《大学物理第一章－》课件.pptx

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1、大学物理第一章目录CONTENTS绪论质点和刚体的运动牛顿运动定律动量与角动量动能与势能万有引力定律01绪论CHAPTER物理学的发展对于推动人类科技进步和社会发展具有重要意义，在能源、材料、信息、生物等领域有着广泛的应用。物理学是一门研究物质的基本性质、结构、相互作用以及运动规律的自然科学。其研究对象包括宏观世界的天体、物体运动，以及微观世界的原子、分子等基本粒子。物理学的研究范围非常广泛，涵盖了力、热、声、光、电、磁等多个领域，是其他自然科学学科的基础。物理学的研究对象物理学的实验基础01物理学是一门以实验为基础的学科，实验在物理学的发展中起着至关重要的作用。02通过实验，人们可以观察和验

2、证物理理论，发现新现象和新规律，进一步推动物理学的发展。物理学实验需要精确的测量和数据分析，对于实验设备、实验技术和实验方法的要求很高。0303通过数学模型的建立，人们可以对物理现象进行定量的描述和预测，进一步揭示物理规律和本质。01物理学与数学有着密切的联系，数学是物理学研究的重要工具。02物理学中常用的数学方法包括代数、微积分、微分方程、线性代数、矩阵运算、复变函数、积分变换等。物理学的数学基础02质点和刚体的运动CHAPTER质点运动的基本规律是牛顿第二定律，即F=ma，其中F是作用在质点上的力，m是质点的质量，a是加速度。质点的速度是位置矢量的时间导数，而加速度是速度矢量的时间导数。描

3、述质点在空间中的位置使用坐标系，如直角坐标系、极坐标系和球坐标系。质点运动的基本概念和规律质点的运动刚体是一个理想化的物体，其形状和大小在运动中保持不变。描述刚体转动的物理量有角位移、角速度和角加速度。刚体的转动惯量是描述刚体转动惯性的物理量。刚体的运动可以分为平动和转动。平动是指刚体整体相对于某点的位置不变；转动是指刚体绕某点的角位置不变。刚体的基本性质和运动形式刚体的运动输入标题02010403相对运动相对运动的基本概念和规律当两参考系之间有相对加速度时，需要使用爱因斯坦的相对论原理来描述物体的运动。相对运动是指一个物体相对于另一个物体的运动。相对运动的基本规律是伽利略变换，即当两参考系之

4、间没有相对加速度时，位置和速度的变换关系。03牛顿运动定律CHAPTER总结词描述物体静止和匀速直线运动的规律。详细描述牛顿第一定律，也被称为惯性定律，指出如果没有外力作用，物体会保持其静止状态或匀速直线运动状态不变。这是对物体运动状态的客观描述，不受其他物体的影响。牛顿第一定律总结词描述物体加速度与作用力之间的线性关系。详细描述牛顿第二定律指出，物体的加速度与作用在物体上的力成正比，与物体的质量成反比。公式表示为F=ma，其中F表示作用力，m表示物体的质量，a表示物体的加速度。牛顿第二定律描述力的作用是相互的。总结词牛顿第三定律指出，对于两个相互作用的物体，施加在物体上的力与反作用力大小相等

5、，方向相反，作用在同一条直线上。这是对力的相互作用的客观描述，适用于任何相互作用力的情况。详细描述牛顿第三定律04动量与角动量CHAPTER 动量动量定义动量是描述物体运动状态的物理量，定义为物体的质量与速度的乘积。在物理学中，常用符号p表示动量，单位为千克米/秒（kgm/s）。动量守恒定律在没有外力作用的情况下，封闭系统中的总动量保持不变。这是动量守恒定律的表述，是自然界的基本定律之一。动量的矢量性动量是一个矢量，具有方向和大小。在描述物体的运动状态时，需要明确动量的方向。角动量定义角动量是描述物体转动状态的物理量，定义为物体的质量、速度和位置之间的矢量积。在物理学中，常用符号L表示角动量，

6、单位为千克米/秒（kgm/s）。角动量守恒定律在没有外力矩作用的情况下，封闭系统中的总角动量保持不变。这是角动量守恒定律的表述，也是自然界的基本定律之一。角动量的矢量性角动量是一个矢量，具有方向和大小。在描述物体的转动状态时，需要明确角动量的方向。角动量相互关联性01动量和角动量是相互关联的物理量，它们在描述物体的运动状态时具有重要地位。在分析力学问题时，通常需要同时考虑动量和角动量的守恒定律。应用领域02动量和角动量的概念广泛应用于物理学、天文学、化学和工程学等领域。例如，在分析天体运动、行星轨道、火箭推进和碰撞等问题时，都需要用到动量和角动量的概念。局限性03虽然动量和角动量的守恒定律在许

7、多情况下都适用，但也有一些特殊情况需要考虑其他因素。例如，在分析相对论效应或量子力学问题时，需要采用更复杂的理论框架。动量守恒定律和角动量守恒定律05动能与势能CHAPTER123物体由于运动而具有的能量。动能的大小与物体的质量和速度有关，计算公式为$E_k=frac12mv2$。动能定义合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，即$W=DeltaE_k$。动能定理在相对论中，物体的动能不仅包括物体的平动动能，还包括由于物体的相对论效应而产生的内能。相对论动能动能物体由于位置或弹性形变而具有的能量。势能的大小与物体所处的位置或形变程度有关。势能定义势能分类势能定理根据产生的原因，势能可以分为重力

8、势能、弹性势能、电势能等。合外力对物体所做的功等于物体势能的减少量，即$W=-DeltaE_p$。030201势能合外力对物体所做的功等于物体动能的增量，即$W=DeltaE_k$。动能定理在只有重力或弹力做功的情况下，物体的动能和势能之和保持不变，即$E_k+E_p=恒量$。机械能守恒定律在一定条件下，动能和势能可以相互转化，如自由落体运动中，重力势能转化为动能；弹簧振子中，动能和弹性势能相互转化。动能和势能的转化动能定理与机械能守恒定律06万有引力定律CHAPTER开普勒第一定律行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积

9、。开普勒第三定律行星绕太阳运动的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比。行星运动定律任何两个质点之间都存在引力，其大小与它们质量的乘积成正比，与它们之间的距离的二次方成反比。牛顿万有引力定律表示单位质量所受的引力，是一个有单位的常量。万有引力常数表示任意两个质点之间的引力，公式为F=G*m1*m2/r2。万有引力公式010203万有引力定律人造卫星绕地球运行的最小速度，约为7.9km/s。第一宇宙速度人 造 卫 星 脱 离 地 球 引 力 的 最 小 速 度，约 为11.2km/s。第二宇宙速度人 造 卫 星 脱 离 太 阳 引 力 的 最 小 速 度，约 为16.7km/s。第三宇宙速度宇宙速度和人造卫星