1-1 绪论 参考系 坐标系 物理模型 ~!!

第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型1你将一点一点地掀开物质世界神奇的面纱！欢迎同学们度假回来！第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型2大学物理电子教案湖南理工学院物电学院—刘喜斌老师xbliu0913sina.com第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型3绪论一、物理学的研究对象3、物理学研究的是物质运动最基本、最普遍的形式，包括机械运动、分子热运动、电磁运动、和量子运动等。1、物质的两种形态：实物、场2、物质的普遍属性：物质运动和物质间的相互作用。4、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。5、物理学的目标和成就：研究自然界中最广泛的现象，发明观测自然界的有效实验装置；创立能解释观测到的现象的理论。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型4二、物理学的发展：三次大突破1、17、18世纪，牛顿力学的建立和热力学的发展，有力地推动了其他学科的进展，并引起了第一次工业革命，极大地改变了工业生产的面貌；2、19世纪，在法拉第－麦克斯韦电磁理论的推动下，引起了工业电气化（第二次工业革命）；3、20世纪以来，相对论和量子力学的建立，人们对原子、原子核结构的认识日益深入，人类进入了原子能、电子计算机、自动化、半导体、激光、空间科学等高新技术时代（第三次工业革命）。21世纪：高科技新技术革命－信息、能源、材料科学和生命科学（第四次？革命）。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型5三、物理学与科学思维1.物理学的研究方法物理学中有套获得知识、组织知识和运用知识的有效步骤和方法，其要点可概括为：1）提出命题2）推测答案命题一般是从新的观测事实或实验事实中提炼出来的，也可能是从已有原理中推演出来的。答案可以有不同的层次：建立唯象的物理模型；用已知原理和推测对现象作定性的解释；根据现有理论进行逻辑推理和数学演算，以便对现象作出定量的解释；当新事实与旧理论不符时，提出新的假说和原理去说明它。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型63）理论预言4）实验检验5）修改理论作为一个科学的论断，新的理论必须提出能够为实验所证伪(flasify)的预言。物理学是实验的科学，一切理论最终都要以观测或实验的事实为准则。当一个理论与新的实验事实不符合或不完全符合时，它就面临着修改或被推翻。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型7提出命题修改理论推测答案理论预言实验检验应用演绎法－推理演算归纳法－假设模型定性和半定量直觉想象力洞察力小结：物理学的研究方法第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型8物理学家的1/3激奋在于建立理论1/3激奋在于证实理论1/3激奋在于突破理论爱因斯坦是典范--最令人惊讶的是没有出现令人惊讶的事--2.物理学家的科学态度实验结果与已有理论不符合预示着重大突破令人兴奋第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型9不断地探索未知是物理学家一生的第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型10四、物理学与科学技术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；五、物理学与高素质人才提高科学素质和能力以适应高新技术市场经济的发展现代工业技术工程师类型工程科学家型革新发明家型现场工程专家型管理规划专家型要求良好的科学素质!科学解决理论问题，技术解决实际问题。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型11物理学的思想和观点如建理想化模型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物理素质的表现重视提高科学素质深厚的科学素养是发明创造的基础第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型12大学物理课程的任务把大学生领进物理学的各个领域的大门打开大门并送一枚指南针使之能在物理学展示的五彩缤纷的世界中汲取营养茁壮成长第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型13通过大学物理课程学习,应培养以下能力1.独立获取知识的能力——能够逐步掌握科学的学习方法，独立地阅读相当于大学物理水平的物理类教材、参考书和文献资料，不断地扩展知识面，并能理解其主要内容，写出条理较为清晰的读书笔记、小结或小论文。2.科学思维能力——能够运用物理学的理论和观点，通过分析综合、演绎归纳、科学抽象、类比联想等方法正确分析、研究和计算一般难度的物理问题；能根据单位（量纲）分析、数量级估算、极端情况和特例讨论等，进行定性思考或半定量估算，并判断结果的合理性。3.解决问题的能力——对一些较为简单的实际问题，能够根据问题的性质以及实际需要，抓住主要因素，进行合理的简化，建立相应的物理模型，并用物理语言进行描述，运用所学的物理理论和研究方法，加以解决。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型14通过大学物理课程学习,应培养以下素质1.科学素质——通过课程学习，培养我们追求真理的理想和献身科学的精神，树立现代科学的自然观、宇宙观和辩证唯物主义世界观，并具有科学的成败观和探索科学疑难问题的信心与勇气，培养严谨求实的科学态度和坚忍不拔的科学品格。2.创新精神——通过了解物理学史和物理学家成才经历等，激发求知热情、探索精神和创新欲望，使我们善于思考，勇于实践，敢于向旧观念挑战。3.科学美感——通过引导我们认识物理学中具有的明快简洁、均衡对称、奇异相对、和谐统一等物理学美学特征，培养我们的物理学审美思维，学会用美学去欣赏和研究科学的内在规律，升华我们的情操，唤起我们的求知欲。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型15六、学习大学物理学的意义1.物理学是除数学以外，一切自然科学的基础，是当代工程技术的重大支柱。2.学习大学物理学是提高自身科学素养的需要。一方面为专业课学习打下基础；另一方面提供世界观和方法论的指导。3.怎样学习大学物理学？大学物理学与中学物理的区别：教材、教学方法、教学手段、学习方法、学习目标、学习心理等。大学物理学的数学工具：高等数学。七、内容划分及课时分配八、考核办法第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型16“大学物理学学习指导”赵近芳主编;“普通物理学”一套三册，程守洙,江之永主编;“普通物理学学习指导”，胡盘新主编;“普通物理学教与学参考”一套三册，张智立主编;“基础物理学”上、下册，陆果主编;“物理学教程”一套七册，夏学江，史斌星主编.参考书第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型17力学基础篇伽利略牛顿第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型18本章我们着重阐明以下三个问题：如何描述物体的运动状态。运动学的核心是运动方程。运动的研究，离不开时间和空间。第一章运动的描述(4课时)1-1参考系坐标系物理模型教学内容：1-2运动的描述1-3相对运动第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型19教学要求2.掌握位置矢量、位移、速度、加速度等物理量的概念及其相对性、瞬时性和矢量性等基本特征；4.掌握几种特殊运动中的质点运动规律，能正确运用矢量正交分解法和微积分等数学方法解决问题；1.理解运动描述的相对性、参照系、坐标系以及质点的概念；5.理解相对运动的有关概念和基本计算方法。3.理解质点运动方程的物理意义和作用，会用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度；第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型20一、运动的绝对性和相对性例如，观察表明：v地日＝30kms-1，v日银＝25０kms-1，v银银＝600kms-1这说明，一切运动都是绝对的，因此只有讨论相对意义上的运动才有意义。机械运动是最简单又最基本的运动。人们通常把一个物体相对于另一个物体的位置，或一个物体的某些部分相当于其他部分的位置，随时间而变化的过程，叫做机械运动。运动是物质存在的形式，是物质的固有属性，物质的运动存在于人们的意识之外，这就是运动本身的绝对性。运动描述的相对性：即选不同的参考系，运动的描述是不同的。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型21二、参考系为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系。选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性.要明确描述一个物体的运动，必须选取适当的参考系。v第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型22三、坐标系Pzyxoxyzo'一般在参考系上选定一点作为坐标系的原点，取通过原点并标有长度的线作为坐标轴。直角坐标系：P（x,y,z,t）极坐标系球坐标系柱坐标系……自然坐标系为了把物体在各个时刻相对于参考系的位置定量地表示出来，还需要在参考系上建坐标系。选坐标系可把矢量运算转化为标量运算。第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型23四、物理模型对真实的物理过程和对象，根据所讨论的问题的基本要求对其进行理想化的简化，抽象为可以用数学方法描述的理想模型。（１）明确所提问题；（３）突出主要因素，提出理想模型；“理想模型”是对所考察的问题来说的，不具有绝对意义。（２）分析各种因素在所提问题中的主次；（４）实验验证。关于物理模型的提出第1章运动的描述1–1参考系坐标系物理模型24质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型.目的是为了突出研究对象的主要性质,暂不考虑一些次要的因素。如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理.质点模型物体自身线度l与所研究的物体运动的空间范围r相比可以忽略；或者物体只作平动。