大物青力學(xué)樣式編輯母版文本樣式

1、大學(xué)物理大學(xué)物理關(guān)于考試關(guān)于考試平時(shí)平時(shí)20%，期中，期中20%，期末，期末60% 與高中物理的區(qū)別與高中物理的區(qū)別所用的工具不同了所用的工具不同了運(yùn)用了微積分和矢量這兩個(gè)數(shù)學(xué)工具運(yùn)用了微積分和矢量這兩個(gè)數(shù)學(xué)工具物理概念深化了，研究的內(nèi)容更具有一般性了物理概念深化了，研究的內(nèi)容更具有一般性了可以做到以前不能做到的事可以做到以前不能做到的事學(xué)習(xí)的目的不同了學(xué)習(xí)的目的不同了矢量矢量ABBAAA或大?。篈BcosBA標(biāo)量BA矢量大小方向ABsin右手螺旋0AAA矢積不滿足交換律標(biāo)積滿足交換律都滿足分配律kjizyxAAAAxyzijkAkjizyxBBBBBAzzyyxxABABABBAk)BA-B

2、A(j )BA-B(Ai )BA-B(AxyyxzxxzyzzykjizyxAAAAxyzijkAdtAdkjidtdAdtdAdtdAzyx 如何學(xué)習(xí)如何學(xué)習(xí) 大學(xué)物理大學(xué)物理大學(xué)與高中學(xué)習(xí)差異的總結(jié)大學(xué)與高中學(xué)習(xí)差異的總結(jié)變著花樣的應(yīng)變著花樣的應(yīng)用理論用理論不需要拐很大彎不需要拐很大彎的應(yīng)用理論的應(yīng)用理論掌握基本理論概念掌握基本理論概念,而習(xí)題就是這些而習(xí)題就是這些理論和概念比較直接的、簡(jiǎn)單的應(yīng)用，理論和概念比較直接的、簡(jiǎn)單的應(yīng)用，做習(xí)題的目的是鞏固基本理論的理解做習(xí)題的目的是鞏固基本理論的理解把精力放在基本概念和理論的掌握上，不要象高把精力放在基本概念和理論的掌握上，不要象高中那樣放在大

3、量做習(xí)題上中那樣放在大量做習(xí)題上如何學(xué)習(xí)續(xù)如何學(xué)習(xí)續(xù)學(xué)習(xí)的目的是什么？學(xué)習(xí)的目的是什么？需要大家多思、勤想，把所學(xué)的知需要大家多思、勤想，把所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，應(yīng)用自如識(shí)融會(huì)貫通，應(yīng)用自如要從思想上把握住所學(xué)的知識(shí)，這樣要從思想上把握住所學(xué)的知識(shí)，這樣才能把所學(xué)的東西用好才能把所學(xué)的東西用好不注重理解，勢(shì)不注重理解，勢(shì)必影響你的應(yīng)用必影響你的應(yīng)用能不能把應(yīng)付考試當(dāng)作學(xué)習(xí)的能不能把應(yīng)付考試當(dāng)作學(xué)習(xí)的最主要目標(biāo)？不能！最主要目標(biāo)？不能！而是要應(yīng)用它來(lái)研究和解決問(wèn)題而是要應(yīng)用它來(lái)研究和解決問(wèn)題學(xué)以致用！學(xué)以致用！續(xù)：如何學(xué)習(xí)續(xù)：如何學(xué)習(xí)需要多思、勤想，把所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，需要多思、勤想，把所學(xué)的知

4、識(shí)融會(huì)貫通，有深刻的理解，才能應(yīng)用自如有深刻的理解，才能應(yīng)用自如1不能被數(shù)學(xué)公式架空，不能被數(shù)學(xué)公式架空，2把握物理概念的實(shí)質(zhì)，把握物理概念的實(shí)質(zhì)，3不能不能知識(shí)零散，要融會(huì)貫通，知識(shí)零散，要融會(huì)貫通，續(xù)：如何學(xué)習(xí)不僅能獲得白菜不僅能獲得白菜,還要注意領(lǐng)悟還要注意領(lǐng)悟人家是如何種菜的人家是如何種菜的需要大家去領(lǐng)悟人家是怎么需要大家去領(lǐng)悟人家是怎么研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的，人研究問(wèn)題和解決問(wèn)題的，人家研究問(wèn)題的方法、思路、家研究問(wèn)題的方法、思路、模式等等模式等等cosFSW 才智勤奮方法成功成功遇到新問(wèn)題如何辦？遇到新問(wèn)題如何辦？物理學(xué)是探討客觀物質(zhì)世界基本物理學(xué)是探討客觀物質(zhì)世界基本規(guī)律的一門(mén)學(xué)科

5、規(guī)律的一門(mén)學(xué)科,是其它各門(mén)自然是其它各門(mén)自然科學(xué)和一切工程技術(shù)的基礎(chǔ)，科學(xué)和一切工程技術(shù)的基礎(chǔ)， 知識(shí)：知識(shí)：物理學(xué)就是一個(gè)研究問(wèn)物理學(xué)就是一個(gè)研究問(wèn)題的方法寶庫(kù)。題的方法寶庫(kù)。方法：方法：物理學(xué)是知識(shí)和方法并重的物理學(xué)是知識(shí)和方法并重的物理學(xué)知識(shí)很容易淡忘，而對(duì)物理學(xué)物理學(xué)知識(shí)很容易淡忘，而對(duì)物理學(xué)研究方法的領(lǐng)悟則會(huì)讓你受益終生研究方法的領(lǐng)悟則會(huì)讓你受益終生如何學(xué)習(xí)（大學(xué)物理）小結(jié)！“會(huì)不會(huì)做題、做難題會(huì)不會(huì)做題、做難題”不是評(píng)價(jià)你學(xué)習(xí)效果的不是評(píng)價(jià)你學(xué)習(xí)效果的標(biāo)準(zhǔn)，而是看標(biāo)準(zhǔn)，而是看“自己對(duì)理論是否透徹理解和對(duì)前自己對(duì)理論是否透徹理解和對(duì)前人研究問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法、思路、模式是否人研究問(wèn)

6、題、解決問(wèn)題的方法、思路、模式是否有些體會(huì)和心得有些體會(huì)和心得”。 學(xué)習(xí)本課程能收獲一些基本的物理常識(shí)（知識(shí)）一些基本的物理常識(shí)（知識(shí)）二感受物理學(xué)怎么研究問(wèn)題的二感受物理學(xué)怎么研究問(wèn)題的三掌握物理學(xué)研究問(wèn)題思想方法三掌握物理學(xué)研究問(wèn)題思想方法提高自己科提高自己科學(xué)文化素質(zhì)學(xué)文化素質(zhì) 關(guān)于我的講課關(guān)于我的講課1考試內(nèi)容考試內(nèi)容90%來(lái)自習(xí)題來(lái)自習(xí)題把更多精力用在感興趣的地方把更多精力用在感興趣的地方2關(guān)于講課內(nèi)容：關(guān)于講課內(nèi)容：（1）考試要求內(nèi)容）考試要求內(nèi)容（2）了解內(nèi)容：）了解內(nèi)容：突出理論聯(lián)系實(shí)際突出理論聯(lián)系實(shí)際突出物理思想方法突出物理思想方法 第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 如果物

7、體的大小和形狀在所研究的問(wèn)題中不起作用如果物體的大小和形狀在所研究的問(wèn)題中不起作用或作用很小或作用很小,就可以忽略物體的大小和形狀就可以忽略物體的大小和形狀,而把物而把物體抽象為只有質(zhì)量的幾何點(diǎn)體抽象為只有質(zhì)量的幾何點(diǎn),這樣的研究對(duì)象在力學(xué)這樣的研究對(duì)象在力學(xué)中稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)。中稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)。 理想模型理想模型質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)說(shuō)明：說(shuō)明：1物體能不能看成質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)該由實(shí)際問(wèn)題而定物體能不能看成質(zhì)點(diǎn)，應(yīng)該由實(shí)際問(wèn)題而定不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，人們又引入了剛體不能看成質(zhì)點(diǎn)時(shí)，人們又引入了剛體這里我們抓住了問(wèn)題的主要因素這里我們抓住了問(wèn)題的主要因素:物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量,忽略了問(wèn)忽略了問(wèn)題的次要因素題的次要因素:物體的大小和形

8、狀物體的大小和形狀,從而使實(shí)際問(wèn)題得到從而使實(shí)際問(wèn)題得到簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化.理想模型理想模型1，理想模型的定義：，理想模型的定義： 抓住問(wèn)題的主要因素抓住問(wèn)題的主要因素,忽略次忽略次要因素要因素,把實(shí)際問(wèn)題理想化、模型化的研究問(wèn)題的方把實(shí)際問(wèn)題理想化、模型化的研究問(wèn)題的方法法如果一個(gè)物體能看成質(zhì)點(diǎn)，則這一質(zhì)點(diǎn)就是如果一個(gè)物體能看成質(zhì)點(diǎn)，則這一質(zhì)點(diǎn)就是實(shí)際物體的理想模型。實(shí)際物體的理想模型。物理學(xué)的一個(gè)最基本物理學(xué)的一個(gè)最基本的研究問(wèn)題方法的研究問(wèn)題方法2 2 為什么要應(yīng)用理想模型？為什么要應(yīng)用理想模型？: :現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題是復(fù)雜的,不做任何間化直接不做任何間化直接處理處理,往往非常復(fù)雜往往非常

9、復(fù)雜,甚至處理不了甚至處理不了理想模型的核心思想：近似地處理問(wèn)題。凡是近理想模型的核心思想：近似地處理問(wèn)題。凡是近似地處理問(wèn)題的做法，都可以看成是理想模型。似地處理問(wèn)題的做法，都可以看成是理想模型。glT2 3 3 應(yīng)用極為廣泛應(yīng)用極為廣泛 物理學(xué)的一個(gè)最基本、最物理學(xué)的一個(gè)最基本、最重要的研究問(wèn)題方法重要的研究問(wèn)題方法為什么說(shuō)幾乎所有的理論都是理想模型？為什么說(shuō)幾乎所有的理論都是理想模型？這些理論都是真實(shí)情況的近似，都忽略了一些次要這些理論都是真實(shí)情況的近似，都忽略了一些次要因素因素，團(tuán)結(jié)精神。，首創(chuàng)性；公平；，對(duì)待下屬，人物有序；，適度集權(quán)；，合理報(bào)酬益；，個(gè)人利益服從整體利，統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，統(tǒng)

10、一指揮；，紀(jì)律嚴(yán)明；，權(quán)責(zé)對(duì)等；，勞動(dòng)分工；十四條原則。年提出了有效管理的法國(guó)人法約爾，1211109876543211916這其實(shí)就是一這其實(shí)就是一個(gè)理想模型的個(gè)理想模型的例子例子理想模型畢竟是真實(shí)情況的近似，利理想模型畢竟是真實(shí)情況的近似，利用它來(lái)處理問(wèn)題所得到的結(jié)果畢竟與真實(shí)用它來(lái)處理問(wèn)題所得到的結(jié)果畢竟與真實(shí)結(jié)果有出入，如何看待這個(gè)問(wèn)題？結(jié)果有出入，如何看待這個(gè)問(wèn)題？得到的結(jié)果如果與實(shí)際的差別較大，則需要對(duì)得到的結(jié)果如果與實(shí)際的差別較大，則需要對(duì)該模型進(jìn)行修正，偏差可接受則是個(gè)成功的模該模型進(jìn)行修正，偏差可接受則是個(gè)成功的模型型4 如何看待與實(shí)際存在偏差如何看待與實(shí)際存在偏差由此引出一

11、個(gè)理論的一個(gè)適用范圍問(wèn)題，任何理論由此引出一個(gè)理論的一個(gè)適用范圍問(wèn)題，任何理論都存在一個(gè)適用范圍的問(wèn)題都存在一個(gè)適用范圍的問(wèn)題5 5：近似地處理問(wèn)題不等同于馬馬乎乎地處理問(wèn)題：近似地處理問(wèn)題不等同于馬馬乎乎地處理問(wèn)題對(duì)相關(guān)物理理論和概念一知半對(duì)相關(guān)物理理論和概念一知半解，對(duì)所用的數(shù)學(xué)工具不能吃解，對(duì)所用的數(shù)學(xué)工具不能吃透是不可以的透是不可以的理想模型小結(jié)：簡(jiǎn)言之，在我們分析新問(wèn)題時(shí)，首先要找出哪些簡(jiǎn)言之，在我們分析新問(wèn)題時(shí)，首先要找出哪些因素是主要影響因素，哪些是次要因素，然后將因素是主要影響因素，哪些是次要因素，然后將一些次要因素忽略，將問(wèn)題簡(jiǎn)化，從而使問(wèn)題得一些次要因素忽略，將問(wèn)題簡(jiǎn)化，從

12、而使問(wèn)題得到解決到解決除此之外，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中，也能對(duì)前人除此之外，我們?cè)趯W(xué)習(xí)的過(guò)程中，也能對(duì)前人的理論有很好的理解和體會(huì)。的理論有很好的理解和體會(huì)。我們分析、研究問(wèn)題的第一指導(dǎo)思想我們分析、研究問(wèn)題的第一指導(dǎo)思想 運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的,要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)要描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng), 總得選擇另總得選擇另一物體或幾個(gè)彼此之間相對(duì)靜止的物體作為參考一物體或幾個(gè)彼此之間相對(duì)靜止的物體作為參考,這這種在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)選作參考的物體稱(chēng)為參考系種在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)選作參考的物體稱(chēng)為參考系。 牛頓定律不是在任意的參考系下都成立（慣性系）牛頓定律不是在任意的參考系下都成立（慣性系）第一節(jié)：參考系和坐標(biāo)系參

13、考系的選取是任意的參考系的選取是任意的方便的原則方便的原則不同參考系描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果不同不同參考系描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果不同一，參考系一，參考系為了定量的確定一個(gè)物體相對(duì)于某參考系為了定量的確定一個(gè)物體相對(duì)于某參考系的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng), 還需要在參考系上選用一個(gè)固定的還需要在參考系上選用一個(gè)固定的坐標(biāo)系。坐標(biāo)系。 坐標(biāo)系坐標(biāo)系,坐標(biāo)原點(diǎn)坐標(biāo)原點(diǎn),坐標(biāo)軸的方向的選取都是任意的坐標(biāo)軸的方向的選取都是任意的 方便的原則方便的原則二二 坐標(biāo)系坐標(biāo)系第第2 2節(jié)節(jié) 運(yùn)動(dòng)疊加原理和幾種典型的機(jī)械運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)疊加原理和幾種典型的機(jī)械運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化問(wèn)題的另一個(gè)途徑簡(jiǎn)化問(wèn)題的另一個(gè)途徑運(yùn)用疊運(yùn)用疊加原理加原理力的疊加原理力的疊加

14、原理運(yùn)動(dòng)的疊加原理運(yùn)動(dòng)的疊加原理振動(dòng)疊加原理振動(dòng)疊加原理波的疊加原理波的疊加原理狀態(tài)的疊加原理狀態(tài)的疊加原理把一個(gè)復(fù)雜的分解把一個(gè)復(fù)雜的分解為若干簡(jiǎn)單的相加為若干簡(jiǎn)單的相加從而把問(wèn)題簡(jiǎn)化從而把問(wèn)題簡(jiǎn)化典型的：平拋運(yùn)動(dòng)典型的：平拋運(yùn)動(dòng)一，位置矢量一，位置矢量 位置矢量位置矢量描述一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間位置的矢量描述一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在空間位置的矢量zxxyzyoP(x,y,z)rkzj yi xr 有向線段有向線段 叫做質(zhì)點(diǎn)的位置矢量叫做質(zhì)點(diǎn)的位置矢量,簡(jiǎn)簡(jiǎn)稱(chēng)位矢或矢徑。稱(chēng)位矢或矢徑。OP）（或r第3節(jié)：描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線量和角量0AAAAA00rrr0rrrxxyzyoP(x,y,z)zr位置矢量的大小位置矢量的

15、大小(即質(zhì)點(diǎn)即質(zhì)點(diǎn)P到原點(diǎn)到原點(diǎn)o的距離的距離)為為222zyxrr位置矢量與三個(gè)坐標(biāo)軸位置矢量與三個(gè)坐標(biāo)軸的夾角的夾角: cos=x/r,cos=y/r ,cos=z/rcos2+cos2+cos2=1故三個(gè)方向余弦中只有故三個(gè)方向余弦中只有兩個(gè)是獨(dú)立的。兩個(gè)是獨(dú)立的。 kzj yi xr續(xù)：位置矢量 從上式中消去從上式中消去t就得到就得到x,y,z所滿足的方程所滿足的方程,它就是質(zhì)它就是質(zhì)點(diǎn)在此直角坐標(biāo)系中的軌道方程。點(diǎn)在此直角坐標(biāo)系中的軌道方程。 例例：x=6cos2t y=6sin2t消去時(shí)間消去時(shí)間t得：得： x2+y2=62 這就是軌道方程這就是軌道方程運(yùn)動(dòng)方程與軌道方程：)(),

16、(),(tzztyytxxkjirtztytx)()()(運(yùn)動(dòng)方程二，位移與路程xOyABCtttS 位移和路程位移和路程: 設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿曲線設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿曲線C運(yùn)動(dòng)，從運(yùn)動(dòng)，從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到到B點(diǎn)，如圖所示點(diǎn)，如圖所示;在時(shí)刻在時(shí)刻t,質(zhì)點(diǎn)位于質(zhì)點(diǎn)位于A點(diǎn)點(diǎn), 而在時(shí)而在時(shí)刻刻t+ t,質(zhì)點(diǎn)到達(dá)質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)。從起點(diǎn)點(diǎn)。從起點(diǎn)A到終點(diǎn)到終點(diǎn)B的有向線的有向線段段 , 稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間稱(chēng)為質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)的位移。而內(nèi)的位移。而A到到B的路徑長(zhǎng)度的路徑長(zhǎng)度 S,稱(chēng)為路程。稱(chēng)為路程。 ）（ rABS路程：OAOBABr)()(trttrr d無(wú)窮小過(guò)程中位移為無(wú)窮小過(guò)程中位移為dS路程為：路程為：路程表示路徑長(zhǎng)

17、度，是標(biāo)量路程表示路徑長(zhǎng)度，是標(biāo)量（1）位移代表位置變化，是矢量，是有）位移代表位置變化，是矢量，是有向線段向線段 它大小是它大小是ABCDEAB說(shuō)明位移的疊加性) 3(BArdr（2）當(dāng)t0時(shí),有SrrxOyABCtttS質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)的平均速率：平均速率：質(zhì)點(diǎn)在時(shí)間t內(nèi)的平均速度：平均速度：trv 質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻t到t+t這段時(shí)間內(nèi)的位移為 ,路程為 我們定義:tsv三，速度、速率三，速度、速率質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻的(瞬時(shí))速度速度:trvt0limSdtdr質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻的(瞬時(shí))速率速率:tsvt0limdtdsxrOyABCtttStrt0limdtrd說(shuō)明：V 即即速率速率= =速度的大小速度的

18、大小VtrVt0limtsVt0lim（1）當(dāng)t0時(shí),有dSrddtdsxOyABCtttSkvjvivzyxdtdrv說(shuō)明：(3)在直角坐標(biāo)系中dtdzv,dtdyv,dtdxvzyxkzj yi xrkjidtdzdtdydtdx：隨時(shí)間的變化表達(dá)式則）如果知道說(shuō)明：（)(4tr00rt，位置為如果初始時(shí)刻ttrrdttvrd00)(ttdttvrr0)(0dttvrd)(：隨時(shí)間的變化表達(dá)式則如果知道)(tv)(tvdtrdvdttvrd)(位置矢量和速度的積分與微分關(guān)系r則任意t時(shí)刻的位置為tva 為了描述速度隨時(shí)間的變?yōu)榱嗣枋鏊俣入S時(shí)間的變化情況，我們定義：質(zhì)點(diǎn)的化情況，我們定義：質(zhì)

19、點(diǎn)的平均加速度平均加速度四.加速度ZAOBXYArBr用用 表示質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻表示質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻t t、位置、位置A A處的速度，處的速度，用用 表示質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻表示質(zhì)點(diǎn)在時(shí)刻t+tt+t、位置、位置B B處的速度處的速度, ,)(tv)(ttv)()(tvttvv)(tv)(ttvdtdtvvat0limdtdtvvat0limkjivadtdvdtdvdtdvdtdzyx 質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的( (瞬時(shí)瞬時(shí)) )加速度定義為加速度定義為: :在直角坐標(biāo)系中在直角坐標(biāo)系中, ,加速度的表示式是：加速度的表示式是：kjidtzddtyddtxd22222222dtdrdtdrv222zyxaaaaa22zz22

20、yy22xxdtzddtdva ,dtyddtdva ,dtxddtdva 加速度加速度a在三個(gè)坐標(biāo)軸上的分量分別為在三個(gè)坐標(biāo)軸上的分量分別為kajaiaazyxkjidtzddtyddtxda222222 質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)的( (瞬時(shí)瞬時(shí)) )加速度加速度22)(dtrdatr：隨時(shí)間的變化表達(dá)式則如果知道：隨時(shí)間的變化表達(dá)式則如果知道)(ta為：速度時(shí)刻的則任意，速度為如果初始時(shí)刻vtvt,00ttvvdttavd00)(ttdttavv0)(0dttavd)(dttavd)(位置矢量、速度和加速度三者關(guān)系位置矢量、速度和加速度三者關(guān)系求求 導(dǎo)導(dǎo)積積 分分dtdrvdtdva位置矢量、速度和加速

21、度三者關(guān)系位置矢量、速度和加速度三者關(guān)系本章的基本內(nèi)容本章的基本內(nèi)容kzj yi xr 直線運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) 坐標(biāo) x 角坐標(biāo) 速度 v 角速度 加速度 a 角加速度 若 a=恒量，則 v=v0+at x=v0t+21at2 v2-v02=2ax 若=恒量,則 =0+t =0t+21t2 2-20=2 一維直線運(yùn)動(dòng)的情形一維直線運(yùn)動(dòng)的情形11 例題例題1 1 一質(zhì)點(diǎn)沿一質(zhì)點(diǎn)沿x x軸運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng), ,運(yùn)動(dòng)方程為運(yùn)動(dòng)方程為x=t39t2 +15t+1 (SI), ,求求:(1):(1)質(zhì)點(diǎn)首先向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)首先向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)? ?哪些時(shí)哪些時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)調(diào)頭了？刻質(zhì)點(diǎn)調(diào)頭了？ (2) (2) 02s內(nèi)

22、的位移和路程。內(nèi)的位移和路程。 可得：可得：t=1 ,5s; ;又由于又由于1,5s前后速度前后速度v改變改變了方向了方向( (正負(fù)號(hào)），所以正負(fù)號(hào)），所以t=1, 5s調(diào)頭了。調(diào)頭了。v=3t2-18t+15=3(t-1)(t-5)=0調(diào)頭的必要條件是速度為零，即調(diào)頭的必要條件是速度為零，即解（解（1 1）因）因t=0時(shí)速度時(shí)速度v=+15m/s, ,所以質(zhì)點(diǎn)首所以質(zhì)點(diǎn)首先向先向x x軸正方向運(yùn)動(dòng)。軸正方向運(yùn)動(dòng)。dtdxv= =3t2-18t+15考慮到考慮到t=1st=1s時(shí)調(diào)頭了，故路程應(yīng)為時(shí)調(diào)頭了，故路程應(yīng)為 s=|x(1)-x(0)|+|x(2)-x(1)|=7+5=12m 解解 (

23、1)(1) x=Rcost ， y=Rsint(2)(2)對(duì)于沿對(duì)于沿x x軸運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)軸運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn), ,其位移可表示為其位移可表示為 x=x(2)-x(0)=3-1=2m x2+y2=R2 例題例題2 2 已知某一粒子在已知某一粒子在oxyoxy平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng), ,其矢徑其矢徑為為: : ，其中其中R、為正值常量。為正值常量。(1)(1)求該粒子的軌道方程，速度與加速度求該粒子的軌道方程，速度與加速度 (2)(2)時(shí)間時(shí)間t=t= / / 2 2 / / 內(nèi)的位移。內(nèi)的位移。j tRi tRrsincosx=t39t2 +15t+1粒子在任一時(shí)刻粒子在任一時(shí)刻t t的速度、加速度為的速

24、度、加速度為 xyoARj tcosRi tsinRvj tRi tRasincos22RaRv2j tRi tRrsincos （2 2）在時(shí)間）在時(shí)間t=t= / / 2 2 / / 內(nèi)的位移為內(nèi)的位移為 )()2(rrrj tRi tRrsincosiR2 例題例題3 3 一質(zhì)點(diǎn)沿一質(zhì)點(diǎn)沿x x軸運(yùn)動(dòng)軸運(yùn)動(dòng), ,加速度加速度a a=2t3 (SI) t=0 t=0時(shí)時(shí)刻刻v v0 0=3=3，x x0 0=10=10。求。求:(1):(1)速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式速度隨時(shí)間變化的關(guān)系式 (2) (2) 位置隨時(shí)間變化的關(guān)系式。位置隨時(shí)間變化的關(guān)系式。 dtvdadttavd)(tdtttv

25、0)32(3)（332ttdttavd)(tvdttavd03)(332ttvdtrdvdttvrddttvrd)()(tdttttx02)33(10)(103233123ttttrdttvrd010)(物理學(xué)研究問(wèn)題的一個(gè)最基本模式物理學(xué)研究問(wèn)題的一個(gè)最基本模式如何研究我們的研究對(duì)象？如何研究我們的研究對(duì)象？引入物理量來(lái)研究我們引入物理量來(lái)研究我們的研究對(duì)象，及其間關(guān)系的研究對(duì)象，及其間關(guān)系給出這些物理量是給出這些物理量是如何變化的如何變化的定義，推導(dǎo)定義，推導(dǎo)由實(shí)踐總結(jié)出由實(shí)踐總結(jié)出物理定律物理定律理論的理論的兩個(gè)兩個(gè)層面層面運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)理論的兩理論的兩個(gè)層面?zhèn)€層面質(zhì)點(diǎn)運(yùn)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)

26、動(dòng)學(xué)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)力學(xué)引入物理量來(lái)引入物理量來(lái)描述我們的研描述我們的研究對(duì)象并給出究對(duì)象并給出它們之間關(guān)系它們之間關(guān)系建立定律來(lái)給建立定律來(lái)給出這些物理出這些物理量是如何隨時(shí)量是如何隨時(shí)間變化間變化如何研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)？如何研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)？形成了一個(gè)形成了一個(gè)理論體系框架理論體系框架這個(gè)模式貫穿于整個(gè)物理學(xué)中這個(gè)模式貫穿于整個(gè)物理學(xué)中物理學(xué)研究問(wèn)題的一個(gè)最基本模式物理學(xué)研究問(wèn)題的一個(gè)最基本模式一點(diǎn)啟示一點(diǎn)啟示你在學(xué)習(xí)人家理論時(shí)：注意人家是引入了什么變量你在學(xué)習(xí)人家理論時(shí)：注意人家是引入了什么變量來(lái)描述這一問(wèn)題的，這一變量隨時(shí)間變化的定律或來(lái)描述這一問(wèn)題的，這一變量隨時(shí)間變化的定律或原理是哪

27、個(gè)？原理是哪個(gè)？使所學(xué)知識(shí)有系統(tǒng)性使所學(xué)知識(shí)有系統(tǒng)性當(dāng)你做研究的時(shí)候：也應(yīng)該效仿這一點(diǎn)，引入一個(gè)變當(dāng)你做研究的時(shí)候：也應(yīng)該效仿這一點(diǎn)，引入一個(gè)變量來(lái)描述所研究的問(wèn)題，之后建立個(gè)理論來(lái)給出這個(gè)量來(lái)描述所研究的問(wèn)題，之后建立個(gè)理論來(lái)給出這個(gè)變量是如何（隨時(shí)間或空間）變化的，一旦你的這個(gè)變量是如何（隨時(shí)間或空間）變化的，一旦你的這個(gè)做法被人接受做法被人接受 ，你可就做出了重大貢獻(xiàn)，你可就做出了重大貢獻(xiàn)下的表示加速度在自然坐標(biāo)系速度，切向加速度和法向加5kdtzdjdtydidtxddtrddtvda22222222有些問(wèn)題用它解決不方便有些問(wèn)題用它解決不方便ABAAnBnBCS兩軸向方向?yàn)樽匀蛔鳂?biāo)系

28、的的法方向和垂直與切線方向點(diǎn)軌道的切線我們選點(diǎn)到點(diǎn)從沿路徑如圖一質(zhì)點(diǎn)P,BACP用 表示沿軌道切向指向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向的的單位矢量, 用 表示沿軌道法向并指向曲率中心的單位矢量。n自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系dtdvdtdvanavdtdv22nvadtdva nntaa22ntaaa222vdtdv度的推導(dǎo)切向加速度和法向加速ABAAnBnBCS 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)Sxyzop 我們假定參考系我們假定參考系S和和S,各對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸在運(yùn)動(dòng)中始終各對(duì)應(yīng)坐標(biāo)軸在運(yùn)動(dòng)中始終保持平行。對(duì)空間保持平行。對(duì)空間P點(diǎn)點(diǎn), 它它sssppsrrrsssppsvvvsssppsaaaSsprpsrssrzyo這組變換稱(chēng)為：伽俐

29、略變換這組變換稱(chēng)為：伽俐略變換 利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)解決問(wèn)題三步驟利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)解決問(wèn)題三步驟sssppsvvv1，由題意確定求誰(shuí)對(duì)誰(shuí)的速度，并由相應(yīng)邏輯關(guān)，由題意確定求誰(shuí)對(duì)誰(shuí)的速度，并由相應(yīng)邏輯關(guān)系寫(xiě)出相對(duì)運(yùn)動(dòng)公式系寫(xiě)出相對(duì)運(yùn)動(dòng)公式2，建立坐標(biāo)系統(tǒng)，由題意確定找出已知速度，并，建立坐標(biāo)系統(tǒng)，由題意確定找出已知速度，并寫(xiě)出矢量表示寫(xiě)出矢量表示3，代入相對(duì)運(yùn)動(dòng)公式求解，代入相對(duì)運(yùn)動(dòng)公式求解 解解 ： 例題例題4 一人騎自行車(chē)以速率一人騎自行車(chē)以速率v向正西行駛，今有風(fēng)以向正西行駛，今有風(fēng)以相同速率向南偏東相同速率向南偏東300方向吹，試問(wèn)：人感到的風(fēng)速大方向吹，試問(wèn)：人感到的風(fēng)速大小是多少？風(fēng)從哪個(gè)方向吹

30、來(lái)？小是多少？風(fēng)從哪個(gè)方向吹來(lái)？風(fēng)人Vi vV人地xy東北風(fēng)地V)30cos30(sinjivVoo風(fēng)地j vi vV2323風(fēng)人人地V風(fēng)人V人地風(fēng)地VV質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)力學(xué)建立定律來(lái)給建立定律來(lái)給出這些物理出這些物理量是如何隨時(shí)量是如何隨時(shí)間變化間變化研究質(zhì)點(diǎn)的研究質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) 牛頓三大定律牛頓三大定律顧一，牛頓定律的歷史回運(yùn)動(dòng)的原因是什么？恒定速度所必須一個(gè)恒定力是產(chǎn)生一個(gè)物體最終會(huì)靜止下來(lái)。也即：沒(méi)有力的作用下F通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，我們就能得到與以往不同的結(jié)論通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)，我們就能得到與以往不同的結(jié)論第一節(jié)：牛頓定律 二，牛頓第一定律性定律的性質(zhì)叫慣性

31、。也叫慣狀態(tài)不變）任何物體保持其運(yùn)動(dòng)說(shuō)明：（1區(qū)別）靜止與恒定速度沒(méi)有（3沒(méi)有區(qū)別。但合力為零的情形）不存在外力與有外力（4任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),直到外直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。 物體運(yùn)動(dòng)的原因。的原因，而是改變）力不是維持物體運(yùn)動(dòng)（2給力下了定義給力下了定義 三，牛頓第二定律三，牛頓第二定律 一個(gè)物體在外力作用下所產(chǎn)生的加速度大小與合外一個(gè)物體在外力作用下所產(chǎn)生的加速度大小與合外力成正比，與物體質(zhì)量成反比力成正比，與物體質(zhì)量成反比,其方向與所受的合外力其方向與所受的合外力的方向相同。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為的方

32、向相同。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為amFaABggamF這個(gè)加速度是相對(duì)什么參考系的？這個(gè)加速度是相對(duì)什么參考系的？定律是不成立的，參考系來(lái)說(shuō)，牛頓第二在相對(duì)地球有加速度的否則就是非慣性系?？枷捣Q(chēng)之為慣性系牛頓第二定律成立的參說(shuō)明說(shuō)明1：慣性系的概念：慣性系的概念系應(yīng)由實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)一個(gè)參考系是否為慣性嚴(yán)格的慣性系存在么？嚴(yán)格的慣性系存在么？這里又非常生動(dòng)地體現(xiàn)了這里又非常生動(dòng)地體現(xiàn)了物理學(xué)近似處理問(wèn)題的思想物理學(xué)近似處理問(wèn)題的思想種特殊情況二定律的一牛頓第一定律是牛頓第amF說(shuō)明說(shuō)明2：牛頓第一定律的價(jià)值：牛頓第一定律的價(jià)值任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)狀態(tài),直

33、到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。直到外力迫使它改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為止。 1實(shí)質(zhì)是對(duì)參考系的表述，實(shí)質(zhì)是對(duì)參考系的表述，2并指出了任何物體并指出了任何物體都具有的內(nèi)稟屬性：都具有的內(nèi)稟屬性：“慣性慣性”，3力的定義。力的定義。amF說(shuō)明說(shuō)明3：牛頓第二定律的價(jià)值：牛頓第二定律的價(jià)值積分)(tv初始條件積分)(tr初始條件有了牛頓第二定律，通過(guò)分析質(zhì)點(diǎn)所受到的外力，最有了牛頓第二定律，通過(guò)分析質(zhì)點(diǎn)所受到的外力，最終得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何隨時(shí)間的變化，從而實(shí)現(xiàn)了終得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何隨時(shí)間的變化，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述)(ta由牛頓第二由牛頓第二定律得到：定律得到：牛頓第三定律牛頓第三定律

34、（作用力與反作用力定律）（作用力與反作用力定律） 兩物體之間的兩物體之間的作用力和反作用力，大小相等、方向相反作用力和反作用力，大小相等、方向相反,且且在同一直線上。在同一直線上。三定律間的關(guān)系三定律間的關(guān)系相互獨(dú)立，相互獨(dú)立，共同構(gòu)成了共同構(gòu)成了一個(gè)完備的、一個(gè)完備的、有機(jī)的整體有機(jī)的整體第一定律實(shí)質(zhì)是對(duì)參考系的表述，第一定律實(shí)質(zhì)是對(duì)參考系的表述，并指出了任何物體都具有的內(nèi)稟屬并指出了任何物體都具有的內(nèi)稟屬性：性：“慣性慣性”第二定律是核心，給出了力、質(zhì)第二定律是核心，給出了力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系量和加速度之間的關(guān)系第三定律，為物體的受力第三定律，為物體的受力分析提供了基礎(chǔ)分析提供了基礎(chǔ)

35、解題步驟五，牛頓定律的應(yīng)用：一，選取研究對(duì)象二，分析受力情況二，分析受力情況三，建立坐標(biāo)系，列方程求結(jié)果三，建立坐標(biāo)系，列方程求結(jié)果（注意把（注意把 隱含的條件找出來(lái)）隱含的條件找出來(lái)）四，進(jìn)行必要的討論四，進(jìn)行必要的討論 例題例題5 如圖所示，在質(zhì)量為如圖所示，在質(zhì)量為M、傾角為、傾角為 的的光滑光滑斜面上放置一質(zhì)量為斜面上放置一質(zhì)量為m的物體，要使物體的物體，要使物體m相對(duì)斜相對(duì)斜面靜止，水平推力面靜止，水平推力F應(yīng)為多大？（設(shè)斜面與地面間應(yīng)為多大？（設(shè)斜面與地面間的摩擦可以忽略）的摩擦可以忽略） FmgNMmxyNsin=ma MasinNFgtg)mM(a )mM(F解得 a=g.tg

36、 aM平向右的加速度為水設(shè)兩者相對(duì)靜止時(shí)Ncos-mg=0 物理學(xué)的基本觀念下面要講的內(nèi)容是我們學(xué)習(xí)和做研究必須知道的。必須具備的科學(xué)素質(zhì)必須具備的科學(xué)素質(zhì)什么是定律？什么是原理？什么是定理？什么是定律？什么是原理？什么是定理？理論的來(lái)源什么是原理？什么是定律？什么是定理？什么是原理？什么是定律？什么是定理？要回答這個(gè)問(wèn)題，我們從其來(lái)源，檢驗(yàn)的角要回答這個(gè)問(wèn)題，我們從其來(lái)源，檢驗(yàn)的角度來(lái)闡述它們之間的相互關(guān)系度來(lái)闡述它們之間的相互關(guān)系幾何學(xué)幾何學(xué)公理公理定理定理物理學(xué)物理學(xué)定律（原理）定律（原理）定理定理地位上地位上物理學(xué)中的定理是由物理定律（原理）經(jīng)過(guò)物理學(xué)中的定理是由物理定律（原理）經(jīng)過(guò)嚴(yán)

37、密的邏輯推導(dǎo)而得到的，嚴(yán)密的邏輯推導(dǎo)而得到的， 而物理學(xué)中的定律（原理）則來(lái)源于實(shí)而物理學(xué)中的定律（原理）則來(lái)源于實(shí)踐，是由實(shí)踐總結(jié)而來(lái)的踐，是由實(shí)踐總結(jié)而來(lái)的 理論的來(lái)源理論的來(lái)源理論來(lái)源于實(shí)踐理論來(lái)源于實(shí)踐物理學(xué)的理論體系好比一棵大樹(shù)，定律就是它物理學(xué)的理論體系好比一棵大樹(shù)，定律就是它的根，由定律推導(dǎo)而來(lái)的定理就好比它的干和的根，由定律推導(dǎo)而來(lái)的定理就好比它的干和枝，而人們的實(shí)踐活動(dòng)則是其生存的土壤，區(qū)枝，而人們的實(shí)踐活動(dòng)則是其生存的土壤，區(qū)分不清楚哪些是它的根，哪些是它的干和枝，分不清楚哪些是它的根，哪些是它的干和枝，自然就很難把握好物理學(xué)的知識(shí)體系，也很難自然就很難把握好物理學(xué)的知識(shí)體

38、系，也很難用好它來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及在原有理論用好它來(lái)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題以及在原有理論基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新 認(rèn)清物理學(xué)的理論體系認(rèn)清物理學(xué)的理論體系為什么一個(gè)物體在外力作用下所產(chǎn)生加速度的大小與合為什么一個(gè)物體在外力作用下所產(chǎn)生加速度的大小與合外力成正比，與物體質(zhì)量成反比？外力成正比，與物體質(zhì)量成反比？不能對(duì)基本原理問(wèn)為什么，不能對(duì)基本原理問(wèn)為什么，也不能去論證基本原理也不能去論證基本原理對(duì)基本原理不能問(wèn)為什么對(duì)基本原理不能問(wèn)為什么物理學(xué)不講理物理學(xué)不講理理論的來(lái)源理論的來(lái)源糾正一個(gè)錯(cuò)誤觀念糾正一個(gè)錯(cuò)誤觀念?lèi)?ài)因斯坦論述的光速不變，而愛(ài)因斯坦并未解釋為什么愛(ài)因斯坦論述的光速不變，而愛(ài)

39、因斯坦并未解釋為什么還是光速不變。還是光速不變。 理論的檢驗(yàn)理論的檢驗(yàn)實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐是檢驗(yàn)理論的唯一標(biāo)準(zhǔn)物理定律是由實(shí)踐總結(jié)而來(lái)的，物理定律是由實(shí)踐總結(jié)而來(lái)的，其正確與否也由實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，也其正確與否也由實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)，也就是說(shuō)物理定律以及它的一系列就是說(shuō)物理定律以及它的一系列推論是否與客觀實(shí)際相符，這是推論是否與客觀實(shí)際相符，這是檢驗(yàn)物理定律的唯一標(biāo)準(zhǔn)。檢驗(yàn)物理定律的唯一標(biāo)準(zhǔn)。 我們最值得信賴的是實(shí)踐，而不是人們頭腦中長(zhǎng)期形我們最值得信賴的是實(shí)踐，而不是人們頭腦中長(zhǎng)期形成的共識(shí)，更不是學(xué)術(shù)權(quán)威的言論，甚至也不是人們成的共識(shí)，更不是學(xué)術(shù)權(quán)威的言論，甚至也不是人們長(zhǎng)久以來(lái)都堅(jiān)信的某些原理

40、或定律。倘若敬畏傳統(tǒng)、長(zhǎng)久以來(lái)都堅(jiān)信的某些原理或定律。倘若敬畏傳統(tǒng)、敬畏權(quán)威，難免被束縛敬畏權(quán)威，難免被束縛住思想。只有在實(shí)踐是檢驗(yàn)理論唯一標(biāo)準(zhǔn)這一思想的住思想。只有在實(shí)踐是檢驗(yàn)理論唯一標(biāo)準(zhǔn)這一思想的指引下，才能使我們有更多的創(chuàng)新指引下，才能使我們有更多的創(chuàng)新 我們最相信誰(shuí)？我們最相信誰(shuí)？理論的發(fā)展過(guò)程是怎么樣的呢？理論的發(fā)展過(guò)程是怎么樣的呢？理論的發(fā)展過(guò)程是漸進(jìn)的理論的發(fā)展過(guò)程是漸進(jìn)的人類(lèi)的實(shí)踐活動(dòng)會(huì)受到一定時(shí)期客觀條件的限制，所以人類(lèi)的實(shí)踐活動(dòng)會(huì)受到一定時(shí)期客觀條件的限制，所以人們的實(shí)踐活動(dòng)是會(huì)因物質(zhì)技術(shù)手段的不斷提高而逐步人們的實(shí)踐活動(dòng)是會(huì)因物質(zhì)技術(shù)手段的不斷提高而逐步深入的、由淺入深的

41、，深入的、由淺入深的，人們就需要對(duì)這些物理定律加以修正甚至提出新的假說(shuō)，人們就需要對(duì)這些物理定律加以修正甚至提出新的假說(shuō)，新的假說(shuō)經(jīng)的起實(shí)踐的檢驗(yàn)并被人們廣泛接受就成為新新的假說(shuō)經(jīng)的起實(shí)踐的檢驗(yàn)并被人們廣泛接受就成為新的物理定律。所以人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)是一個(gè)漸進(jìn)的的物理定律。所以人們對(duì)客觀事物的認(rèn)識(shí)是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程。過(guò)程。 這就導(dǎo)致在物理定律在一定時(shí)期內(nèi)與人們的實(shí)踐相符，這就導(dǎo)致在物理定律在一定時(shí)期內(nèi)與人們的實(shí)踐相符，但隨著新現(xiàn)象、新實(shí)驗(yàn)的不斷涌現(xiàn)，與這些物理定律不但隨著新現(xiàn)象、新實(shí)驗(yàn)的不斷涌現(xiàn)，與這些物理定律不相符的物理現(xiàn)象就可能會(huì)被人們發(fā)現(xiàn)相符的物理現(xiàn)象就可能會(huì)被人們發(fā)現(xiàn) 諸如光電效應(yīng)等

42、一大批物理現(xiàn)象與當(dāng)時(shí)的物理學(xué)產(chǎn)生諸如光電效應(yīng)等一大批物理現(xiàn)象與當(dāng)時(shí)的物理學(xué)產(chǎn)生了對(duì)立，正是這些當(dāng)時(shí)的物理學(xué)無(wú)法解釋的現(xiàn)象導(dǎo)致了對(duì)立，正是這些當(dāng)時(shí)的物理學(xué)無(wú)法解釋的現(xiàn)象導(dǎo)致了量子力學(xué)和相對(duì)論的誕生了量子力學(xué)和相對(duì)論的誕生， 可以肯定地說(shuō)，隨著人們實(shí)踐活動(dòng)的深入，量子力學(xué)可以肯定地說(shuō)，隨著人們實(shí)踐活動(dòng)的深入，量子力學(xué)和相對(duì)論所不能解釋的物理現(xiàn)象也必將會(huì)出現(xiàn)，能夠和相對(duì)論所不能解釋的物理現(xiàn)象也必將會(huì)出現(xiàn)，能夠解釋這些新現(xiàn)象的新理論、新定律也將會(huì)隨之誕生。解釋這些新現(xiàn)象的新理論、新定律也將會(huì)隨之誕生。理論的發(fā)展過(guò)程是漸進(jìn)的理論的發(fā)展過(guò)程是漸進(jìn)的只能接近客觀真理只能接近客觀真理所有的理論只不過(guò)是暫時(shí)的假

43、設(shè)所有的理論只不過(guò)是暫時(shí)的假設(shè)把原有理論當(dāng)作把原有理論當(dāng)作“圣經(jīng)圣經(jīng)”，認(rèn)為其所反映的就是，認(rèn)為其所反映的就是客觀世界的本來(lái)面目，就不可能敢于對(duì)原有理客觀世界的本來(lái)面目，就不可能敢于對(duì)原有理論有所突破并創(chuàng)立新的理論，我們對(duì)客觀世界論有所突破并創(chuàng)立新的理論，我們對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)也就會(huì)蹣跚不前的認(rèn)識(shí)也就會(huì)蹣跚不前 看清理論的本來(lái)面目看清理論的本來(lái)面目敢于破舊立新敢于破舊立新所有的理論只不過(guò)是暫時(shí)的假設(shè)所有的理論只不過(guò)是暫時(shí)的假設(shè)評(píng)價(jià)理論的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)理論的標(biāo)準(zhǔn)1 ，有實(shí)踐基礎(chǔ)，有實(shí)踐基礎(chǔ)2 ，應(yīng)用范圍廣，應(yīng)用范圍廣3，邏輯簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便，邏輯簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便(基本假設(shè)要滿足獨(dú)立性，基本假設(shè)要滿足獨(dú)立性，

44、完備性）完備性）續(xù)：物理學(xué)的基本思想如何評(píng)價(jià)理論的好壞？如何評(píng)價(jià)理論的好壞？一個(gè)理論存在自身的缺欠以及對(duì)一些事實(shí)和現(xiàn)象一個(gè)理論存在自身的缺欠以及對(duì)一些事實(shí)和現(xiàn)象不能給予很好地解釋都不妨礙我們應(yīng)用它來(lái)解決不能給予很好地解釋都不妨礙我們應(yīng)用它來(lái)解決問(wèn)題，也不能因此就否定這個(gè)理論問(wèn)題，也不能因此就否定這個(gè)理論我們?cè)谠u(píng)價(jià)一個(gè)理論時(shí)要注意：我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)理論的好壞，不是看這個(gè)理論是否應(yīng)我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)理論的好壞，不是看這個(gè)理論是否應(yīng)用了多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，更不是看這個(gè)理論是否用了多么復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具，更不是看這個(gè)理論是否高深莫測(cè)，那些邏輯簡(jiǎn)單并且解決問(wèn)題方便的理論高深莫測(cè)，那些邏輯簡(jiǎn)單并且解決問(wèn)題方便的理論才是

45、值得我們推崇的。才是值得我們推崇的。倘若我們?cè)谘芯啃聠?wèn)題、建立新理論時(shí)故弄玄虛，倘若我們?cè)谘芯啃聠?wèn)題、建立新理論時(shí)故弄玄虛，把問(wèn)題搞得復(fù)雜難懂，理論有了一些問(wèn)題就徹底否把問(wèn)題搞得復(fù)雜難懂，理論有了一些問(wèn)題就徹底否定，而不顧其可取的一面，那么這些行為都是不可定，而不顧其可取的一面，那么這些行為都是不可取的，取的， 物理學(xué)的基本思想小結(jié)理論的來(lái)源理論的來(lái)源理論的檢驗(yàn)理論的檢驗(yàn)理論的發(fā)展理論的發(fā)展理論的評(píng)價(jià)理論的評(píng)價(jià)思考題：思考題：有人把和這些思想相符的理論有人把和這些思想相符的理論稱(chēng)之為科學(xué)，你認(rèn)為呢？稱(chēng)之為科學(xué)，你認(rèn)為呢？如果認(rèn)為是，那儒學(xué)算科學(xué)么？如果認(rèn)為是，那儒學(xué)算科學(xué)么？中醫(yī)學(xué)算科學(xué)么？中

46、醫(yī)學(xué)算科學(xué)么？（譚暑生）（譚暑生）標(biāo)準(zhǔn)時(shí)空論的基本假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)空論的基本假設(shè)1絕對(duì)參考系原理：在所有慣性系中存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)絕對(duì)參考系原理：在所有慣性系中存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的慣性參考系，在這個(gè)參考系中單程光速是各向的慣性參考系，在這個(gè)參考系中單程光速是各向同性的。同性的。2回路平均光速不變?cè)恚涸谌魏螒T性系中，光在真回路平均光速不變?cè)恚涸谌魏螒T性系中，光在真空中沿任何一個(gè)閉合回路速度的平均值為空中沿任何一個(gè)閉合回路速度的平均值為C，它與光，它與光源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和空間方位無(wú)關(guān)源的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和空間方位無(wú)關(guān)3，任何慣性系中都不存在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的上限，任何慣性系中都不存在物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的上限4，新時(shí)空變換在低速下必須還原為伽

47、利略變換，新時(shí)空變換在低速下必須還原為伽利略變換請(qǐng)大家辨析：這個(gè)理論有什么不妥么？請(qǐng)大家辨析：這個(gè)理論有什么不妥么？三個(gè)基本三個(gè)基本三個(gè)基本三個(gè)基本基本方法：理想模型基本方法：理想模型基本模式：理論的兩個(gè)層次基本模式：理論的兩個(gè)層次基本觀念：理論的來(lái)源、檢驗(yàn)、基本觀念：理論的來(lái)源、檢驗(yàn)、發(fā)展、評(píng)價(jià)發(fā)展、評(píng)價(jià)牛頓定律在平動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用牛頓定律在平動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用0 FF慣amFa慣體上加上一個(gè)假想力：在物的平動(dòng)非慣性系，但須為加速度牛頓第二定律可適用于力和參考系無(wú)關(guān)力和參考系無(wú)關(guān)amF小球受到的力小球受到的力amF慣假象小球假象小球受到的力受到的力Amka實(shí)力的矢量和的物體所受到的所有真表

48、示質(zhì)量為的平動(dòng)非慣性系，加速度為mFaamFFa慣表述為：定律的非慣性系中牛頓第二在加速度為性系中的加速度為物體在非慣a物慣a非對(duì)慣物非物慣aaaaa續(xù)：牛頓定律在平動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用續(xù)：牛頓定律在平動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用amF慣假象小球假象小球受到的力受到的力amFFa慣表述為：定律的非慣性系中牛頓第二在加速度為物理學(xué)處理問(wèn)題的靈活性物理學(xué)處理問(wèn)題的靈活性amF慣假象小球假象小球受到的力受到的力沒(méi)有做不到，只有想不到?jīng)]有做不到，只有想不到這里的處理問(wèn)題做法，值這里的處理問(wèn)題做法，值得好好體會(huì)得好好體會(huì)AmkaoVvmF2科里奧利amFFF科里奧利離心慣V牛頓定律在轉(zhuǎn)動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用牛頓定律在轉(zhuǎn)

49、動(dòng)非慣性系下的應(yīng)用02rrmF離心慣2.2 動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律一，動(dòng)量vmpzzyyxxzyxmvpmvpmvpkpjpipp,和參考系有關(guān)的物理量和參考系有關(guān)的物理量一個(gè)非常有活力的描述一個(gè)非常有活力的描述質(zhì)點(diǎn)狀態(tài)的物理量質(zhì)點(diǎn)狀態(tài)的物理量質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述的描述質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)引入物理量，來(lái)描引入物理量，來(lái)描述我們的研究對(duì)象，述我們的研究對(duì)象，并給出這些量之間并給出這些量之間的關(guān)系的關(guān)系建立定律來(lái)給建立定律來(lái)給出這些物理出這些物理量是如何隨時(shí)量是如何隨時(shí)間變化間變化回顧研究問(wèn)題的基本模式vmp二二 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理2211,ptptpFavm時(shí)刻動(dòng)量

50、為時(shí)刻動(dòng)量為動(dòng)量合外力加速度表示的物體速度用一個(gè)質(zhì)量為dtvdaamFdtvmdF)(pddtF122121pppddtFppttdtpd牛頓定律牛頓定律原始形式原始形式21ttdtFI沖量：質(zhì)點(diǎn)所受到的合外力的沖量等于動(dòng)量的增量質(zhì)點(diǎn)所受到的合外力的沖量等于動(dòng)量的增量此即質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理此即質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)量定理p1221pppdIpp122121pppddtFpptt續(xù)：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理續(xù)：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理說(shuō)明：（說(shuō)明：（1）牛頓第二定律與動(dòng)量定理）牛頓第二定律與動(dòng)量定理力的瞬時(shí)效應(yīng)力的瞬時(shí)效應(yīng)力的時(shí)間累積效應(yīng)力的時(shí)間累積效應(yīng)Fdtpd同一規(guī)律不同表現(xiàn)形式同一規(guī)律不同表現(xiàn)形式說(shuō)明說(shuō)明（2）慣性系下慣性系下 成

51、立成立（3）沖量是矢量）沖量是矢量122112211221zzttzzyyttyyxxttxxppdtFIppdtFIppdtFIp1221pppdIpp續(xù)：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理續(xù)：質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量定理21ttdtFI沖量：100)23(vmvmdtit解解 由動(dòng)量定理：的作用，初速度 ；求第1秒末物體的速度。例題例題1一物體質(zhì)量m=2kg, 受合外力 (SI)完成積分得：jiv22 jv2itF)23( 內(nèi)力內(nèi)力系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力系統(tǒng)內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)間的相互作用力外力外力系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的作用力系統(tǒng)以外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的作用力 三三 質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理m1mimnFnfinF1Fifn

52、if1ifi1f1nfn1質(zhì)點(diǎn)系及內(nèi)力與外力質(zhì)點(diǎn)系及內(nèi)力與外力 設(shè)系統(tǒng)有設(shè)系統(tǒng)有N個(gè)物體個(gè)物體,如圖所示如圖所示用用 等表示系統(tǒng)內(nèi)物體等表示系統(tǒng)內(nèi)物體Nfff12112.,別表示系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體別表示系統(tǒng)外的物體對(duì)系統(tǒng)內(nèi)物體作用的外力的合力作用的外力的合力間相互作用的內(nèi)力間相互作用的內(nèi)力;用用 分分NFFF.,21合外力？合外力？10111141312).(10PPdtFffffNtt20222242321).(10PPdtFffffNtt01331).(10NNNNNNNttNPPdtFffffiiP內(nèi)力成對(duì)出現(xiàn)，結(jié)果全部抵消內(nèi)力成對(duì)出現(xiàn)，結(jié)果全部抵消質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理的推導(dǎo)質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)

53、量定理的推導(dǎo)m1mimnFnfinF1Fifnif1ifi1f1nfn1dtFttii 10)(iiP0 這就是質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理這就是質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理,它它表明系統(tǒng)所受的合外力的沖量表明系統(tǒng)所受的合外力的沖量等于系統(tǒng)總動(dòng)量的增量。等于系統(tǒng)總動(dòng)量的增量。 iiiittiiPPdtF010質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理這個(gè)定理充分顯示了這個(gè)定理充分顯示了動(dòng)量這個(gè)概念的優(yōu)勢(shì)動(dòng)量這個(gè)概念的優(yōu)勢(shì)m1mimnFnfinF1Fifnif1ifi1f1nfn1 動(dòng)量守恒定律動(dòng)量守恒定律 這就是說(shuō)這就是說(shuō),當(dāng)質(zhì)點(diǎn)系所受的合外力為零時(shí)當(dāng)質(zhì)點(diǎn)系所受的合外力為零時(shí),這一質(zhì)點(diǎn)這一質(zhì)點(diǎn)系的總動(dòng)量就保持不變。這一結(jié)論叫做

54、動(dòng)量守恒定系的總動(dòng)量就保持不變。這一結(jié)論叫做動(dòng)量守恒定律。律。 如果質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理，如果：如果質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量定理，如果：0iiF00iiiiPPiiP常矢量常矢量動(dòng)量守恒是關(guān)于自然界一切動(dòng)量守恒是關(guān)于自然界一切過(guò)程的一條基本的定律過(guò)程的一條基本的定律泛應(yīng)用也遠(yuǎn)比牛頓定律廣頓定律，其成立與否，不依賴牛幾點(diǎn)說(shuō)明幾點(diǎn)說(shuō)明: (1)慣性系下慣性系下成立成立 2關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的條件 系統(tǒng)不受外力系統(tǒng)不受外力 系統(tǒng)受外力，但矢量和為零系統(tǒng)受外力，但矢量和為零 內(nèi)力內(nèi)力外力外力(如爆炸如爆炸 、短時(shí)間內(nèi)的碰撞）、短時(shí)間內(nèi)的碰撞）0iiF 由此可見(jiàn)由此可見(jiàn),如果質(zhì)點(diǎn)系沿某坐標(biāo)方向所受的

55、合外力如果質(zhì)點(diǎn)系沿某坐標(biāo)方向所受的合外力為零為零,則沿此坐標(biāo)方向的總動(dòng)量守恒。則沿此坐標(biāo)方向的總動(dòng)量守恒。iiiiii FX =0, 則 pix=常量 Fy =0, 則 piy=常量 Fz =0 , 則 piz=常量 動(dòng)量守恒表示式是矢量關(guān)系式。在實(shí)際問(wèn)題中動(dòng)量守恒表示式是矢量關(guān)系式。在實(shí)際問(wèn)題中,常常應(yīng)用其沿坐標(biāo)軸的分量式應(yīng)用其沿坐標(biāo)軸的分量式: 00iiiiPP 3關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的應(yīng)用關(guān)于系統(tǒng)動(dòng)量守恒的應(yīng)用 火箭飛行原理火箭飛行原理質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的應(yīng)用質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量定理的應(yīng)用，速度為，氣體相對(duì)火箭的內(nèi)噴出的氣體質(zhì)量，在這段時(shí)間速度為質(zhì)量為時(shí)刻，速度為時(shí)刻箭體質(zhì)量為udmdVVdMMdttVM

56、txF火箭系統(tǒng)所受合外力為dmdM并有箭地氣箭氣地VVVVuuV 則氣體相對(duì)地面的速度對(duì)火箭系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量定理：對(duì)火箭系統(tǒng)應(yīng)用動(dòng)量定理：Fdtx,uV 則氣體相對(duì)地面的速度)(uVdmMV)(dVVdMM，速度為，氣體相對(duì)火箭的內(nèi)噴出的氣體質(zhì)量，在這段時(shí)間速度為質(zhì)量為時(shí)刻，速度為時(shí)刻箭體質(zhì)量為udmdVVdMMdttVMtdVdMVdMMdVMVudmVdmMVudmVdmVdMMdVudmMdV dmdM火箭的動(dòng)力學(xué)方程火箭的動(dòng)力學(xué)方程udMMdVFdtFdt)(uVdmMV)(dVVdMMudMMdVFdt火箭運(yùn)動(dòng)方程的近似解火箭運(yùn)動(dòng)方程的近似解udMMdVMgdtdMMudVgdtt0v0

57、MM0MVtM量為，質(zhì)，速度為意時(shí)刻，則任箭體質(zhì)量度為時(shí)刻，速設(shè)初始時(shí)刻為000假設(shè)只受到重力，假設(shè)只受到重力，忽略空氣阻力忽略空氣阻力MMlnuVgt0MMlnuVgt0dMMudVgdtt0v0MM0任意時(shí)刻火箭的速度任意時(shí)刻火箭的速度MMlnugtV0提高火箭提高火箭速度的途速度的途徑有那些？徑有那些？能量守恒第三節(jié)：一能量概念的引入一能量概念的引入各種運(yùn)動(dòng)形式可以相互轉(zhuǎn)化，各種運(yùn)動(dòng)形式可以相互轉(zhuǎn)化，要深入研究各種運(yùn)動(dòng)形式的相互轉(zhuǎn)化，及轉(zhuǎn)要深入研究各種運(yùn)動(dòng)形式的相互轉(zhuǎn)化，及轉(zhuǎn)化過(guò)程的數(shù)量關(guān)系，需要對(duì)運(yùn)動(dòng)的多少進(jìn)行化過(guò)程的數(shù)量關(guān)系，需要對(duì)運(yùn)動(dòng)的多少進(jìn)行定量的表示定量的表示而且存在一定的數(shù)量

58、關(guān)系而且存在一定的數(shù)量關(guān)系我們就用我們就用“能量能量”這一物理量來(lái)表示運(yùn)動(dòng)的多少，這一物理量來(lái)表示運(yùn)動(dòng)的多少，能能量：是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般量度量：是物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的一般量度每一種運(yùn)動(dòng)都有相應(yīng)的能量每一種運(yùn)動(dòng)都有相應(yīng)的能量221mV質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述的描述質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)動(dòng)力學(xué)引入物理量，引入物理量，來(lái)描述我們來(lái)描述我們的研究對(duì)象，的研究對(duì)象，并給出物理量并給出物理量之間的關(guān)系之間的關(guān)系建立定律來(lái)給建立定律來(lái)給出這些物理出這些物理量是如何隨時(shí)量是如何隨時(shí)間變化間變化物理學(xué)研究問(wèn)題的模式物理學(xué)研究問(wèn)題的模式動(dòng)能作為描述動(dòng)能作為描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)多少質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)多少的物理量的物理量是哪個(gè)是哪個(gè)定律

59、？定律？221mV 功的概念功的概念 rdfdAcosFSrFcosrdfbardFAbardF，則移為的作用下直線運(yùn)動(dòng)，位若質(zhì)點(diǎn)在恒力rF充分體現(xiàn)了微積分的優(yōu)勢(shì)充分體現(xiàn)了微積分的優(yōu)勢(shì)bardfdAA力沿著曲線力沿著曲線L的路徑積分的路徑積分 若質(zhì)點(diǎn)受變力若質(zhì)點(diǎn)受變力 作用作用, 沿一曲線沿一曲線L從從a到到bfabrdf說(shuō)明（說(shuō)明（1）功是標(biāo)量）功是標(biāo)量（2）功與參考系有關(guān)）功與參考系有關(guān)bardfdAA 續(xù)：續(xù)： 功的概念功的概念 bardFdAA功的計(jì)算功的計(jì)算2 將整個(gè)過(guò)程分成無(wú)數(shù)小過(guò)程，將整個(gè)過(guò)程分成無(wú)數(shù)小過(guò)程，任取一無(wú)窮小過(guò)程任取一無(wú)窮小過(guò)程1建立坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系的大小和方向和找出

60、該無(wú)窮小過(guò)程中rdf3點(diǎn)乘，然后積分和將rdf4abrdf重力作功重力作功的功，求：此過(guò)程重力所作到達(dá)經(jīng)路徑點(diǎn)從的物體一質(zhì)量為),(,),(,BBAAyxBCyxAmABCDEBArdFAjmgFkdzjdyidxrdmgdyrdF)(BAyymgxyBAyymgdyA 保守力保守力(重力重力,彈性力彈性力,萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力)的功只與的功只與質(zhì)點(diǎn)的始末位置有關(guān)質(zhì)點(diǎn)的始末位置有關(guān),而與路徑形狀無(wú)關(guān)而與路徑形狀無(wú)關(guān)凡是作功具有上述特點(diǎn)的力都叫保守力。否則叫做非凡是作功具有上述特點(diǎn)的力都叫保守力。否則叫做非保保 守力守力保守力的概念保守力的概念LrdF0保物體在該力的作用下，沿任意閉合路徑物體在該力