大学物理绪论剖析
大学物理绪论
对称性分析
定性和半定量分析
守恒量的利用
量纲分析
简化模型的选取
能量分析
概念和方法的类比
……
三、《大学物理》的地位和作用
1 物理学推动了三次工业革命
第一次工业革命：
时间：17世纪~18世纪
基础：牛顿力学和热力学
标志：蒸汽机
第二次工业革命：
时间：19世纪
基础：电磁理论
标志：电力和无线电通讯
第三次工业革命：
一、物理学的研究对象
1 什么是物理学？
“物理” 在英文中是“自然” 的意思。 牛顿对它的解释 是自然哲学,牛顿的代表作就是 《自然哲学的数学原理 》。
在汉语中： “物 ”是 “物质的结构 、性质 ” ；
“理 ”是 “物质的运动 、 变化规律”。
一、物理学的研究对象
2 物理学研究什么？
物理学的研究对象
重视预习和复习，主动培养自学能力,适应大学讲课方式 （ 讲思路、 讲背景、讲重点难点、讲应用）。 高质量地完成习题，不要贪多，而要求精。摈弃“题海战术”。 要想学好物理学必须有牢固的高等数学基础。 注重：矢量性、相对性、瞬时性（与中学的区别）。
培养辩证唯物主义的世界观 学会掌握科学的方法 培养科学思维能力、发展智力 培养探索与创新精神
三、《大学物理》的地位和作用
3 现代工程技术人员必须具备良好的科学素质
工程技术人员良好的物理素质表现为：
在工程技术问题面前，能够从物理本质上提出问题和作出判断；
分析问题
能够把物理学的思想、观点、规律和方法运用到工程技术的实际中；
研究对象的层次不同：由简单到复杂，由特殊到一般。 如：匀速到变速，恒力到变力，均匀到非均匀，质点到刚体等。
四、大学物理学综述
《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
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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
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。
大学物理实验绪论讲义绪论
图表制作
实验数据应制作成图表，以便更好地展示数据和趋势。
结论分析
实验结论应基于数据分析，指出误差来源并提出改进意见 。
02 实验数据处理与误差分析
测量与误差
测量
测量是获取实验数据的过程，包括对 物理量进行观察、记录和量化。
误差定义
误差是指测量值与真实值之间的差异， 可以分为系统误差和随机误差。
随机误差的处理
数学公式拟合
通过选择合适的数学公式对实验数据进行拟合，可以得到物理量之间的数学关系。
03 实验操作规范与安全
实验操作规程
实验前准备
在实验开始前，学生应认真阅读实验指 导书，了解实验目的、原理、步骤和注
意事项。
实验数据记录
学生应认真记录实验数据，确保数据 的准确性和完整性，并按照要求进行
Байду номын сангаас数据处理和分析。
Excel软件介绍
总结词
易用性强的数据处理软件
详细描述
Excel软件是一款易用性强的数据处理软件，广泛应用于办公和数据处理领域。它提供了数 据输入、数据筛选、图表绘制等功能，能够帮助用户快速整理和分析数据。虽然相比于其他 专业数据处理软件，Excel的功能相对较少，但其易用性和普及度较高，适合初学者使用。
05 实验案例分析
单摆实验案例分析
实验目的
实验原理
研究单摆的周期与摆长、重力加速度的关系。
单摆做简谐运动的周期T与摆长L和重力加速 度g有关，其关系为T=2π√(L/g)。
单摆实验案例分析
2. 将单摆挂上重锤，调整摆长。
1. 准备实验器材，包括单摆装置、 计时器等。
实验步骤
01
03 02
单摆实验案例分析
大学物理实验绪论(不确定度)总结课件
直径 D (mm)
12
四、 间接测量结果及不确定度的计算 设间接测量的函数关系式为： N＝f (x ，y ，z……)，
其中x ，y ，z为相互独立的直接测量量， N为 间接测量量 。
设x, y, z，的不确定度分别为△x 、 △y 、 △z ， 它们必然影响间接测量结果，使N也有相应的 不确定度△N
改为N= (2.80±0.08) ×104cm
改为N= (10.7±0.2) cm
N= (10.651±0. 12) cm 改为N= (10.6±0.2) cm
29
例：用米尺测长方形边长，测得以下数据： (单位： cm) a=1.99; 2.02; 2.01; 2.00; 1.97; 2.00 b=5.57; 5.59; 5.55; 5.49; 5.48; 5.54 求：长方形面积S.
②乘除法 结果的有效数字位数与诸数中有效数字位数最少者 相同。
③乘方，开方 结果的有效数字位数与自变量的有效数字位数相同。
④对数
(1)自然对数的有效数字位数与真数的有效数字位 数相同。
例： Ln5.374=1.682
20
(2)以10为底的对数，其尾数的有效数字 位数与真数的有效数字位数相同。 例： Lg15.0=1. 176
7
(2)多次测量 N趋于无穷时， 服从正态分布, 而进行有限次测量，一般服从t分布(学生分布)。
大学物理实验中n 的次数一般不大于10次 , 在5＜n≤10时，作△A＝Sx近似，置信概率p为0.95 或更大。所以作为简化计算， 可直接把Sx 的值当作 测量结果的总不确定度的A类分量△A。
若n不在此范围或要求更高，用公 式(6)
⑤常数,π,e 等有效数字位数可认为是无限的。但一 般取比运算各数中有效数字位数最多的还多一位。
物理实验绪论课程心得体会(2篇)
第1篇一、前言物理实验是物理学的重要组成部分，是理论与实践相结合的桥梁。
在我国高等教育体系中，物理实验课程被视为培养学生实践能力和创新精神的重要途径。
通过学习物理实验绪论课程，我对物理实验有了更加深入的了解，以下是我对这门课程的心得体会。
二、课程概述物理实验绪论课程主要介绍了物理实验的基本概念、实验方法、实验技巧以及实验误差处理等方面的知识。
课程内容主要包括以下几个方面：1. 物理实验的基本概念：阐述了物理实验的定义、目的、分类、特点等基本概念。
2. 物理实验方法：介绍了实验设计、实验操作、实验数据分析等实验方法。
3. 物理实验技巧：讲解了实验中常用的测量工具、仪器操作技巧以及数据处理方法。
4. 物理实验误差处理：分析了实验误差的来源、分类、处理方法等。
5. 物理实验报告撰写：介绍了实验报告的格式、内容、撰写技巧等。
三、心得体会1. 物理实验的重要性通过学习物理实验绪论课程，我深刻认识到物理实验在物理学发展中的重要性。
物理实验是验证物理理论、发现物理规律的重要手段，也是培养科学精神和实践能力的重要途径。
在物理实验过程中，我们可以锻炼自己的动手能力、观察能力、分析问题和解决问题的能力。
2. 实验方法的多样性物理实验绪论课程介绍了多种实验方法，如直接测量法、间接测量法、比较法等。
这些方法在实际实验中具有广泛的应用。
学习这些方法，使我明白了实验方法的多样性，有助于我们在面对不同实验问题时，选择合适的实验方法。
3. 实验技巧的实用性物理实验绪论课程中提到的实验技巧，如仪器的操作、数据的处理等，都具有很强的实用性。
掌握这些技巧，有助于我们在实验过程中减少误差，提高实验结果的准确性。
同时，这些技巧也为我们今后的科研工作奠定了基础。
4. 实验误差的处理物理实验绪论课程强调了实验误差的处理。
实验误差是实验过程中不可避免的现象，了解误差的来源、分类和处理方法，有助于我们提高实验结果的可靠性。
通过学习这门课程，我明白了实验误差处理的重要性，并在今后的实验中更加注重误差的控制。
大学物理实验绪论讲解76页PPT
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍论讲解
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
《大学物理学》课件_0 绪论
三、物理学所涵盖的时空范围
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
四、标准模型
基本的微积分----高等数学
矢量基础知识----附录I
Ԧ = റ 0 = 0
➢ 计算物理是以计算机为基础、采用数学方法解决
物理问题的应用科学。
➢ 计算物理中的“计算”不是做习题时的这种计算
，而是运用计算机对复杂问题的数值计算或实验
模拟，是科学计算。
➢ 计算物理常用计算工具Matlab简介。
科学解决理论问题，技术解决实际问题。科学要解决的问题，是
发现自然界中确凿的事实和现象之间的关系果应用到实际问题中去。科学主要是和未
知的领域打交道，其进展，尤其是重大的突破，是难以预料的；技术
是在相对成熟的领域内工作，可以作比较准确的规划。
矢量基础知识
矢量定义：有大小、方向的量
书写：教材中常用粗体表示
注：矢量的大小亦称矢量的模
1、加法
平行四边形法则
交换律
结合律
2、减法
3、标量积
交换律
分配律
4、矢量积
方向：右手螺旋法则
矢量函数
Ԧ = + + ()
Ԧ = + + ()
一、什么是物理学
物理学是探讨物质结构及运动基本规律的学科。
与其它科学相比，物理学更着重于物质世界普遍而基本的规律的追求。
物质运动和物质间的相互作用是物质的普遍属性。
大学物理学绪论
-----培根 《新工具》
大学物理
1
物理学是一切自然科学、技术科学、工程技术、现代物质文明的基础
没有经典力学和热力学的发展，就不会有热机的改进和发展，就不能
2
创造出汽车、火车、飞机，不能有火箭和人造卫星以实现飞离地球、
奔向太空探索的梦想 。没有电磁感应理论，就没有电力技术 。没有
量子力学的创立，就没有固体电子理论和半导体物理学，就不能创造
大学物理
物理学改变了世界
人类在地球上已经生存了几百 万年，有文字记载的文明时代 也已有 5 000 年，但是为什 么在漫长的历史中，人类的生 活方式、生产方式没有发生根 本性变化 ? 为什么直到 18 世纪工业革命，尤其是 19 世 纪电力技术革命以后，人类社 会才发生如此迅速的一次又一 次革命性发展 。这应该从物 理学的创新发展中找到明确的 答案 。那就是——物理学改 变了世界。
01 大 学 物 理
02
1905年6月，爱因斯坦完成了开创物理学新纪元的长论文《论运体的电动力 学》，完整的提出了狭义相对论。
0短文《物体的惯性同它所含的能量有关吗？》，作 为相对论的一个推论。质能相当性是原子核物理学和粒子物理学的理论基础，也为 20世纪40年代实现的核能的释放和利用开辟了道路。
1
2
3
4
5
大自然是美的，大自 然的规律也是美的， 物理学，她所研究的 是自然界最基本最普 遍的规律，因此，她 应该是最美的。
物理学研究对象的美 感、物理学问题的美、 学研究方法的美、实 验的美、物理学思维 的美、理论和公式的 美、哲学美和物理学 技术应用的美。
大学物理
1905年，爱因斯坦先后发表了5篇具有划时代意 义的论文，为相对论、量子论等物理学领域奠定了 基础，为纪念这一奇迹年100周年，全球物理学界 一致呼吁2005年为 “世界物理年” 。
《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。
大学物理实验绪论——-测量不确定度和数据处理的理论解析--…
大学物理实验绪论
4. 有效数字的修约规则
4.1 国家计量计量技术规范JJG1027-91规定（按国家标准文 件：GB8170-87）：4舍6入，逢5看尾数，尾数是0或无数，则 配偶；若尾数不为0，则进1。 4.2 修约法则：4舍6入，逢5配偶。 4.3 民间约定：4舍5入 举例…
5. 不确定度之类位数的修约约定
8. 实验报告中的数据处理步骤：
1. 依据测量数据列表计算出平均值 2. 依据平均值计算出测量列的偏差（或残差） 3. 依据偏差计算出测量列的平均值标准偏差 4. 依据不确定度传递算出测量结果的合成不确定度 5. 写出实验结果的表达（应有包含因子，如有作图要求的还
大学物理实验绪论——
测量不确定度概论和 数据处理理论
大学物理实验绪论
提要：实验理论是一门课。要强化物理实验
绪论中对基本概念的规范性理解，掌握实 验中的系统误差的定性分布、测量不确定 度的定量评定与分析。在撰写实验报告时 尤其需要掌握数据处理的方法，有效位数 处理的修约约定。
大学物理实验绪论
一、教学目的
2 ） 有效数字及其修约
1. 有效数字
可靠数与存疑数的组合。存疑数在直接测量中仅只一位。举 例…
2. 有效位数的科学表达
不管大数还是小数，小数点都点在最左位非0数，然后10的 幂次化。举例…
3. 有效数字的运算及运算法则
“+、-”运算，运算结果的位数应与运算数列中存疑位最高的 数一致。举例…
“×、÷”运算，运算结果的位数应与运算数列中有效位数最 少的数一致。举例…
义与条件以及相互之间的数学模型。 明确教学实验的知识体系，培养对实验现象的良
好分析能力并提升学生的科学实验素养。 2. 课堂教学的难点：
大学物理绪论学习心得体会
大学物理绪论学习心得体会
自从上大学以来，这是我第一次接触物理绪论这门学科，原来物理是如此充满乐趣和
乐趣，也有很多让人受益匪浅的道理。
这学期学习大学物理绪论，我学到了很多。
学习物理绪论时，我形成了集中注意力的习惯，重视专业的学习，立足学习的起点是
勤奋的。
根据物理学的特性，老师提供的材料非常繁杂，所以学习时一定要抓住重点，思
考和理解物理知识及其原理，清楚地理解它们之间的关系。
在学习中要不断加强实验技能，多加练习，深入理解，以确保熟悉实验技术，认真完成相关的实验练习，在实验中不断加
强自己的物理知识，达到预期的效果。
在学习过程中，我还着重理解物理发展的历史，对历史上著名的物理家，如爱因斯坦，朗道尔，费米等的重大贡献有了进一步的了解，也深刻理解了他们是如何从许多思维实验
中坚持不懈，在物理学发展中取得了非常特殊的成就。
另外，在学习中，我还提出了自己
的一些疑问，并且通过钻研物理思想，探索对这些问题的一些可能的解答。
总体而言，我学习这门课非常有价值。
它为我的学术研究打下基础，它使我在探索物
理问题时有了一定的知识背景，也让我受益匪浅，学到了不少严谨的科学概念和思维方法。
同时，最重要的还是，在学神学过程中，我获得了很多乐趣，增强了对物理学的兴趣，进
一步增强了我学习科学知识的上进心。
未来，我还希望通过不断努力，更好地探索物理的
奥秘，深入学习，更加深入地认识物理知识和了解其发展历史，从而更好地受益于物理。
大学物理绪论观后感
大学物理绪论观后感在我踏入大学物理这扇神秘的大门之前，我对它的印象还停留在高中那些繁琐的公式和复杂的题目上。
然而，当我上完大学物理绪论这堂课之后，我的想法发生了翻天覆地的变化。
这堂课一开始，老师并没有直接跳入那些枯燥的理论和公式，而是给我们展示了一些非常神奇的物理现象。
比如说，老师给我们播放了一段关于超导现象的视频。
在视频里，一个磁体竟然能够悬浮在超导体上方，就像是被施了魔法一样！这让我瞪大了眼睛，心里充满了好奇和惊讶。
接着，老师开始讲解大学物理的研究范围和方法。
他说，大学物理不仅仅是研究那些我们能看到、摸到的物体的运动和变化，还包括微观世界里那些小得不能再小的粒子，以及宏观世界里那些大得无法想象的天体。
听到这里，我感觉自己的脑袋有点不够用了，这也太神奇了吧！然后，老师提到了物理实验的重要性。
他给我们讲了一个他自己学生时代做实验的故事。
那时候，他们要测量一个小灯泡的电阻。
听起来很简单对吧？可实际操作起来，却是状况百出。
他们一会儿发现线路接错了，一会儿又发现仪器读数不准确。
最后，经过了无数次的尝试和调整，他们终于得到了准确的数据。
老师说，这个过程虽然很辛苦，但当看到自己亲手得出的结果和理论值相符时，那种成就感是无法用言语来形容的。
在讲到物理与生活的联系时，老师举了个特别有趣的例子。
他说，我们每天用的手机，里面就包含了无数的物理知识。
从芯片的制造，到信号的传输，再到屏幕的显示，每一个环节都离不开物理原理。
他还开玩笑说，如果没有物理，我们可能还停留在飞鸽传书的时代呢！大家听了都哈哈大笑起来。
这堂课上，我还注意到了一些小细节。
比如说，老师在黑板上写字的时候，粉笔灰会纷纷扬扬地落下，就像一场小小的“雪”。
还有，坐在我旁边的同学，听得特别认真，不停地在笔记本上记录着，眉头时而紧皱，时而舒展，仿佛在和那些物理知识进行一场激烈的“战斗”。
再看看教室里的灯光，明亮而均匀地洒在每一个角落，让我们能够清晰地看到黑板上的每一个字。
大学物理绪论
大学物理绪论这是大学物理的第一课，作为绪论，先给大家讲一讲物理学的发展历史，物理学和其它专业科学以及工程技术的密切联系，再扼要介绍一下大学物理的主要内容。
以及物理学对培养大学生辨证唯物注意世界观和培养能力的重要作用。
让大家能明确为什么要学大学物理课，学什么内容和怎么样学好的问题。
一、为什么要学大学物理1. 物理学是一切工程技术的重要支柱科学与技术是不断发展和进步的，物理学也是一门不断更新，不断完善的科学。
在漫长的历史进程中，物理学经历了五次大的理论综合，这不仅使物理学自身理论体系产生了大的飞跃，而且导致了世界范围生产力的大突破，即所谓三次工业革命。
五次理论综合和三次工业革命表明了物理学与工程技术之间的内在联系。
生产发展的客观需要是物理学发展的强大动力。
物理学理论是认识世界和改造世界的有力武器。
实践证明，它的建立对科学与技术的发展和进步起推动作用，甚至于促进整个社会和人类文明发生根本性的变革。
文艺复兴以后，人们逐渐从面向上帝转向面向自然。
随着一些简单仪器的发明，人们从对自然界肤浅的观察转向系统的实验和严密的数学演绎。
原来属于自然哲学一部分的物理学也逐步从自然哲学中分化出来，成为一门独立的学科。
16世纪以后，经典力学、热力学和统计物理、电磁学和电动力学相继建立起来，物理学的发展经历了经典物理时期，科学史上第一位卓越的奠基者牛顿是经典物理时期最杰出的代表。
牛顿集加利略、开普勒前人之大成，建立了牛顿力学，即经典力学。
他首先把地面物体和天体的运动统一起来。
实现了人类对物理学认识的第一次大综合。
由迈尔、焦耳、克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼和吉布斯等人建立的热现象理论——热力学和统计物理学，揭示了热运动的本质及其与其他运动形式之间的相互联系和转化。
创立了能量守恒和转化定律。
找到了宏观热现象和微观客体运动之间的关系。
实现了对物理学认识的第二次大综合。
17、18世纪，正是由于牛顿力学的建立和热力学的发展适应工业原动力要求，出现了机械工业和蒸汽机。
大学物理学(绪论)
大学物理学绪论（二）引言概述物理学是一门研究自然现象、物质结构和能量之间相互关系的科学。
它涉及到广泛的知识领域，包括力学、热学、光学、电磁学、量子力学等。
在大学物理学的学习中，我们将从最基础的物理原理入手，逐步深入探讨各个领域的重要概念和理论。
本文将围绕大学物理学的绪论展开，介绍物理学的起源、研究方法和基本概念，并深入解析物理学对于科学和社会的重要性。
正文内容1.物理学的起源与发展1.1古代物理学的奠基1.2经典物理学的兴起1.3近现代物理学的发展1.4现代物理学的前沿领域2.物理学的研究方法2.1实验方法的重要性2.2数学建模在物理研究中的应用2.3理论与实验的互相验证2.4物理学与其他科学的交叉研究3.物理学的基本概念3.1变量与常量3.2系统与环境3.3常见力与物体的运动3.4能量与能量守恒定律3.5物质的结构和组成4.物理学在科学研究中的重要性4.1物理学在工程学领域中的应用4.2物理学与生物学、化学的交叉研究4.3物理学的概念对于理解宏观和微观世界的影响4.4物理学对于解决实际问题的意义5.物理学对社会的重要性5.1物理学对技术和基础设施的发展的贡献5.2物理学在环境保护和可持续发展方面的作用5.3物理学对科学教育的影响5.4物理学在文化发展中的地位总结通过本文对大学物理学绪论的详细阐述，我们可以了解到物理学的起源、研究方法和基本概念。
物理学作为一门研究自然现象的科学，对于科学研究和社会发展有着重要的作用。
它的发展历程和前沿领域展示了科学的进步和人类对世界的认知。
物理学的基本概念为我们理解世界和解决实际问题提供了重要的基础。
物理学对于技术发展、环境保护、科学教育和文化发展等方面都有着深远的影响和作用。
因此，学习大学物理学不仅可以提高我们的科学素养，还可以培养我们的创新思维和问题解决能力，对我们的个人与社会发展都具有重要意义。
大学物理绪论分解
m
mV
－ 惯性质量 循环定义？
m V,
高中： F ma
GmM F r2
大学：
m引 ？ m惯
－引力质量
m m0 E mc2
1 v2 c2
m引 m惯
前沿： 质量究竟是什么？是如何产生的？
[例 ] 力
F
中学：以“力”为中心。 对时间积累
I Ft p
－－－ 温伯格
自然是和谐统一的整体，自然界的复杂性是由简 单规则演变而来。 物理上真实的东西，一定是逻辑上简单的东西。 ——爱因斯坦 符合物理学审美原则：
学科的分化、交叉、整合。
人与自然的和谐发展——新的自然观 一切工程技术实践都要尊重生态规律，讲求环 境效益，树立“整体优化”和“可持续发展”的价 值观念。
动量定理——动量守恒
F ma
对空间积累
A FScos Ek
动能定理——机械能守恒
力矩
M Fd
定轴转动物体的平衡
近代物理：以守恒量为中心的表述优于以力为中心表述。
守恒量——动量、角动量、能量 守恒定律－动量守恒定律 角动量守恒定律 能量守恒定律
守恒定律与 自然界对称 性的联系
感觉世界
总结
物理科学世界 (中介)
真实世界
目标
大量 唯象定律 气体定律 胡克定律 ……
归纳
较高层次 定律 牛顿定律 麦氏方程 ……
逼近 自然界的 基本法则
（1858-1947）
物理学描述的是关于实在世界的模型
我们可以把组成这个“世界”的这些运动事物的复杂组合， 想象成天神们下的一盘巨大的象棋，而我们是这局棋的观众。 我们不知道奕棋的规则，允许我们做的就是观看这场棋赛。当 然，如果看的时间够长，我们终归能看出几条规则来。这些奕 棋规则就是我们所说的基础物理学。……如果你会下棋就一定 知道，学会所有的规则是容易的，而要选择最佳的走法或理解 人家为什么这样走则往往很困难。在自然界中也是如此，只是 程度更厉害……除了我们还不知道全部规则之外，用已知的规 则我们确实能解释的事物也是非常有限的，因为所有的情况都 极其复杂，我们不能用这些规则领会这盘棋的走法，更不用说 预言下一步将发生什么情况了。因此，我们只能满足于奕棋规 则这个比较基本的问题。
大学物理绪教学论文
大学物理绪论教学的分析摘要良好的开始等于成功的一半，作为首个环节的绪论课，如何激发学习兴趣、突出大学物理学习的重要性成为至关重要的问题。
关键词绪论重要性兴趣中图分类号：g642文献标识码：a 文章编号：1673-9795(2012)02(a)-0000-001 以问题为“序言”，让学生融入绪论的学习开篇伊始，先向学生提出几个日常生活中经常碰到、并与物理各分支学科相关的具有趣味性的问题，学生的学习兴趣马上被调动起来。
例如提出问题：“挂在墙上的石英钟电池电量耗完后，秒针最可能停在什么位置附近?”，然后进一步发问：“为什么秒针停转的位置具有固定的特点?”。
面对生活中容易被忽视而有趣的问题，所有的学生都自觉地积极地进入要求学习的心理状态，他们学习的主动性和学习兴趣均被调动出来。
因为问题的生活化，学生均可给出答案，但往往答案不全。
这时教师可以运用相关的知识给予解答，并结合提出的问题，向学生介绍物理学的研究内容和目的。
这样既形象生动地介绍了什么是物理学，且学生的思维活动开始进入激发状态.。
2 物理学史为背景，介绍研究方法将物理学的一般研究方法展现给学生是绪论课必不可少的环节。
物理学的发展史是一部很好的科学方法论，如果结合绪论课的特点适当引入物理学一些重要的基本概念、定律和理论的产生、发展过程的事例，将有助于突出物理学习的重要性，增强这一环节的教学效果。
但事例的选取和讲授采用的方法应注意以下两点：第一，突出物理学的本质。
物理学中不乏理论指导实践的范例，但是从它的发展来看，大量的物理学规律和理论都源于生产实践的总结和大量科学的实验，因此选取的内容需突出物理学作为实验科学的本质。
并且绪论课学时有限，短时问内介绍的几个事例需较为全面地反映物理学从定性到定量，从理论的建立到不断完善或推陈出新的过程，以及该过程中分析、归纳和演绎等逻辑思维方法的应用与发展。
第二，讲授的艺术性。
教师可选取一个事例，将介绍的内容架设为一定的情景，让学生置身其中，通过“观察”和“发现”，引导学生在思考的基础上提出各种猜想和假说，并帮助他们采用科学的方法进行分析验证，从而使他们切实地充当“研究者”或“探索者的角色，将学生的被动学习变为主动学习。
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一.物理学的发展 二.什么是物理学 三. 为什么要学习大学物理 四. 如何学好大学物理
physics
一、物理学的发展 1、科学的原始期
2、16、17世纪—科学的革命期
哥白尼日心说
伽利略自由落 体定律、惯性
定律 开普勒三大定律
牛顿力学
3、18世纪科学的渐进期 到19世纪经典物理大厦建成
4、近代物理-两大理论基础
总成绩：满分100分
作业要求：独立完成，及时上交
预备知识
一、微积分初步 二、矢量代数的基本知识
一、微积分初步
1、微分（导数）
函数： y f (x) 或 y y（x）
复合函数：y f (z) f [g(x)] 其中z是中间变量
例如 y 3x2 x A cost
导数：y f (x) lim y
物理
人 类 理 解
化 学
机械控制 电学
电力机械
人类利益
自然法则
*第一次工业革命（17~18世纪）：工业的机械化-----瓦特的蒸汽机
建立在牛顿力学和波尔兹曼等创立的热力学发展的基础 上，其标志是以蒸汽机为代表的一系列机械的产生和应用。
*第二次工业革命（19世纪）：工业的电气化-----发电机、电动机……
相对论
玻尔 海森堡
德布罗意
薛定谔
量子论
二、什么是物理学？
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学科。 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
建立在库仑、法拉第、楞次、洛伦兹、麦克斯韦以及赫 兹等对电磁学研究的基础上，其标志是发电机、电动机、电 讯设备的出现和应用。 *第三次工业革命（20世纪）：
建立在普朗克、海森堡、爱因斯坦、薛定鄂等对相对论 和量子力学的研究基础上，其标志是以信息技术为代表的一 系列新学科、新材料、新能源、新技术的兴起和发展。
中学物理是学习大学物理的基础 ；大学物理是中学物理 的继承 与发展，但不是简单的重复。
有三点主要差别：
1、研究的对象不同：
由简单到复杂，由特殊到一般。物理知识更加深奥，范围更加广泛， 概念、理论、定理和定律等都比中学物理中具有更广泛的适用面。
如：由匀速到变速，由恒力到变力，由均匀到非均匀，质点到刚体，
现代物理部分：天体物理、粒子物理、混沌等。 ----- 是21世纪高技术人才应该了解的内容
天体物理 粒子物理 两大尖端紧密衔接
微观
基本粒子
原子核 原子
E-15 E-12 E-09
哈勃半径
超星系团
E+27 E+24 E+21
பைடு நூலகம்
星系团 银河系
宇观
E+18
最近恒 星的距离
最小 的细胞
介观 DNA长度
E-06
(5) y sin x dy cosx (6) y cosx dx
(7) y tgx
dy dx
1 cos2
x
sec2
x
(8) y ctgx
dy dx
1 s in 2
x
csc2
x
dy sin x dx
练习
(1) y
E-03 1m
E+15
E+12 E+09 E+03 E+06
太阳系
太阳 人
山 宏观
蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次
三、为什么学习物理学？
化学工程 生物化学工程
放射学 应用生物学
土力学 结构学
建筑学
知 识 之 树
流 体 热 力学
机械原理 核能
航
医
化
空机 学械
工
工
学
程
应 用 数 学
美
学生 物
定 性 的 和 定 量 的
x0 x
lim f (x x) f (x) dy
x0
x
dx
y f (x)
导数的几何意义 f (x0 x)
f (x0 )
0
y
x
x0 x0 x
一些基本初等函数的导数公式：
(1) y C dy 0 dx
(2) y xn
dy nxn1 dx
(3) y ex dy ex dx
(4) y ln x dy 1 dx x
10-15秒
Francis Crick & James Watson
DNA
的 双 螺 DNA的双螺旋结构 旋 构 型
医学
核磁共振
正常
肿瘤
正电子发射层析术(PET)
Positron Emission Tomography
利用发射正电子的示踪原子 测量 脑的活动功能，诊断异常。
四.大学物理与中学物理的关系与差别
速率
c 0.01c
量子理论 狭义相对论
量子 理论
狭义 相对论
经典物理学
广义 相对论
10－5m
1020m
大小或距离
来自《物理学：基本概念及其与方方面面的联系》
经典物理部分：牛顿力学、热学、 电磁学、 波动光学。 ------ 是理工科大学生必不可少的科技基础。
近代物理部分：狭义相对论与量子力学基础。 ------ 是学习现代科学技术不可或缺的内容。
增加刚体转动力学、流体力学、场论等内容等
2、研究的方法和使用的工具不同： 如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量、由恒量到变量，
主要引入矢量运算与微积分的概念和方法等
3、研究的目的不同： 如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应用知识。
参考书
➢程守洙，江之永. 《普通物理学》第六版（上、下）. 北京： 高等教育出版社,2006
➢赵凯华，罗蔚茵. 《新概念物理教程·力学》. 北京：高等教育出版社, 1995
➢张三慧.《大学基础物理学（上、下）》 （第2版） 北京：清华大学出版社，2007年
➢马文蔚.《物理学（上、中、下）》（第五版） 北京：高等教育出版社，2006年
附：成绩考核与作业要求：
成绩考核:
期中考试 ： 20% 作业+考勤： 20% 期 末考试： 60%
物理学研究对象在十分广泛范围内运动 空间尺度
1026 m（约150亿光年）（宇宙）——10-20 m（夸克）
时间尺度 1018 s（150亿年）（宇宙年龄）——10-27 s（硬 射线周期）
速率范围
0（静止）——3108 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
物理学的基本框架
第四次工业革命? ：
工业的？？化-----纳米技术、基因工程、 超导体应用、……
20—21世纪物理学深入渗透到其它学科 化学：量子化学、激光化学、分子反应动力学等等
1999年A.H.Zewail 成功地应用超快激光技术（飞秒激光）
研究原子的微观运动，获得诺贝尔化学奖。 生命科学： DNA分子双螺旋结构