大学物理（英文版） 多媒体课件
Volume 1
Introduction
Chapter 1 Kinematics
Chapter 2 Newton’s Laws of Motion Chapter 3 Work and Energy Chapter 4 Momentum
Chapter 5 Rotation of a rigid body
Chapter 6 The Kinetic Theory of Gases
Chapter 7 Fundamentals of Thermodynamics
Introduction
2001.9.11 Catastrophe（大灾难）
宇宙：约1250亿个星系， 每个星系由数千亿个恒星 组成。
银河系 太阳系：地球，星星 看得见的：你我他它 分子 原子 原子核 基本粒子
宇宙半径：~1026 m 银河系：~1044 kg 地球1024 kg
原子核半径：10-15 m
电子质量：10-31 kg
河外星系：1024 m
银河中心系：1020 m 太阳1030 kg：1011 m 月亮：108 m
我们的母亲： 地球
1969年7月16日 美国东部时间9时23分 阿波罗11号发射升空。
三天后 阿姆斯特朗 奥尔德林 柯林斯
Mars(火星）
机遇号
The surface of Mars(火星表面）
Our world and Universe
Universe
Elementary particles
In the view of physics history:
The ancient physics The classical physics The modern physics
5. Scalar and vector（标量和矢量）: Two types of physical quantities（量）: Scalars: mass, length, speed, temperature….. Vectors: velocity, acceleration, momentum... Vector A( black) : its magnitude(大小） and direction（方向） may be represented by a line OP directed from the initial point O to the terminal（终） point P and denoted（标记） by A OP
C x Ax Bx
Obviously(显然）:
C y Ay By
In one dimension In two dimension In three dimension Mechanical motions
（机械运动） Curvilinear motion（曲线）
Rectilinear motion（直线）
r is
y
t1 P
r1
r
t2
r2
x
r r2 r1 That is r x 2 i y2 j x1i y1 j ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j
o
Its magnitude（大小)
4.Units(单位） International System of Units(SI: Systme International d’Units 法语） is used in China mass m kg:千克 kilogram
length
L
m:米 meter
Time
t
s:秒 second
Magnitude: r r x 2 y 2 z 2
cos z r
In the two dimension: r r (t ) x(t )i y(t ) j Its two components （分量） x x( t )
y
P ( x, y )
物 质 世 界
相对论 天体物理 经典物理:力学，热等 量子力学 核物理 量子场论
银河系
相对论 天体物理
量子天体 物理学
史蒂芬.霍金 《时间简史》
Theory
Our world and universe
… The Galaxy Sun: Earth,Planets The body we can see Molecules atoms nuclei elementary particles …
… The general reletivity astrophsics Newton’s Mechanics Heat,Thermodynamics … Electromagnetic Theory Quantum Mechanics Nuclear Physics Quantum Field Theory …
r
y y( t )
消去
o
x
eliminating
y y( x )
Path equation(轨迹方程）
2. Displacement(位移):
Displacement introduced to describe the change in position during a given time interval:
•…………..
Part One Mechanics 力学
Chapter 1 Kinematics
（运动学）质点运动学
第一章 质点运动学(Kinematics)
§1-1 参考系 质点
Frame of reference particle Position vector and displacement
主要讲授内容：
经典力学 相对论 电磁学
振动与波动
日常生活
波动光学
热学
量子论简介
Computer 计算机科学 Mechanics 机械学
Physics
Medicine 医学 Biology 生物学 Chemistry 化学
Physics: fundamentals and methods.
References(参考书）
Circular motion（圆周）
In our teaching, we will mainly deal with（涉及） two dimensional motions: motion in a plane.
§1-2 Position Vector and Displacement
1. Position Vector Position vector r is a vector
3. Time（时刻）and time interval(时间） Time t is a given instant, and time interval(间隔）△t is the difference of two given instants. We use the former to describe （描述） the state of the object, the latter to describe the process.（过程）
Y Z
O
X
In two dimension（维）:
Байду номын сангаас
Y
A Ax i Ay j
tg Ay Ax
Ay
O
Ax
X
If A Ax i Ay j and B Bx i B y j , we have: C C x i C y j B A ( Ax Bx )i ( Ay B y ) j
P
o
Addition（加）: The two vectors A and B is added in following way: C=A+B B A
A Ax i Ay j Az k
B
C
A
In Cartesian coordinate system（直角坐标系）:
i , j and k are unit vectors along OX,OY,OZ
•张达宋 《物理学基本教程》
•李行一等， 《物理学基本教程教学参考书》
•李行一等，《物理学基本教程》习题分析与解答
•张三慧等， 《大学物理学》 •Halliday et.al 《Fundamentals of Physics》 •W. Sears et.al 《University Physics》 •史蒂芬.霍金，《时间简史》 •盛正卯等，《物理学与人类文明》 •B.K.里德雷，《时间、空间和万物》
§1-1 Frame of Reference Particle(质点）
1. Frame of Reference（参照系）
When we discuss the position and the velocity（速度） of an object ,we must answer the questions:
that extents from the origin of the coordinate system to the particle’s position as shown in Figure
z
r
X
P(x,y,z)
Y
r xi yj zk
cos x r cos y r
§1-2 位置矢量 位移 §1－3 速度 加速度
Velocity and acceleration Two types of Problems Circular motion Relative motion
§1-4 两类运动学问题 §1-5 圆周运动及其描述