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轨迹和位能
在动力学中，我们还关注物 体的轨迹和位能变化，它们 对物体的运动状态和作用力 起着重要作用。
力学中的平衡与运动
1
动力学平衡
2
当物体受到多个力的作用，且这些力产
生了一个非零的合力时，物体将会产生
加速度，即动力学平衡。
3
静力平衡
当物体受到多个力的作用，且这些力平 衡时，物体将保持静止或恒定速度的直 线运动。
宇宙学
宇宙学是研究宇宙大规模结构、 演化和宇宙学重要参数的一门学 科。它在探索宇宙中的未知世界 方面做出了重要的贡献。
核聚变和未来能源
核聚变技术是人类未来能源发展 的重要方向，它有望成为最为可 靠、清洁的能源供应方式。
热泵和制冷
2
念，可以用来找出热流的最大效率、为 其他热机提供理论基础。
热泵和制冷是热力学的一大应用领域，
它们在人类生活和工业生产中都起到了
重要作用。
3
熵和热力学基本方程
熵在热力学中是非常重要的概念，我们 将了解如何计算熵值和熵变，并利用热 力学基本方程去解释一些实际现象。
物态方程和相变
物态方程
物态方程是描述物质状态的 基本关系式，我们将会学习 一些重要的物态方程及其应 用。
热机原理
热机是利用热量转化为其他形式 能量的机器。坎诺特循环解Байду номын сангаас了 热机的基本原理。
理想气体
理想气体是热学中的一个基本模 型，我们将了解理想气体的状态 方程、理想气体的工作循环、以 及理想气体的相变等基本概念。
热力学第一定律
内能和热容
内能和热容是研究物体温度 变化和热量传递的重要物理 量，它们是定义热力学第一 定律所必须的。
均衡力和运动状态
大学物理力学PPT课件
即
r
位矢：
r x i y j z k
o
模：
| r| x2y2z2
kz
p
x
i
方向余弦：co s x,co s y,cos z
r
r
r
位矢单位：m
二、位移(displacement)
t时刻，
r1 这r1(称t) 为质点的运动方程，
在运动方程中把t消去可得到质点的轨道方程。
tt r2r2( tt)
dx dl 两边对时间t 求导数, 得 2x 2l
dt dt d l u绞车拉动纤绳的速率, 纤绳随时间在缩
dt
短, 故 d l 0 ; d x v 是小船向岸边移动的速率。
dt
dt
l
22
x h
负号表示小船速
v u
u
x
x 度沿x 轴反方向。
小船向岸边移
d2x dv u2h2
a
动的加速度为
解：（1）由题意可得速度矢量为：
vd rd x(t)id y(t)j i 1tj
d t d t d t
2
所以t =3s时质点的速度为： v(3)i1.5j
（2）由运动方程 x(t) t和2 y(t)(1/4)t22
消去t 可得轨迹方程为： y 1 x2 x 3 4
由此可知该质点的运动轨迹为抛物线。
四、加速度(acceleration)
t
例1：通过绞车拉动湖中小船拉向岸边, 如图。如 果绞车以恒定的速率u拉动纤绳, 绞车定滑轮离水面 的高度为h, 求小船向岸边移动的速度和加速度。
解：以绞车定滑轮处为坐标原点, x 轴水平向
右, y 轴竖直向下, 如图所示。
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。
大学物理课件 第五章-1
11
三. 波的特征量
1.波速u
概念：振动状态传播的速度 由媒质的性质决定与波源情况无关。
弹性媒质中u
波速
பைடு நூலகம்模量 密度
波速仅仅取 决于媒质的 弹性和惯性
模密
量 度
横波 纵波
固体：u G
柔绳：u
T
T : 绳张力 : 线密度
固体：u Y
液气：u B
12
2. 周期T： 一个完整的波通过波线上的某点所需的时间。
(x-
xo）] x0 }
结论：确定波动方程的二个条件 1. 已知u
2. 波线上一点的振动方程
18
三、波动方程物理意义(正向传播波为例)
y
A
cos[
(t
x u
)
0
]
1. 在空间某位置 x = x1，有
2. 它在表某示时y 刻x A=tco=xs1t1处ω，的t有振xu1动 函o数 ，A其cos中ωtooux1ω为ux1初 相。
2 T
14
§5-3平面简谐波
一、平面简谐波概念 所有质点作谐振且波面为平面的波
二、平面简谐波的波动方程：y=f(x,t)
描述媒质中各质点位移y随各点平衡位置x和时间t变化 的函数关系
平面简谐波，在无吸收的、
均匀无限大介质中传播。
源
以坐标原点O点为参考点
y
则O点处质点的振动方程为 A
u
y0 Acos(t 0 )
因媒质各部分间的弹性联系，会使振动传播开去，
这就形成了波动 — 机械波
4
“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动。 质元的振动状态将在较晚时刻于“下游”出现。
波动是振动状态的传播，不是媒质的传播。
三. 波的特征量
1.波速u
概念：振动状态传播的速度 由媒质的性质决定与波源情况无关。
弹性媒质中u
波速
பைடு நூலகம்模量 密度
波速仅仅取 决于媒质的 弹性和惯性
模密
量 度
横波 纵波
固体：u G
柔绳：u
T
T : 绳张力 : 线密度
固体：u Y
液气：u B
12
2. 周期T： 一个完整的波通过波线上的某点所需的时间。
(x-
xo）] x0 }
结论：确定波动方程的二个条件 1. 已知u
2. 波线上一点的振动方程
18
三、波动方程物理意义(正向传播波为例)
y
A
cos[
(t
x u
)
0
]
1. 在空间某位置 x = x1，有
2. 它在表某示时y 刻x A=tco=xs1t1处ω，的t有振xu1动 函o数 ，A其cos中ωtooux1ω为ux1初 相。
2 T
14
§5-3平面简谐波
一、平面简谐波概念 所有质点作谐振且波面为平面的波
二、平面简谐波的波动方程：y=f(x,t)
描述媒质中各质点位移y随各点平衡位置x和时间t变化 的函数关系
平面简谐波，在无吸收的、
均匀无限大介质中传播。
源
以坐标原点O点为参考点
y
则O点处质点的振动方程为 A
u
y0 Acos(t 0 )
因媒质各部分间的弹性联系，会使振动传播开去，
这就形成了波动 — 机械波
4
“上游”的质元依次带动“下游”的质元振动。 质元的振动状态将在较晚时刻于“下游”出现。
波动是振动状态的传播，不是媒质的传播。
大学物理学ppt课件
电磁感应和电磁波
电磁感应定律
阐述法拉第电磁感应定律和楞 次定律的内容，分析感应电动
势的产生条件和计算方计算方法，分析它们在电路 中的作用。
电磁波的产生和传播
阐述电磁波的产生原理和传播 特点，探讨电磁波在真空和介 质中的传播规律。
电磁波的发射和接收
介绍电磁波的发射和接收过程 ，分析天线的工作原理和性能
牛顿第二定律
物体的加速度与作用力成 正比，与物体质量成反比 ，即F=ma。
牛顿第三定律
作用力和反作用力大小相 等、方向相反，且作用在 同一直线上。
动量定理与动量守恒
动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体动量 的变化，即Ft=mv2-mv1。
动量守恒
在不受外力或所受合外力为零的系统 中，系统总动量保持不变。
恒定电流和恒定磁场
电流与电源
欧姆定律
介绍电流的定义、方向和单位，电源的电 动势和内阻等概念。
阐述欧姆定律的表达式及其适用条件，分 析电阻的串联和并联问题。
磁场与磁感应强度
安培环路定律与磁场中的物质
定义磁场和磁感应强度的概念，探讨磁场 线的分布特点，以及磁感应强度的计算方 法。
介绍安培环路定律的表达式及其意义，分析 磁场对电流的作用力，以及磁场中的磁介质 问题。
03
电磁学
静电场
电荷与电场
介绍电荷的基本性质，电场的定义和性 质，以及电场线与等势面的概念。
电场强度与电势
定义电场强度和电势的概念，分析它 们的物理意义和计算方法，探讨电场
强度与电势的关系。
库仑定律
阐述库仑定律的表达式及其适用条件 ，通过实例分析点电荷之间的作用力 。
静电场中的导体和电介质
介绍导体在静电场中的平衡条件，电 介质的极化现象，以及静电场中的能 量问题。
《大学物理教程》课件
光的干涉与衍射
光在传播过程中会遇到障 碍物或孔洞，产生干涉和 衍射现象。
光的干涉与衍射
光的干涉
当两束或多束相干光波相遇时， 它们会相互叠加，形成明暗相间 的干涉条纹。
光的衍射
光在传播过程中遇到障碍物或孔 洞时，会绕过障碍物或穿过孔洞 ，形成衍射现象。
光的偏振与全息照相
光的偏振
光波的振动方向在垂直于其传播方向的平面内，这个平面内的振动方向称为偏振方向。
万有引力定律指出任意两个物体间都存在相互吸引的力，这个力的大小与两个物 体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。万有引力定律是经典力学中 非常重要的理论之一，对天体运动和地球重力等现象有重要影响。
弹性力学
弹性力学是研究弹性物体在外力作用下的应力和变形的学科。
弹性力学主要研究弹性体在外力作用下的应力和变形，以及它们之间的关系。弹性力学的基本原理包 括胡克定律、虎克定律等，这些原理描述了应力和应变之间的关系。弹性力学在工程领域有广泛应用 ，如建筑、机械、航空航天等。
电感定义
描述线圈产生自感电动势本领的物理 量，用L表示。
RLC电路
由电阻、电感和电容组成的电路，是 电路分析中的一种重要电路模型。
05
光学基础
光的基本性质
01
02
03
光的波动性
光在空间中传播时，会形 成波动，这些波动具有振 幅、波长、频率等基本属 性。
光的粒子性
光是由粒子组成的，这些 粒子被称为光子，具有能 量和动量。
热力学第一定律
热力学第一定律的内容
热力学第一定律指出，能量不能凭空 产生也不能凭空消失，只能从一种形 式转化为另一种形式。
热力学第一定律的应用
热力学第一定律可以用来解释和预测 各种热力学现象，例如热传导、热对 流和热辐射等。
大学物理ppt课件完整版
物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式， 探讨自然现象的本质和规 律，如古希腊的自然哲学。
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表，建立了完整的经典 物理理论体系。
现代物理学
以相对论、量子力学等为 代表，揭示了微观世界的 奥秘和宇宙大尺度的结构。
大学物理课程的目的和要求
1 2
掌握物理学的基本概念和原理
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
THANKS
感谢观看
麦克斯韦-安培定律
将磁场的变化与电场联系起来，是电磁场理论的基础。
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦方程组 描述电磁场的基本规律，包括高 斯定律、高斯磁定律、法拉第电 磁感应定律和麦克斯韦-安培定律。
电磁波的应用 如无线电通信、雷达、微波炉等。
电磁波 由变化的电场和磁场相互激发而 产生的在空间中传播的电磁振荡。
大学物理ppt课件完 整版
目 录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学 • 近代物理学基础
01
绪论
物理学的研究对象
物质的基本结构和相互作用
研究物质的基本组成、性质以及相互作用，包 括微观粒子和宏观物体之间的相互作用。
物质的运动和变化规律
研究物质在不同条件下的运动状态、变化过程 以及相应的物理量之间的关系。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，不可能从单一热源取热使其完全转换为有用的功而不产生其他影响。也就是说，热 机的效率不可能达到100%。
卡诺定理和热力学温标
大学物理教学课件1-第5章.ppt
1）各点的角位移、角速度、角加速度相同。 2）各点的线位移、线速度、线加速度不同。 刚体上任一点作圆周运动的规律代表了刚体定轴转动的规律。 平面运动：也称为滚动 。
视为车轮轴在垂直轴方向的平动和绕车轮轴的转动的叠加。
二、刚体定轴转动的角量描述 定轴转动只有两个转动方向。 规定沿 ox 轴逆时针转动为正方向，反之为负方向。
•
当t = 2s 时 a n 0 .1 (1 2 2 2 )2 2.3 4 (m 02 )/s
at 0.12 4 24.8(m2)/s
2）加速度与半径成450时有 tg45at /an1
即 1.44t42.4t
t0.55 s ( 舍去 t = 0 和 t = - 0.55 )
此时砂轮的角位置： (24t3)240.535 2.6(7rad
1R4 1m R2
2
2
例题5-4 求长为L、质量为m 的均匀细棒对图中不同轴的 转动惯量。
解 1）取A 点为坐标原点。在距A 点为x 处取dm= λdx 。
d Jx 2d m x 2 d x A
JA
Lx2dxm2L
0
3
A
2）取C 点为坐标原点。
在距C 点为x 处取dm 。
xd m
L
C xd m
1 t2
2
0 t
2
2 0
2 (
0)
A
角量与线量的关系：
s r , v r
at r , an r 2
y
P•
r
•P
O
S
•
a r 2 4
线速度与角 速度之间的矢量关系为:
v r
o r
A
x
v
例题5-1一半径为R = 0.1m 的砂轮作定轴转动，其角位置随时
视为车轮轴在垂直轴方向的平动和绕车轮轴的转动的叠加。
二、刚体定轴转动的角量描述 定轴转动只有两个转动方向。 规定沿 ox 轴逆时针转动为正方向，反之为负方向。
•
当t = 2s 时 a n 0 .1 (1 2 2 2 )2 2.3 4 (m 02 )/s
at 0.12 4 24.8(m2)/s
2）加速度与半径成450时有 tg45at /an1
即 1.44t42.4t
t0.55 s ( 舍去 t = 0 和 t = - 0.55 )
此时砂轮的角位置： (24t3)240.535 2.6(7rad
1R4 1m R2
2
2
例题5-4 求长为L、质量为m 的均匀细棒对图中不同轴的 转动惯量。
解 1）取A 点为坐标原点。在距A 点为x 处取dm= λdx 。
d Jx 2d m x 2 d x A
JA
Lx2dxm2L
0
3
A
2）取C 点为坐标原点。
在距C 点为x 处取dm 。
xd m
L
C xd m
1 t2
2
0 t
2
2 0
2 (
0)
A
角量与线量的关系：
s r , v r
at r , an r 2
y
P•
r
•P
O
S
•
a r 2 4
线速度与角 速度之间的矢量关系为:
v r
o r
A
x
v
例题5-1一半径为R = 0.1m 的砂轮作定轴转动，其角位置随时
大学物理教程ppt课件
光的量子性
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。
06
近代物理学基础
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
热力学第一定律可以应用于各种热力学过程和现象的分析，如热机的效
率、制冷机的性能、热传导和热辐射等。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出，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。换句话说，热力学过程总是 伴随着一些不可逆的损失。
熵和熵增加原理
熵是表示系统无序程度的物理量，熵增加原理则指出，在孤立系统中发生的任何过程，总是向着熵增加的方向进行。这意 味着自然界中的过程总是向着更加无序的方向发展。
热量的定义和性质 热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。热量总 是从高温物体流向低温物体，直到两者温度相等。
热传导、热对流和热辐射 热传导是物体内部或物体之间直接接触时的热量传递方式； 热对流是流体中由于温度差异引起的热量传递；热辐射则 是通过电磁波传递热量的方式。
热力学第一定律
01
热力学第一定律的表述
热力学第一定律指出，热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以
与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总量保持不
变。
02
内能、功和热量
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子间相互作用的势能之和；
功是力在力的方向上移动的距离的乘积；热量则是物体之间由于温度差
大学物理课件Chapter5
称为能流密度
u
J
u
u
波的强度
I J 1
T
u
Jdt
T
dt u
T0
T0
对于平面简谐波：
1
I 2 A2u
2
单位：Wm2
球面简谐波的波表达式：
r2 r1 O
I1
1 2
A12 2u
I2
1 2
A22 2u
在无吸收时，通过两球面的能流相等
I14pr12 I2 4pr22
A1 r2 A2 r1
解： kr r
1
2
1
2
1 2 2k 1π
r r 2n
1
2
2
2k 1π 2π n 2k 1 2nπ
干涉相消
[例题5-8]两相干波源P、Q，初相位相同，振幅相等，P、 Q间距为1.5个波长， R为PQ连线上任一点，求R点振动的 振幅
t 时刻波阵面
子波源
子波 t+t 时刻波阵面
子波源 子波
用惠更斯原理解释波的衍射 波传播过程中当遇到障碍物时，能绕过障碍物的边 缘而传播的现象——衍射。
阴影区
a
（1）a <<
阴影区
（2）a ~
用惠更斯原理解释波的折射
用作图法求出折射波的传播方向
BC=u1(t2-t1) AD=u2(t2-t1)
y A0r0 cos(t kr)
r
5.3.3 声波 声强级
· I (W / m2) I上=1
1. 正常人听声范围
频率范围：20 20000Hz
·
I0=10-12W/m2
2. 声强级
o 20 1000 20000 (Hz)
《大学物理学》PPT课件
干A涉A 结果BB总是；在镜C C面反A射D方，向A上A 出现C C最大C光C强
光程相称等 为该即平光面程的差为零零级衍干射涉谱得最大光强
面间点阵散面射波间的散干射涉 波干预
面1
作截面分析
面2
面3
…
面间点阵散射波布的喇干涉格定律
入射角 掠射角
求出相邻晶面距 离为 d 的两反射 光相长干涉条件
层间两反射 光的光程差
X射线衍射 X ray diffraction
衍射现象
第一节
20-1 Huygens-Fresnel principle
惠菲原理
根据这一原理，原那么上可计算任意形状孔径的衍射问题。本章的 重点不是具体解算上述积分，而是运用该原理有关子波干预的根本思想 去分析和处理一些典型的衍射问题。
两类衍射
劳厄的 X 射线衍射实劳验原厄理斑图
晶体
（硫化铜）
记
录
干
X 射
板
线
衍射斑纹（劳 厄 斑）
晶体中有规那么排列的原子，可看作一个立体的光栅。原子的线度和 间距大约为10 - 10 m 数量级，根据前述可见光的光栅衍射根本原理推断， 只要 入射X 射线的波长与此数量级相当或更小些，就可能获得衍射现象。
1912年， 英国物理学 家布喇格父 子提出 X射 线在晶体上 衍射的一种 简明的理论 解释 布 喇格定律， 又称布喇格 条件。
（1）l 随 f 的增大而增大；
（2）l 随 f 的减小而减小；
（3）l 与 f 的大小无关；
（4） l 随参加衍射的总缝
数 N 的增大而增大
结束选择
作业
HOME WORK
20 - 13 20 - 23
20 - 1 9 20 - 2 4
大学物理学ppt课件
衍射分类
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小，可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关，一般表示为v=fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波， 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明，一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析，如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况，可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律，指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比，与物体质量成反比；公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律，指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小，可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关，一般表示为v=fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波， 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明，一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析，如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况，可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律，指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比，与物体质量成反比；公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律，指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
大学物理学ppt课件
电势差与电场强度的关系
电势的定义及计算
电势与电势差
01
03 02
静电场与恒定电场
01
静电场中的导体与电介质
02
导体的静电平衡
03
电介质的极化
静电场与恒定电场
01 02 03
恒定电场与电流 欧姆定律与焦耳定律
电流密度与电动势
恒定磁场与电磁感应
磁感应强度与磁场力
磁场对电流的作用力
磁感应强度的定义及 计算
动量与冲量的定义及性质
动量守恒定律的条件与表 达式
动量定理的推导与应用
碰撞问题中的动量守恒定 律
角动量定理与角动量守恒定律
角动量与力矩的定义及 性质
角动量守恒定律的条件 与表达式
01
02
03
角动量定理的推导与应 用
04
刚体定轴转动中的角动 量守恒定律
功、能、机械能守恒定律
功的定义及计算方法
机械能守恒定律的条件与表 达式
热力学第一定律
热力学第一定律的表述
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或 其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不 变。
热力学第一定律的数学表达式
ΔU=Q+W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外 界交换的热量，W表示外界对系统所做的功。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
现状
当代物理学正在探索宇宙起源、物质 反物质不对称、暗物质与暗能量等前 沿问题，同时也在发展新的理论和实 验技术。
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，理解物理现象的本 质和规律。
02
培养分析和解决物理问题的能力，掌握物理学的研究方 法和实验技能。
大学物理(第五版)下册-大物期末复习PPT课件
n1 r1
)
2
上式中的波长为真空中波长。
25
四薄膜干涉
1. 均匀薄膜干涉(等倾干涉)
➢ 反射光的光程差 Δr 2d
n22
n12
sin
2
i
2
k 加 强
(k 1,2, )
Δr (2k 1) 减 弱
2 (k 0,1,2, )
n2 n1
1
L 2
P
iD 3
M1 n1 n2
b 2n
D n L L
2b 2nb
29
k (k 1,2, )
Δ
(k 1) (k 0,1, ) 暗纹
2
r (k 1)R 明环半径
2
r kR 暗环半径
R
r
d
30
五 单缝的夫琅禾费衍射
菲涅耳半波带法： 作若干垂直于束光、间距为入射光波长一 半的平行平面如图所示，这些平行平面把缝处的波阵面AB 分成
dv dt
2 Acos(t
0 )
o
A
A 2 a
v t 图
T
a t图
t
vm A
o
t
T
速度幅,速度相位比位移相位超前/2。A 2
am 2 A
称为加速度幅,加速度与位移反相位。 4
旋转矢量
1.旋转矢量与简谐运动对应关系
A的长度 A旋转的角速度 A 旋转的方向
当 2kπ时k 0,1,2,3...
合振幅最大
Amax A1 A2
当 2k 1π
合振幅最小
Amin A1 A2
2024版《大学物理》课件
《大学物理》课件•课程介绍与教学目标•力学基础•热学基础•电磁学基础目录•光学基础•近代物理初步01课程介绍与教学目标课程内容本课程涵盖力学、热学、电磁学、光学和近代物理等多个领域，通过系统的理论学习和实验训练，使学生掌握物理学的基本知识和实验技能。
课程性质《大学物理》是理工科学生必修的一门公共基础课，旨在培养学生掌握物理学的基本概念、原理和方法。
课程地位《大学物理》不仅是后续专业课程的基础，也是培养学生科学素质、创新思维和实践能力的重要环节。
《大学物理》课程简介通过本课程的学习，学生应掌握物理学的基本概念、原理和方法，理解物理现象的本质和规律。
知识目标能力目标素质目标培养学生运用物理学知识分析问题、解决问题的能力，以及实验设计、数据分析和处理的能力。
通过物理学的学习，培养学生的科学素质、创新思维和实践能力，提高学生的综合素质。
030201教学目标与要求教材及参考书目教材《大学物理学》（上、下册），张三主编，高等教育出版社。
参考书目《普通物理学教程》（力学、热学、电磁学、光学、近代物理分册），李四等编，高等教育出版社；《物理学基础》，王五著，科学出版社。
02力学基础理解质点的定义及其物理意义，掌握质点模型的适用条件。
质点的基本概念掌握位置矢量、位移的概念及其物理意义，能计算质点的位移。
位置矢量与位移理解速度、加速度的定义及其物理意义，能计算质点的速度与加速度。
速度与加速度掌握匀变速直线运动的基本公式，能运用公式解决实际问题。
运动学公式质点运动学理解牛顿第一定律的内容及其物理意义，掌握惯性的概念。
牛顿第一定律理解牛顿第二定律的内容及其物理意义，能运用牛顿第二定律求解质点的动力学问题。
牛顿第二定律理解牛顿第三定律的内容及其物理意义，能分析物体间的相互作用力。
牛顿第三定律牛顿运动定律动量定理与角动量定理动量与冲量理解动量与冲量的概念及其物理意义，掌握动量定理的内容及其应用。
角动量与力矩理解角动量与力矩的概念及其物理意义，掌握角动量定理的内容及其应用。
大学物理课件 第五章-2
障碍后的波线
. . . . . . . . .
障碍物
平面波波面
声
3、用惠更斯原理解释
波
波的散射、反射、折射现象 的
（自学）
衍 射
障碍物
12
§5-6 波的叠加和干涉
一、波的叠加
两水波的叠加
S 1
S 2
13
1.波的独立传播原理:
几列同时在媒质中传播的波，它们的传播特性
（波长、频率、波速、波形）不会因其它波的存在 而发生变化。
解: 声波的平均能量密度
1 A2 2
2
1 2
1.29 (106 )2
(2
500)2
6.37 106
J
m3
声强 : I u 6.37 106 340 2.17 103 W m2
9
§5-5 惠更斯原理
一、原理
波动所到达的媒质中各点均可 作为发射子波的波源，其后任一 时刻这些子波的包迹就是新的波 阵面。
(2) OB长度
Y(cm)
10 •
u
解：O B
（O
） B 2
t 0时：yB 0，vB 0
B
2
-5 •
oB
C
20
-5
•
•
(o) (B)
x(cm)
则：O B （2 ） 40 3.3（3 cm） 3 2 2
x 2
3
*波动的特征：
(1)各质元只是在各自平衡位置附近振动.
(2)同一时刻,沿波线各质元振动状态不同,各质元相位依次落后
2 x
*u
=
T
= n
u由介质的性质决定.
T T振
n n振
由振源决定.
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
大学物理ppt课件完整版
THANKS
感谢观看
恒定电流的电场和磁场
恒定电流的产生与性质
由恒定电场产生的电流称为恒定 电流，其大小和方向均不随时间 变化。
01
02
恒定电流的磁场
03
恒定电流周围会产生恒定磁场， 其方向由右手螺旋定则确定。
04
恒定电流的电场
恒定电场是一种无旋场，可以用 电势来描述。
磁感应强度与磁通量
描述恒定磁场的两个重要物理量， 磁感应强度反映磁场力的性质， 磁通量反映磁场在空间中的分布。
匀速直线运动、匀变速直线运动；
曲线运动
抛体运动、圆周运动；
相对运动
参考系的选择、相对速度、相对 加速度。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
惯性定律，定义了力和运动的关系；
牛顿第三定律
作用力和反作用力，大小相等、方向 相反。
牛顿第二定律
F=ma，阐述了力、质量和加速度之 间的关系；
动量守恒定律
动量的定义和计算
固体和液体的热性质
固体的热性质
固体具有一定的形状和体积，其 热膨胀系数较小，热传导性能较
好。
液体的热性质
液体没有确定的形状，但有一定的 体积，其热膨胀系数较大，热传导 性能较差。
相变现象
物质从一种相转变为另一种相的过 程，如熔化、凝固、汽化、液化等， 相变过程中伴随着热量的吸收或释 放。
04
电磁学
机械波的产生和传播
机械波的产生
机械波是由振源产生的，振源做周期性振动时，会使周围的介 质产生相应的振动，从而形成机械波。
机械波的传播
机械波在介质中以波的形式传播，传播方向与介质中质点的振 动方向垂直。在传播过程中，机械波会携带能量和信息。
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常州大学大学物理PPT5
磁现象
春秋战国------- 磁石吸铁. 《梦溪笔谈》（北宋）----- 地磁偏角、指南针 吉尔伯特（英,1544-1623）,《磁石论》概括： 1、可吸引铁，钴，镍等物质； 2、有N，S两极； 3、同名磁极相斥，异名相吸；
1820年------- 奥斯特电流磁现象. 1820年-------安培实验：
表示电流1 在该点产生的磁场.
则电流元I2 dl2 所受的力为 ： dF 2I2dl2B
安培力 公式
P 389
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§9-1 磁感应强度 B
定义：
根据安培力公式
d F Ild B
1， B的 方 Id l向 不为 受力的定 方） 向
2 ， B 的 I将 ld 旋 大B 9小 转 0， 0 dm 为 Fax此时d 受 m F ax力最
I
Idl
P
r
场点dB的的p方径向矢为。：Ild r 所决定的方向。
dB的大小为：dB40 Idrsl2in 上一张 下一张 返回
dB40 Idlr 2 r0
整段电流产生的磁感：
B dB
0Id lr0
(L)
4 (L)
r2
这是一个矢量积分.一般方法：
取电流元 Idl，产生元磁感 dB,
Idl
并由右螺旋 B的 法 方 则 向 确 。 定
Idl
(dF0)
dFmax
B
Idl
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3.有一定夹角 ，dF = Idl B sin ,
方向总是垂直于Idl与B 所决定的平面. 4.单位：1T=1 N/（A•m）=1 Wb/m2
Idl
(dF0)
dFmax
B
Idl
dF B
电流元I2dl2 在电流1产生的磁场中受力为:
d（F对2 dl(I1L2积1d )dl分F21 ）2(L 1)4 (L10)kII1 1Idr2l1d 1 2 2 l2rr 0 1(2 2dl1r0)
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dF 2I2dl2(L 1)40I1d rl 1 1 2 2r 0
定 电义流：元I2B dl 2 在(L1电)4流01产I1d生rl11的2 2磁r0场中的伐受毕P尔力奥3定6.-4萨律
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安培定律（1820年）
从力的角度-----定义场强E 和磁感B
两带电体之间的静电力------ 将导体分割，再积分.
两载流线圈之间的作用力-----同理分割法.
电流元 Id--l----I 为电流， d为l导线中沿电
流方向所取的一个长为
dl
的矢量线元.
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安培定律
dF(I1d1l)r12 (2I2d2 l)
dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
dF12 为1对2的作用力
r0 是从1指向2的单位矢量
k=0/=10-7
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dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
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dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
o
L
x
2
B4 02 nI 1 2sin d4 02 nc Io 1s co 2s
故在导线延长线上，B=0
I Idl
P
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例2.载流圆线圈轴线上的磁场。
解: 取电流元 Idl
产生元磁感：
大小 dB ： 4 0 Idsrl2i9n0
方向如图.
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A
r
dB
Io
x
r
A
在对称位置A取另一电流元， 产生元磁感 dB,方 向如图.
P dB
由对称性可知，总磁场必沿着轴向（x 向）.
dl
0I 4R2R源自4R上一张R dB
下一张 返回
例3、载流螺线管中的磁场。设螺线管的半径 为R,长度为 ,L单位长度的匝数为 。n
解：dB 4 0
2R2I R2xl2
3 ndl 2
xl
l
B l2dB
2
R
x l Rctg
l
1
r 2
ox P
R2xl2 siRn
dl
d Rsin2
L 2
方向如图，且所有元磁感 方向均一致.
dl
r l
BA 2dB 0
A 1
4
A 2Id siln
r A 1
2
oa
a l r r c s i n o r s r s c in o A1 s 1
ad
dl
s in2
上一张 下一张
dB P
返回
B0 2 Isind
4 1 a 4 0a Icos1cos2
同向电流相吸， 异向电流相斥。
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磁场
磁铁 电流
磁？场
磁铁
电流
1822年，安培提出分子电流假设。 环行电流 → 磁分子
电流甲
磁场 电流乙
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磁现象的本质
电流甲
磁场 电流乙
归纳为：运动电荷(电流) 之间的相互作用.
本章要点： 1.电流产生的磁场 2.磁场对电流的作用
特例：
1，无限长导线：1 0, 2
B 0I 2a
磁感应线（磁力线）为垂直导线 的同心圆，且方向满足右螺旋.
2，半无限长导线的端垂面：
1 2 2
B 0I 4a
I A2 2
dl
r l
oa
1 A1
dB P
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3，在直导线的延长线上：
d 由B 于I4 0 l d Ir d lr3 r00
BdB cos40
I r2
cosdl
0 I 4 r2
cos2R
B 0IR2 2 R2 x2
3 2
特例： 1，圆心处，x =0，磁感
B
0I
方向满足右螺旋.
2R
2，半圆环在环心处的磁感：
由于电流元产生的元磁感
Idl
方向均垂直纸面向内，如图.
dB0 Idslin90 4 R2
B dB 0I
0 I 4R2
注意其大小和方向.
将dB 沿坐标轴投影为dBx, dBy, dBz,
Bx = dBx
,
By = dBy , Bz=
d Bz
B B x i B yj B z k 上一张 下一张 返回
例1.载流直导线的磁场。
解: 取电流元，位Id置l 表征 l
~l+dl，产生元磁感：
I A2 2
大小 dB ： 4 0 Idrs2lin
Idl
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思考： d FIld B
安培力公式中，哪两个矢量始终是 垂直的？
力与电流元、 或力与磁场.
哪两个矢量之间可以有任意角度？
电流元与磁场之间.
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§9-2 毕奥—萨伐尔定律
定律表述：载流回路的任
一电流元 I,d在l 空间任意
dB
一强dB 点度其处4为中dp0所BI是产d rlr电3生r流的元磁4感0到I应Idldlr2 r0
磁现象
春秋战国------- 磁石吸铁. 《梦溪笔谈》（北宋）----- 地磁偏角、指南针 吉尔伯特（英,1544-1623）,《磁石论》概括： 1、可吸引铁，钴，镍等物质； 2、有N，S两极； 3、同名磁极相斥，异名相吸；
1820年------- 奥斯特电流磁现象. 1820年-------安培实验：
表示电流1 在该点产生的磁场.
则电流元I2 dl2 所受的力为 ： dF 2I2dl2B
安培力 公式
P 389
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§9-1 磁感应强度 B
定义：
根据安培力公式
d F Ild B
1， B的 方 Id l向 不为 受力的定 方） 向
2 ， B 的 I将 ld 旋 大B 9小 转 0， 0 dm 为 Fax此时d 受 m F ax力最
I
Idl
P
r
场点dB的的p方径向矢为。：Ild r 所决定的方向。
dB的大小为：dB40 Idrsl2in 上一张 下一张 返回
dB40 Idlr 2 r0
整段电流产生的磁感：
B dB
0Id lr0
(L)
4 (L)
r2
这是一个矢量积分.一般方法：
取电流元 Idl，产生元磁感 dB,
Idl
并由右螺旋 B的 法 方 则 向 确 。 定
Idl
(dF0)
dFmax
B
Idl
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3.有一定夹角 ，dF = Idl B sin ,
方向总是垂直于Idl与B 所决定的平面. 4.单位：1T=1 N/（A•m）=1 Wb/m2
Idl
(dF0)
dFmax
B
Idl
dF B
电流元I2dl2 在电流1产生的磁场中受力为:
d（F对2 dl(I1L2积1d )dl分F21 ）2(L 1)4 (L10)kII1 1Idr2l1d 1 2 2 l2rr 0 1(2 2dl1r0)
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dF 2I2dl2(L 1)40I1d rl 1 1 2 2r 0
定 电义流：元I2B dl 2 在(L1电)4流01产I1d生rl11的2 2磁r0场中的伐受毕P尔力奥3定6.-4萨律
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安培定律（1820年）
从力的角度-----定义场强E 和磁感B
两带电体之间的静电力------ 将导体分割，再积分.
两载流线圈之间的作用力-----同理分割法.
电流元 Id--l----I 为电流， d为l导线中沿电
流方向所取的一个长为
dl
的矢量线元.
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安培定律
dF(I1d1l)r12 (2I2d2 l)
dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
dF12 为1对2的作用力
r0 是从1指向2的单位矢量
k=0/=10-7
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dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
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dF 12kI2dl2r(1I122dl1r0)
o
L
x
2
B4 02 nI 1 2sin d4 02 nc Io 1s co 2s
故在导线延长线上，B=0
I Idl
P
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例2.载流圆线圈轴线上的磁场。
解: 取电流元 Idl
产生元磁感：
大小 dB ： 4 0 Idsrl2i9n0
方向如图.
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A
r
dB
Io
x
r
A
在对称位置A取另一电流元， 产生元磁感 dB,方 向如图.
P dB
由对称性可知，总磁场必沿着轴向（x 向）.
dl
0I 4R2R源自4R上一张R dB
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例3、载流螺线管中的磁场。设螺线管的半径 为R,长度为 ,L单位长度的匝数为 。n
解：dB 4 0
2R2I R2xl2
3 ndl 2
xl
l
B l2dB
2
R
x l Rctg
l
1
r 2
ox P
R2xl2 siRn
dl
d Rsin2
L 2
方向如图，且所有元磁感 方向均一致.
dl
r l
BA 2dB 0
A 1
4
A 2Id siln
r A 1
2
oa
a l r r c s i n o r s r s c in o A1 s 1
ad
dl
s in2
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dB P
返回
B0 2 Isind
4 1 a 4 0a Icos1cos2
同向电流相吸， 异向电流相斥。
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磁场
磁铁 电流
磁？场
磁铁
电流
1822年，安培提出分子电流假设。 环行电流 → 磁分子
电流甲
磁场 电流乙
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磁现象的本质
电流甲
磁场 电流乙
归纳为：运动电荷(电流) 之间的相互作用.
本章要点： 1.电流产生的磁场 2.磁场对电流的作用
特例：
1，无限长导线：1 0, 2
B 0I 2a
磁感应线（磁力线）为垂直导线 的同心圆，且方向满足右螺旋.
2，半无限长导线的端垂面：
1 2 2
B 0I 4a
I A2 2
dl
r l
oa
1 A1
dB P
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3，在直导线的延长线上：
d 由B 于I4 0 l d Ir d lr3 r00
BdB cos40
I r2
cosdl
0 I 4 r2
cos2R
B 0IR2 2 R2 x2
3 2
特例： 1，圆心处，x =0，磁感
B
0I
方向满足右螺旋.
2R
2，半圆环在环心处的磁感：
由于电流元产生的元磁感
Idl
方向均垂直纸面向内，如图.
dB0 Idslin90 4 R2
B dB 0I
0 I 4R2
注意其大小和方向.
将dB 沿坐标轴投影为dBx, dBy, dBz,
Bx = dBx
,
By = dBy , Bz=
d Bz
B B x i B yj B z k 上一张 下一张 返回
例1.载流直导线的磁场。
解: 取电流元，位Id置l 表征 l
~l+dl，产生元磁感：
I A2 2
大小 dB ： 4 0 Idrs2lin
Idl
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思考： d FIld B
安培力公式中，哪两个矢量始终是 垂直的？
力与电流元、 或力与磁场.
哪两个矢量之间可以有任意角度？
电流元与磁场之间.
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§9-2 毕奥—萨伐尔定律
定律表述：载流回路的任
一电流元 I,d在l 空间任意
dB
一强dB 点度其处4为中dp0所BI是产d rlr电3生r流的元磁4感0到I应Idldlr2 r0