《大学物理教程》课件

大学物理教程欢迎来到大学物理课程本课程将深入探讨物理学的核心概念，涵盖从经典力学到量子力学的广泛主题让我们一起揭开物理世界的奥秘课程简介力学热学12研究物体运动和相互作用的基探讨热能转换和传递的原理本规律电磁学光学与量子力学34分析电场、磁场及其相互关系揭示光的本质和微观世界的奇妙现象力学概述运动学1描述物体运动的数学方法，包括位置、速度和加速度动力学2研究力与运动之间的关系，包括牛顿运动定律静力学3分析平衡状态下的物体，研究力的平衡条件牛顿第一定律惯性定律参考系物体在没有外力作用下，会保持静惯性参考系是观察牛顿第一定律成止或匀速直线运动状态立的重要条件实际应用安全带、桌面魔术等日常现象都体现了惯性原理牛顿第二定律力的定义力是物体运动状态改变的原因加速度物体受力后产生加速度，加速度与力成正比质量物体的质量决定了其对外力的响应程度数学表达F=ma，force等于质量乘以加速度牛顿第三定律作用力与反作用力应用实例当一个物体对另一个物体施加力时，后者也会对前者施加大小相等•火箭推进、方向相反的力•行走原理•游泳前进功和能量能量1系统做功的能力功2力对物体位移所做的工作动能3物体运动所具有的能量势能4物体由于位置或状态而具有的能量能量守恒5能量总量保持不变动量与动量定理动量定义动量守恒质量与速度的乘积，表示物体运动的在没有外力作用下，系统总动量保持数量不变碰撞分析利用动量守恒原理可以分析碰撞过程刚体运动平动转动刚体所有质点做相同的运动刚体绕某一固定轴旋转平面运动角动量平动和转动的组合描述刚体旋转状态的物理量机械振动简谐运动1最简单的周期性往复运动弹簧振子2典型的简谐振动系统单摆3另一种常见的简谐振动阻尼振动4考虑摩擦力等因素的实际振动流体静力学压强帕斯卡定律单位面积上的压力，是流体静力学流体压强在各个方向上大小相等的基本概念阿基米德原理应用浸入流体中的物体受到向上的浮力水利工程、潜水装备、气象学等领域广泛应用流体动力学连续性方程描述流体质量守恒的数学表达式伯努利方程反映流体能量守恒的重要方程流体阻力流体对运动物体的阻碍作用涡流流体中的旋转运动，如漩涡热学概述热学研究对象主要内容•热现象•温度与热量•热过程•热力学定律•热力学系统•热力学过程热量与功热量功物体间传递的能量形式，单位是焦耳力对物体做功，改变系统的内能热功转换热量和功可以相互转换，遵循能量守恒定律热机及循环过程热源1提供热量的高温物体工作物质2进行热循环的物质，如水蒸气冷源3吸收剩余热量的低温物体热效率4输出功与输入热量的比值热学第一定律能量守恒数学表达热力学系统的能量总是守恒的ΔU=Q-W，内能变化等于吸收的热量减去对外做功应用局限性解释各种热力学过程，如等温、等不能解释热量自发从高温向低温流压、等容过程动的现象热学第二定律克劳修斯表述1热量不能自发地从低温物体传到高温物体开尔文表述2不可能从单一热源吸收热量，全部转化为功熵增原理3孤立系统的熵总是增加的不可逆过程4自然界中的大多数过程都是不可逆的电场概述电场1带电粒子周围的空间区域电场强度2描述电场强弱的物理量电场线3用于直观表示电场的虚拟线条高斯定理4描述电场与电荷分布关系的定理静电场库仑定律电偶极子描述点电荷之间相互作用力的基本定律力的大小与电荷量的乘积由大小相等、符号相反的两个点电荷组成的系统在不均匀电场中成正比，与距离的平方成反比会受到力矩作用电势与电势能电势能带电粒子在电场中具有的势能电势单位正电荷在某点的电势能电势差两点之间的电势之差，即电压等势面电势相等的点组成的面电容与电介质电容器电介质储存电荷的装置，由两个导体组成放在电场中会发生极化的绝缘材料电容电容器储存电荷的能力，单位是法拉电流与电路电流定义欧姆定律12单位时间内通过导体横截面的导体中的电流与两端电压成正电量比基尔霍夫定律焦耳定律34描述复杂电路中电流和电压关电流在导体中产生的热量与电系的定律流的平方成正比磁场概述磁场定义磁感应强度运动电荷或电流周围的空间区域描述磁场强弱的物理量，单位是特斯拉磁力线洛伦兹力用于表示磁场方向和强度的虚拟线条磁场对运动电荷的作用力磁场定律毕奥萨伐尔定律-1描述电流元产生磁场的基本定律安培环路定理2描述磁场与电流的关系磁通量3穿过某一面积的磁感应线数量高斯磁通定理4闭合曲面的磁通量恒为零电磁感应法拉第定律磁通量变化产生感应电动势楞次定律感应电流的方向总是阻碍磁通量的变化自感电流变化产生自感电动势互感两个线圈之间的电磁感应现象交流电正弦交流电电阻随时间作正弦变化的电流交流电路中的阻抗元件电感电容储存磁能的元件储存电能的元件电磁波概述电磁波定义1电场和磁场在空间的波动传播麦克斯韦方程组2描述电磁场的基本方程电磁波谱3包括无线电波、微波、红外线、可见光等电磁波应用4通信、医疗、天文观测等领域广泛应用光学概述几何光学波动光学•光的直线传播•光的干涉•反射定律•光的衍射•折射定律•光的偏振光学定律费马原理惠更斯原理光在传播过程中所走的路径使得传播时间最短波阵面上的每一点都可以看作新的波源杨氏双缝干涉光的偏振光的波动性的经典实验光波的振动方向被限制在某一平面内量子力学概述量子1能量的最小单位波粒二象性2微观粒子既有波动性又有粒子性不确定性原理3粒子的位置和动量不能同时精确测量薛定谔方程4描述量子系统状态演化的基本方程量子隧穿5微观粒子穿越经典力学禁区的现象。