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1第1章质点运动学大学物理学西安电子科技大学陕西省《大学物理学》精品课程《大学物理学》课件编制组主编：吴振森2第1章质点运动学大学物理学陕西省《大学物理学》精品课程《大学物理学课件》编制组主编：吴振森参与：李艳辉，周彩霞，张艳艳、白璐本课件是为张三慧主编、清华大学出版社出版的《大学物理学(第3版)》和《大学基础物理学(第2版)》制作的配套课件。它是西安电子科技大学理学院多年来使用该教材多媒体教学的经验总结。本课件制作过程中适当参考了其他相关课件，在此对这些课件的作者表示衷心感谢。课件中相关超链接的动态软件资源，不包含在内。课件按140学时编写，根据教学大纲要求，内容丰富、重点突出。也可作为及其他工科院校本科的多媒体教学及学生课后自学的参考课件。由于编者水平有限，其中难免存在错误与不足之处，敬请使用者批评指正，谢谢！编者2007.103第1章质点运动学物理学最基本的目的是寻求自然界物质运动的统一规律。从物理学诞生之日始，这一目的就从没有改变过。牛顿的引力论和物体运动的力学规律将天体的运动与日常生活中常常见到的现象统一起来；麦克斯韦的电磁理论又将电与磁两类不同的现象统一起来；爱因斯坦花费了他的后半生寻求引力与电磁相互作用的统一理论；电磁相互作用与弱相互作用的统一理论是20世纪60年代末提出，是粒子物理中的标准模型最成功的理论，理论预言电子的反常磁矩与实验数值在精确度高达13位的误差范围内完全一致。科学家已经和正在为寻求包括强相互作用和引力的更大更完美的统一理论进行很多尝试。开场白4第1章质点运动学学习物理，都会从伽利略、笛卡儿和牛顿说起。可那都是几百年前的事了，除非你是科学方法的发烧友，期望得来某种灵感，不然可真提不起精神……，但要说真正让大家感觉到物理的无处不在，那可是20世纪物理学家们的贡献。20世纪中对人类影响最大的三个物理发现原子能、半导体、激光及其应用20世纪最重要的理论进展是“相对论”和“量子力学”。这两个理论彻底改变了人类对时间、空间、宏观和微观的认知。5第1章质点运动学在整个20世纪中，物理学和物理学家在人类探索然奥秘的科学技术发展中起主导作用。然而，在过去的差不多十年里，物理学却好像在彷徨，科技发展潮流也随着大众的兴趣转向了软件工业、通信与信息和生物医学。21世纪作为高科技产业的6T技术将成为新的经济增长点，它包括：IT（信息技术）、BT（生物技术）、NT（纳米技术）、ET（环境、能源技术）、ST（卫星、航空技术）以及CT（数码内容技术）。这些高科技产业建立起来的大厦能离得开物理学这坚实巨大的基础吗？？6第1章质点运动学目前超弦理论的发展被许多著名物理学家预言为是物理学第三次这类革命的开始，这些发展的结果将改变人们的时间和空间观念。近来学术界出现了一个新的概念：「复杂动态系统的偶发性性质」，这概念正是生命科学与物理的共同产物。你们可能越听越胡涂了吧。但总而言之，新事物将从旧的事物中以一种符合逻辑却有不可预料的形式出现，生命需要物理，物理也需要一个新的生命！7第1章质点运动学传统美学理论局限了人们审美认识的视野和美学的思维空间。美不仅仅存在于艺术中。物理学作为科学领域的一重要分支，其科学美贯穿于物理学发展的整个过程中。其中科学理论创造之美和科学实验之美，与哲学和自然美构成了一种和谐与统一。古希腊欧几里德的《几何原本》被誉为“科学史上的艺术品”,爱因斯坦和罗素都曾将它作为神奇的艺术品来阅读欣赏。拉普拉斯可从牛顿力学中“感受到数学的完美性”。玻尔兹曼曾经把麦克斯韦关于气体动力学的论文当作神奇壮美的交响乐来欣赏。8第1章质点运动学爱德布罗认为广义相对论对万有引力现象的“这种解释的雅致和美丽是无可争辩的”。玻恩说爱因斯坦的相对论“像一个被人远远观赏的艺术作品”，海森堡觉得爱因斯坦“有点象艺术领域中的达·芬奇或者贝多芬”。爱因斯坦曾称赞玻尔所提出的原子中的电子壳层模型及其定律是“思想领域中最高的音乐神韵”，惊叹迈克尔逊-莫雷实验“所使用方法的精湛”和“实验本身的优美”。我们学习物理，进入科学艺术殿堂，领悟其中的奥妙和神韵9第1章质点运动学物理与技术相互促进和发展两种模式：技术→物理→技术例如，第一次工业革命，瓦特→蒸汽机→卡诺定理→提高热效率→迈耶、赫姆赫兹、焦耳→能量守恒定律→开尔文、克劳修斯→热力学第一、第二定律物理→技术→物理例如，库仑定律→伏打、奥斯特、安培、法拉第→电磁感应→电动机、电报机、发电机→麦克斯韦电磁理论和赫兹电磁波实验→马可尼和波波夫无线电发明→电磁理论发展。10第1章质点运动学现代物理学是一门理论和实验高度结合的精确科学提出命题推测答案理论预测实验检验修改理论科学是一种方法，它教导人们：一些事物是已知的，现在了解到什么程度（因为没有事情是绝对已知的），如何对待疑问和不确定性，证明服从什么法则，如何去思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。——费曼勤于思考，悟物穷理