的基本内容和特点，强调物理实验在课程中的重要性。
二、物理量的概念、单位及量纲1. 讲解物理量的概念，如长度、质量、时间等，并举例说明。
2. 介绍物理量的单位，如米、千克、秒等，以及国际单位制（SI）。
3. 讲解量纲的概念，如长度量纲为L，质量量纲为M，时间量纲为T等。
三、物理实验的基本方法1. 介绍物理实验的基本方法，如直接测量、间接测量、比较法等。
2. 讲解实验中的误差来源，如系统误差、随机误差、粗大误差等。
3. 介绍误差处理方法，如减小误差、消除误差、修正误差等。
四、数据处理方法1. 介绍数据处理方法，如列表法、图示法、逐差法等。
2. 讲解数据处理的基本步骤，如收集数据、处理数据、分析数据等。
3. 强调数据处理中的注意事项，如有效数字、舍入误差等。
第二课时一、复习与巩固1. 复习第一课时的内容，检查学生对物理量、单位、量纲、实验方法、数据处理等知识的掌握情况。
2. 解答学生提出的问题，帮助学生巩固所学知识。
二、案例分析1. 结合具体实验案例，讲解物理实验中的误差分析及数据处理方法。
2. 分析实验数据，引导学生掌握数据处理技巧。
三、总结与展望1. 总结本节课所学内容，强调物理实验在大学物理课程中的重要性。
2. 展望后续课程的学习内容，激发学生的学习兴趣。
教学评价：1. 通过课堂提问、作业完成情况等方式，评价学生对物理量的概念、单位、量纲等知识的掌握程度。
大学物理学(第二版)全套PPT课件
万有引力定律
任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。 该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离 的平方成反比。
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内（或者不受 其他外力的作用下），物体系统的动能和势能（ 包括重力势能和弹性势能）发生相互转化，但机 械能的总能量保持不变。
04
动量守恒与能量守恒
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
不可能从单一热源取热，使之完全转换为有用的功而不产生其他影响。
热力学第二定律的数学表达式
对于可逆过程，有dS=(dQ)/T；对于不可逆过程，有dS>(dQ)/T，其中S表示熵，T表 示热力学温度。
热力学第二定律的应用
热力学第二定律揭示了自然界中宏观过程的方向性，指出了与热现象有关的实际宏观过 程都是不可逆的。同时，它也提供了判断这些过程进行方向的原则。
刚体的定轴转动中的功与能
转动功
力矩在转动过程中所做的功叫做“转动功”，它等于力矩与角位 移的乘积。
转动动能
刚体定轴转动的动能叫做“转动动能”，它等于刚体的转动惯量与 角速度平方的一半的乘积。
机械能守恒
在只有重力或弹力做功的情况下，刚体的机械能守恒，即动能和势 能之和保持不变。
06
热学基础
温度与热量
磁场的基本概念
01
磁场的定义
磁场是一种物理场，由运动电荷或电流产生，对放入其中的磁体或电流
有力的作用。
02
磁感线
用来形象地表示磁场方向和强弱的曲线，磁感线上某点的切线方向表示
该点的磁场方向。
03
磁场的性质
磁场具有方向性、强弱性和空间分布性。
安培环路定理与毕奥-萨伐尔定律
01
杭州师范大学大学物理课外辅导答疑安排表
蔡建乐
徐以锋
《大学物理》
全校学生
6月9日（周三）18：00-20:20
B309
徐庆君
黄炜
《大学物理》
全校学生
6月16日（周三）18：00-20:20
B309
徐庆君
王杭栋
文一路校区
课程名称
辅导对象
辅导时间
辅导地点
辅导教师
《大学物理》
全校学生
3月31日（周三）18：00-20:20
1-202
孙哲
B309
蔡建乐
徐以锋
《大学物理》
全校学生
4月14日（周三）18：00-20:20
B309
黄炜
李炳伟
《大学物理》
全校学生
4月21日（周三）18：00-20:20
B309
史生水
王杭栋
《大学物理》
全校学生
4月28日（周三）18：00-20:20
B309
陈驰一
侯红生
《大学物理》
全校学生
5月5日（周三）18：00-20:20
全校学生
6月9日（周三）18：00-20：20
1-202
李璇
《大学物理》
全校学生
6月23日（周三）18：00-20：20
1-202
孙哲
杭州师范大学《大学物理》课外辅导答疑安排表
下沙校区
课程名称
辅导对象
辅导时间
辅导地点
辅导教师
《大学物理》
全校学生
3月24日（周三）18：00-20:20
B309
史生水
王杭栋
《大学物理》
全校学生
3月31日（周三）18：00-20:20
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⑤ 能够完成简单的设计性实验。
物理实验报告要求
1、信息齐全、格式规范。 2、字体工整、干净整洁。 3、表述正确、层次清楚。 4、图表合理、讨论认真。
预习要求
• 明确实验目的， • 预习实验原理， • 了解实验注意事项。 • 预习报告是实验工作的前期准备， 是写给自己参考用的，故要求简单明 了。实验前应清楚本次实验应达到什 么目的，通过什么实验方法和测量哪 些数据才能实现实验的目的。
粒子物理、 天体物理 、 复杂性研究
经典物理也在发展 波动光学 信息光学
21世纪物理学的发展趋势 把对微观世界的研究与对宏观世界的研究结合起来
（二） 为什么学习物理学？
1.物理学是一切自然科学的基础 2. 物理学是认识世界，掌握世界的思维方法 3. 物理学是现代技术革命的先导
发1967年第13届国际计量大会决定定义
1秒等于铯133原子基态的两个超细能级之间跃迁相 对应的辐射周期的9192631770倍。这就是原子钟。
精度为 10 12
空间：表征物质存在的广延性，物质之间的排列 顺序。空间两点的距离为长度，任何长度的测量 都是通过某一长度基准进行的。长度的米制标准 起a源.最于早法的国米。定义是通过巴黎的一条子午线从北极到
应当始终放在首位, 而不应当把 知识放在首
位。如果一个人掌握了他的学科 的基础理
物理学是以实验为本 的科学
——杨振宁
自然科学理论不能离 开实验的基础 ——丁肇中
物理实验的目的
• 学习如何获取知识 • 培养获取知识能力 • 提高知识应用能力
1. 物理实验课的任务和要求
物理学是一门实验科学。物理实验 的基础知识、基本方法和基本技能是 一般工程技术人员所必须具备的。
库仑、奥斯特、安培、法拉第、麦克斯
韦建立了电磁学理论 。
惠更斯、菲涅尔等建立了波动光学 • 至此，经典物理学理论体系的大厦巍然耸立!
20世纪
爱因斯坦独立创立了相对论;
普朗克、爱因斯坦、玻尔 德布罗意、 海森伯、薛定谔、 玻恩等人共同努力 创立了量子论和量子力学。
奠定了近代物理学的理论基础。
物理学在不断发展 前沿
给出待测量（其值或关系） 不确定度的计算 结果表达
课堂完成并签名
• 数据记录（数据须如实用钢笔或圆珠笔 记录并交任课老师签名，不得抄袭！否 则作零分处理。可附原始数据记录纸）
大学物理实验 理论
本学期要做的实验
• 长度密度的测量 • 刚体转动的研究 • 电表改装 • 静电场描绘 • 杨氏模量 • 示波器 • 惠斯通电桥测电
阻
• 分光计的调整 • 声速的测量 • 线胀系数 • 牛顿环测量透镜
的曲率
• 分光计测量三棱 镜顶角
一 什么是物理学？
二 物理学是研究物质的结构、运动、相互 作用形式及其相互转化规律的科学。
(1) 物理实验课的任务
1) 通过对实验现象的观察、分析和对物理量的 测量，学习物理实验知识，加深对物理学原理 的理解。
2) 培养与提高学生的科学实验能力。其中包括：
① 能够自行阅读实验教材或资料，做好实验前 的准备；
② 能够借助教材或仪器说明书，正确使用常用 仪器；
③ 能够运用物理学理论知识，对实验现象进行 初步分析判断；
时间：表征物质存在的持续性，物质运动的阶 段性和顺序性。用能周期性重复的现象来计量 时间。时间的国际单位是秒（s）
a.定义1秒为
平均太阳日的1/86400。（一个太阳日就是太阳相 继两次经过同一子午面的时间间隔。平均太阳日 就是全年太阳日的平均）
b.1956年定义1秒为
1900年太阳年1/31556925.9747。（一太阳年为太 阳两次通过春分点的时间间隔）
• 17 世纪
古希腊的自然科学。
牛顿《自然哲学的数学原理》发表 物理学真正成为一门精确的科学；
在伽利略、开普勒工作基础上，牛 顿建立了完整的经典力学理论 ；
• 18-19世纪
• • •
在大量实验基础上，卡诺、焦耳、 开尔文、克劳修斯，建立了宏观热力学论；
克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼建立了
气体分子动理论；（热学）
速率范围 0（静止）——3 108 m/s（光速）
不同尺度和速度范围的对象要用不同的物理理论研究
天体物理 粒子物理 两大尖端紧密衔接
星系团
微观
10-20 粒子 W+
+ 10-15
原子核
10-10 10-5
原子
1025 1020 1015 1010
1m 104
星系 宇观
太阳系
地球
介观 DNA 人
山 宏观
赤道的一千万分之一。
b.1889年的一届国际计量大会通过，将保存在法国 国际计量局中的铂铱合金棒的两条刻线间距离定义 为1米。
c.1983年的十七届国际计量大会通过，光在真空中 （1/299792458）秒内运行的路程定义为1米。
时间和空间是一切物质运动和存在的基本形式
二、物理学的发展
• 2600年前 • 1687年
1、物质的基本结构 2、物质间的相互作用
引力作用、电磁作用、强 相互作用、弱相互作用
3、物质最基本、最普遍的运动形式 及转化规律 机械运动 热运动 电磁运动（光）
原子和原子核内部的运动
物理学研究对象在十分广泛范围内运动
空间尺度（相差1046 m） 1026 m（约150亿光年）（宇宙）——10-20 m（夸克） 时间尺度 （相差1045 s ） 1018 s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27 s（硬 射线周期）
实验报告要求
实验报告要求使用实验报告纸，作图部分必须使用坐标纸， 其内容包括： 实验名称 实验目的 实验仪器 实验概述：包括实验原理，原理草图，实验电路图，主要公式。 数据表格
1、信息齐全、格式规范。 2、字体工整、干净整洁。 3、表述正确、层次清楚。 4、图表合理、讨论认真。
物理实验的数据处理
预习报告内容：
①实验名称，实验目的，实验仪 器；
②实验原理：包括实验简图（电 路图或光路图），主要公式；
③列出记录数据表格（分清已知 量、指定量、待测量和单位）。
无需照抄实验原理！
可充分利用时间预先了解实验仪 器。
实验操作要求
③如实记录实验数据和现象; 用钢笔或圆珠笔记录数据，原始数据不得
改动 ④整理仪器，清扫实验室。