大学物理(合工大)1-1概论

提出命题
3. 强相互作用; 4. 弱相互作用;
推测答案
五. 物理学的研究方法
●演绎法 －推理，演算
理论预言
●归纳法 －假设，模型 直觉 想象力 洞察力
实验检验 应 用
●定性和半定量
修改理论
二、怎样学好物理学
“科学是一种方法。它教导我们：一些事物是怎 样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什 么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么 法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和 表面现象”。 ——R.P费曼
美国火星探测其着陆系统总工程师李炜钧28 岁，牛顿提出万有引力24岁，爱因斯坦发现相对 论26岁，充分说明年轻是财富，是国家的将来， 也是国家的现在。立足现在，好好学习，没错的 。
大学物理II内容
上学期：力学、相对论、热力学和机械振动与波 下学期：电磁学、光学和量子初步
力学也叫经典力学、牛顿力学。是以牛顿时空观（伽 利略坐标变化）为基础的力学。我们这里主要研究宏 观物理的机械运动。
研究汽车在平直道路上运动 除车轮外，汽车各部分运动情况完全相同，车轮 的运动是次要的，此时可把汽车作为质点处理。
汽车在平直公路上.swf
研究汽车突然刹车“前倾”或转弯 涉及转动问题，汽车各部分运动情况不同，各个 车轮受力差异很大，不能把汽车做质点处理。
汽车在弯路上.swf
质点是从实际中抽象出的理想模型，研究质点的运 动是为了抓住事物的主要矛盾进行研究分析。
一切皆有可能！
戴维·格罗斯
2004年诺贝尔物理学奖
2005年2月23日，他在浙 江大学说“：中国的大学 应该应该更加注重基础研 究，基础研究好比是一棵 大树干，应用研究是树枝。 没有基础研究，大树将不 复存在，但大树不会在一 夜之间长成，许多事要从 青年人开始。…科学的发 展离不开交流…年轻人要 把目标定高一点，要有野 心，别怕挑战权威，只有 这样才会有建树。
随着时代的进步，科学的发展，物理学的 内涵也在不断丰富，与其他学科呈相互交叉 渗透趋势，所以很难用几句话讲出它的全息 定义。传统的一维定义告诉我们，物理学是 探讨物质结构和基本运动规律的学科，追求 物质世界普遍而基本的规律。她研究的物质 大到天体，小到高能粒子（殊途同归）；从 看得见的书本、飞船到看不见的各种场、反 物质、暗物质等。她研究的运动规律十分丰 富（branch）。
力学篇
主讲：王春华
为什么学习大学物理
我们已经学了至少五年的物理了，还 有的同学都经过“八年抗战”，选择其 他专业还得学物理！真是才出“虎穴”， 又入“龙潭”啊！
这虽不是主流，但反映了部分同 学认识不足，存在急功近利思想，对 终身学习和应对复杂形势不利。
为什么？ 合法、 合理
1．物理学的研究内容极其广泛
目前物理学界公认“夸克”是组成物质的最小单位. 近来又有消息称quark 也可分…..认识的无止境.
◎ 时间尺度(相差1045)
1018s: 150亿年(宇宙年龄)-10-27s(硬 射线周期)
◎ 速率范围 0(静止) - 3x108 m/s(光速)
四、物质间的相互作用
Hale Waihona Puke Baidu
1. 电磁相互作用; 2. 引力相互作用;
可以作为质点处理的物体的条件：大小和形状对运动 没有影响或影响可以忽略。
研究地球公转
RES RE
1.5 6.4
108 103
2.4104 1
地球上各点的公转速度相差很小，忽略地球自身尺 寸的影响，作为质点处理。
质点
研究地球自转
v R
地球上各点的速 度相差很大，因 此，地球自身的 大小和形状不能 忽略，这时不能 作质点处理。
1. 质点
物体：具有大小、形状、质量和内部结构的物
质形态。 一般情况下，物体各部分的运动不相同，在 运动的过程中大小、形状可能改变，这使得运动 问题变得复杂。 某些情况下，物体的大小、形状不起作用， 或者起次要作用而可以忽略其影响——简化为质 点模型。
质点：具有一定质量没有大小或形状的理想物体。
质点
机械运动：物体之间或同一物体各部分之间相对位 置随时间的变化。它是物质的各种运动形态中最简 单，最普遍的一种。例如，地球的转动、弹簧的伸 长和压缩等都是机械运动。而其他较复杂的运动形 式，例如，热运动、化学运动、电磁运动、生命现 象中都含有位置的变化，但不能把它们简单地归结 为机械运动。
§1-1 参考系 质点
决不要 把学习看成是任务，而应看成 是一个令
人羡慕的机会。 为了你们自己的欢乐和今后你们
工作所属社会的利益，去学
习……
——A.爱
因斯坦
以上是两位著名物理学家的话，我希望它们能 成为大家学习物理的座右铭。学习课程除了掌握 基本知识外，更重要的是学习一种科学的思维方 法。正如一个古老的故事所讲的那样，学生从老 师那里得到的，应该是一个点石成金的法则，而 不是一堆金子。
c 2.9979 108 m s1
• 按物理常数c、h分类： h 6.6261761034 J s
V≤C
V≈C
h→0
经典理论
相对论
h≠0
量子论
相对论性 量子论
三、物理世界的认识(层次结构)
◎ 空间尺度(相差1045－1046) 1026 m(约150亿光年)(宇宙)－10－20 m(夸克)
一、物理学的研究对象
研究的对象十分广泛-----宇观、宏观、微观
二、物理学的分类
• 按分支学科分类： 力学、热学、电磁学、光学、原子物理学、核物理学
• 按物质形态分类：实物粒子、场物质 微观客体（电子、质子、光子等）具有波粒二象性
• 按物质形体大小分类： 粒子物理、核物理、原子物理、分子物理 原子簇物理、凝聚态物理、天体物理、宇宙学物理
虽然 物理学不 能包罗万 象，包医 百病，如: 生命科学 但如此丰 富的研究 内容，已 足见其重 要性。
2．物理学是基础学科
物理学是自然科学的重要组成部分，它的基础 性决定了它相对稳定，影响深远，可为终身学习打 下基础（专业课每10年淘汰1/3）；它的基础性决 定了它的必修性，是“知识钙”；它的基础性决定 了它的非功利性；它的基础性决定了它所培养的物 理特色的思维方式对学生处理其他问题也具有指导 作用：即透过现象看本质、抓主要矛盾、做合理假 设、建数学模型。真正做到“举重若轻、事半功 倍”。物理学是一门具有战略意义的学科，只有学 好了物理学，掌握了基本方法，才有可能成为战略 性人才。