(高起专)大学物理(1)A卷
中国地质大学（武汉）远程与继续教育学院考试专用纸
中国地质大学(武汉)远程与继续教育学院期末考试A 卷 考试科目名称： 大学物理(1) 考生学习层次： 专科 教师签名
考试方式：开卷 总分100分 考试时间：90分钟
一、选择题（每小题5分，共45分）
1. 质量为m ＝0.5 kg 的质点，在Oxy 坐标平面内运动，其运动方程为x ＝5t ，y =0.5t 2（SI ），从
t =2 s 到t =4 s 这段时间内，外力对质点作的功为 (A) 1.5 J ． (B) 3 J ． (C) 4.5 J ．
(D) -1.5 J ． ［ B ］
2. 用细导线均匀密绕成长为l 、半径为a (l >> a )、总匝数为N 的螺线管，管内充满相对磁导率为
μr 的均匀磁介质．若线圈中载有稳恒电流I ，则管中任意一点的 (A) 磁感强度大小为B = μ0 μ r NI ． (B) 磁感强度大小为B = μ r NI / l ． (C) 磁场强度大小为H = μ 0NI / l ．
(D) 磁场强度大小为H = NI / l ． ［ ］
3. 有一个圆形回路1及一个正方形回路2，圆直径和正方形的边长相等，二者中通有大小相等的
电流，它们在各自中心产生的磁感强度的大小之比B 1 / B 2为
(A) 0.90． (B) 1.00．
(C) 1.11． (D) 1.22． ［ ］
4. 电位移矢量的时间变化率t D d /d ?
的单位是
（A ）库仑／米2 （B ）库仑／秒
（C ）安培／米2 （D ）安培?米2
［
］
5. 如图所示，质量为m 的物体A 用平行于斜面的细线连结置于光滑的斜面上，若斜面向左方作
加速运动，当物体开始脱离斜面时，它的加速度的大小为
(A) g sin θ． (B) g cos θ．
A
θ
(C) g ctg θ． (D) g tg θ． ［ ］
6. 有两个大小不相同的金属球，大球直径是小球的两倍，大球带电，小球不带电，两者相距很
远．今用细长导线将两者相连，在忽略导线的影响下，大球与小球的带电之比为： (A) 2． (B) 1．
(C) 1/2． (D) 0． ［ ］
7. 一辆汽车从静止出发在平直公路上加速前进．如果发动机的功率一定，下面哪一种说法是正
确的？
(A) 汽车的加速度是不变的． (B) 汽车的加速度随时间减小． (C) 汽车的加速度与它的速度成正比． (D) 汽车的速度与它通过的路程成正比．
(E) 汽车的动能与它通过的路程成正比． ［ ］
8. 若要使半径为4×10-3 m 的裸铜线表面的磁感强度为 7.0×10-5 T ，则铜线中需要通过的电流
为(μ0 =4π×10-7 T ·m ·A -1)
(A) 0.14 A ． (B) 1.4 A ．
(C) 2.8 A ． (D) 14 A ． ［ ］
9. 将一空气平行板电容器接到电源上充电到一定电压后，断开电源．再将一块与极板面积相同
的金属板平行地插入两极板之间，如图所示, 则由于金属板的插入及其所放位置的不同，对电容器储能的影响为：
(A) 储能减少，但与金属板相对极板的位置无关． (B) 储能减少，且与金属板相对极板的位置有关． (C) 储能增加，但与金属板相对极板的位置无关．
(D) 储能增加，且与金属板相对极板的位置有关． ［ ］
(1) 定滑轮的角加速度的大小和方向； (2) 定滑轮的角速度变化到ω＝0时，物体上升的高度； (3) 当物体回到原来位置时，定滑轮的角速度的大小和方向．
二、计算题（10、11题10分，12题15分，13题20分，共55分）
10. 一个密绕的探测线圈面积为4 cm2，匝数N =160，电阻R =50 ．线圈与一个内阻r =30 的
冲击电流计相连．今把探测线圈放入一均匀磁场中，线圈法线与磁场方向平行．当把线圈法线转到垂直磁场的方向时，电流计指示通过的电荷为 4×10-5 C ．问磁场的磁感强度为多少？
m
M
R
ω0
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11. 一轴承光滑的定滑轮，质量为M ＝2.00 kg ，半径为R ＝0.100 m ，一根不能伸长的轻绳，一端
固定在定滑轮上，另一端系有一质量为m ＝5.00 kg 的物体，如图所示．已知定滑轮的转动惯
量为J ＝
22
1
MR ，其初角速度 ω0＝10.0 rad/s ，方向垂直纸面向里．求： (1) 定滑轮的角加速度的大小和方向； (2) 定滑轮的角速度变化到ω＝0时，物体上升的高度； (3) 当物体回到原来位置时，定滑轮的角速度的大小和方向．
b M
N
e
a
I O
v ?
12、载有电流的I 长直导线附近，放一导体半圆环MeN 与长直导线共面，且端点MN 的连线与长
直导线垂直．半圆环的半径为b ，环心O 与导线相距a ．设半圆环以速度 v ?平行导线平移，求半
圆环内感应电动势的大小和方向以及MN 两端的电压UM UN ．
13、设由于流星从各个方向降落到地球，使地球表面均匀地积存了厚度为h 的一层尘埃(h 比地球半径小得多)．从角动量考虑出发，证明由此引起的一天的时间长短变化近似为一天的5hd / (RD )倍，式中R 是地球的半径，D 和d 分别为地球和尘埃的密度．已知质量为M 、半径为R 的均匀球
对通过球心的轴的转动惯量为522
MR ；质量为m 、半径为R 的薄球壳对通过球心的轴的转动惯量
为3
22MR
大学物理授课教案-第一章-质点运动学
第一篇 力学 1.运动学：只从几何观点研究物体的运动。如位置、速度、加速度等，而不涉及物体间的相互作用。 力学 2.动力学：研究物体间相互作用的规律。 3.静力学：研究力及力矩的平衡问题（此内容本课程不讲） 第一章 质点运动学 §1-1 质点运动的描述 一、参照系 坐标系 质点 1、参照系 为描述物体运动而选择的参考物体叫参照系。 2、坐标系 为了定量地研究物体的运动，要选择一个与 参照系相对静止的坐标系。如图1-1。 说明：参照系、坐标系是任意选择的， 视处理问题方便而定。 3、质点 忽略物体的大小和形状，而把它看作一个具有质量、占据空间位置的 物体，这样的物体称为质点。 说明：⑴质点是一种理想模型，而不真实存在（物理中有很多理想模型） ⑵质点突出了物体两个基本性质 1）具有质量 2）占有位置 ⑶物体能否视为质点是有条件的、相对的。 y 图 1-1 ?? ???
二、位置矢量 运动方程 轨迹方程 位移 1、位置矢量 定义：由坐标原点到质点所在位置的矢量称为 位置矢量（简称位矢或径矢）。如图1—2，取的是 直角坐标系，r ? 为质点P 的位置矢量 k z j y i x r ? ρ??++= （1-1） 位矢大小： 222z y x r r ++==? （1-2） r ? 方向可由方向余弦确定： r x = αcos ，r y =βcos ，r z =γcos 2、运动方程 质点的位置坐标与时间的函数关系，称为运动方程。 运动方程 ⑴矢量式：k t z j t y i t x t r ???? )()()()(++= （1-3） ⑵标量式：)(t x x =，)(t y y =，)(t z z = （1-4） 3、轨迹方程 从式（1-4）中消掉t ，得出x 、y 、z 之间的关系式。如平面上运动质点， 运动方程为t x =，2t y =，得轨迹方程为2x y =（抛物线） 4、位移 以平面运动为例，取直角坐标系，如图1—3。 设t 、t t ?+时刻质点位矢分别为1r ?、2r ? ，则t ?时间 间隔内位矢变化为 （1-5） 称r ? ?为该时间间隔内质点的位移。 j y y i x x r r r ?)? ??)()(121212-+-=-=? （1-6） 大小为 212212)()(y y x x r -+-=?? 讨论：⑴比较r ? ?与r ?：二者均为矢量；前者是过程量，后者为瞬时量 ⑵比较r ? ?与s ?（A →B 路程）二者均为过程量；前者是矢量，后者是标量。一般情况下s r ?≠??。当0→?t 时，s r ?=?? 。 ⑶什么运动情况下，均有s r ?=?? ？ 图 1-2 图 1-3
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大学物理教案 第一篇 力 学 力学（一）“力学的基本概念” 第一章 力学的基本概念 §1-1 时间和空间 1、 时间：时间反映物理事件的先后顺序和持续性。 2、 空间反映物体位置的变化和物体的大小。 §1-2 物体运动的一般描述 一． 参照系和坐标系 运动是绝对的，而对运动的描述是相对的 1． 参照系：为描述运动而被选作参考的物体 从动力学角度看，参照系不可任选； 从运动学角度看，参照系可任选。但参照系选取恰当，对运动的描述简单；参照系选取不当，对运动的描述复杂 如：地心说（托勒玫）与日心说之争 要定量地描述运动，还须在参照系上建立计算系统 2． 坐标系：建立在参照系上的计算系统 常用：直角坐标系、自然坐标系、球坐标系和柱面坐标系 二． 质点和位矢 1. 质点：是理想模型。忽略了物体的形状、大小、颜色等次要因素，而抓住质量和位置两个主要矛盾 2. 位矢r :描述质点空间位置的物理量 矢量描述：k z j y i x r ++= 大小：222z y x r ++= 方向：r x cos = α r y cos =β r z cos = γ 而： 1222=++γβαcos cos cos
三． 运动方程和轨道方程 1. 运动方程 矢量式：k )t (z j )t (y i )t (x )t (r r ++== 分量式：)t (x x =，)t (y y =，)t (z z = 2. 轨道方程: 0=)z ,y ,x (f ，即运动方程消去t 如由：j t sin R i t cos R r ωω+= 可得：222R y x =+ 四、位移 1. 位移矢量 k )z z (j )y y (i )x x (r r r 1212121 2-+-+-=-=? 2 12212212)z z ()y y ()x x (AB r -+-+-== ? r x x cos ?α12-= , r y y cos ?β12-=, r z z cos ?γ1 2-= 2. 位移r ?与路程s ? 始末位置定，r ?单值，s ?多值，即：s r ??≠ 3. 位移的合成 遵循平行四边形或三角形法则 五、速度 1.平均速度和平均速率 平均速度：t r v ??= 平均速率：t s v ??= 一般情况下，v v ≠ 2. 瞬时速度和瞬时速率
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第一章质点运动学 物理学是研究物质最普遍、最基本的运动形式的基本规律的一门学科,这些运动形式包括机械运 动、分子热运动、电磁运动、原子和原子核运动以及其它微观粒子运动等。机械运动是这些运动中最简单、最常见的运动形式,其基本形式有平动和转动。在平动过程中,若物体内各点的位置没有相对变化,那么各点所移动的路径完全相同,可用物体上任一点的运动来代表整个物体的运动,从而可研 究物体的位置随时间而改变的情况。在力学中,这部分内容称为质点运动学。 1．1参考系时间和空间的测量 1．参考系坐标系 一、参考系 在自然界中所有的物体都在不停地运动,绝对静止不动的物体是没有的。在观察一个物体的位置及位置的变化时,总要选取其他物体作为标准,选取的标准物不同,对物体运动情况的描述也就不同，这就是运动描述的相对性。 为描述物体的运动而选的标准物叫做参考系。不同的参考系对同一物体运动情况的描述是不同的。因此,在讲述物体的运动情况时,必须指明是对什么参考系而言的。参考系的选择是任意的。在讨论地面上物体的运动时,通常选地球作为参考系。 二、坐标系：建立在参照系上的计算系统 确定好参照系后，只能定性地描述物体的运动情况，为了定量地描述运动规律，即为了能给出物体运动的数学表达式，则需在参照系中建立坐标系。常用的坐标系是直角坐标系，另外还有极坐标系、球面坐标系和柱面坐标系。 1.1.2时间和空间 1、时间：时间反映物理事件的先后顺序和持续性。 2、空间反映物体位置的变化和物体的大小。 1.1.3长度的测量 质点运动的矢量描述 1.2.1质点 物体都有大小和形状,运动方式又都各不相同。例如,太阳系中,行星除绕自身的轴线自转外, 还绕太阳公转；从枪口射出的子弹,它在空中向前飞行的同时,还绕自身的轴转动；有些双原子分子,除了分子的平动、转动外,分子内各个原子还在振动。这些事实都说明,物体的运动情况是十分复杂的。物体的大小、形状、质量也都是千差万别的。 如果我们研究某一物体的运动,可以忽略其大小和形状,或者可以只考虑其平动,那么, 我们就可把物
大学物理教案上
第一章质点运动学 §1-1 质点运动的描述 一、参照系坐标系质点 1、参照系 为描述物体运动而选择的参考物体叫参照系。 2、坐标系 说明：参照系、坐标系是任意选择的，视处理问题方便而定。 3、质点 说明：⑴ ⑵质点突出了物体两个基本性质1）具有质量 2）占有位置 ⑶物体能否视为质点是有条件的、相对的。 二、位置矢量运动方程轨迹方程位移 1、位置矢量 定义：由坐标原点到质点所在位置的矢量称为位置矢量（简称位 矢或径矢）。如图1—2，取的是直角坐标系，r 为质点P的位置矢 量 k z j y i x r + + =（1-1） 位矢大小： 2 2 2z y x r r+ + = = （1-2） r 方向可由方向余弦确定： r x = α cos， r y = β cos， r z = γ cos 2、运动方程 质点的位置坐标与时间的函数关系，称为运动方程。 运动方程⑴矢量式：k t z j t y i t x t r )( )( )( )(+ + =（1-3） ⑵标量式：)(t x x=，)(t y y=，)(t z z=（1-4） 3、轨迹方程 从式（1-4）中消掉t，得出x、y、z之间的关系式。如平面上运动质点，运动方程为t x=，2t y=，得轨迹方程为2 x y=（抛物线） 4、位移 以平面运动为例，取直角坐标系，如图1—3。设t、t t? +时刻 质点位矢分别为r 、r ，则t?时间间隔内位矢变化为 （1-5） 称r ? j y y i x x r r r ) ( ) ( 1 2 1 2 1 2 - + - = - = ?（1-6） 大小为 讨论：⑴比较r ?与r ：二者均为矢量；前者是过程量，后者为瞬时量 ⑵比较r ?与s?（A→B路程）二者均为过程量；前者是矢量， 后者是标量。一般情况下s r? ≠ ? 。当0 → ?t时，s r? = ? 。 ⑶什么运动情况下，均有s r? = ? ？ 三、速度 图 1-3 图 1-2 y 图 1-1
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大学物理教案 第一篇力学 力学（一）“力学的基本概念” 第一章力学的基本概念 § 1-1时间和空间 1、时间：时间反映物理事件的先后顺序和持续性。 2、空间反映物体位置的变化和物体的大小。 § 1-2物体运动的一般描述 一. 参照系和坐标系 运动是绝对的，而对运动的描述是相对的 1. 参照系：为描述运动而被选作参考的物体 从动力学角度看，参照系不可任选； 从运动学角度看，参照系可任选。但参照系选取恰当，对运动的描述简单； 参照系选取不当，对运动的描述复杂 女口：地心说（托勒玫）与日心说之争 要定量地描述运动，还须在参照系上建立计算系统 2. 坐标系：建立在参照系上的计算系统 常用：直角坐标系、自然坐标系、球坐标系和柱面坐标系 二. 质点和位矢 1. 质点：是理想模型。忽略了物体的形状、大小、颜色等次要因素，而抓 住质量和位置两个主要矛盾 2. 位矢r:描述质点空间位置的物理量 一一■ 矢量描述：r =xi yj zk 大小：r = ； x2 y2■ z2 方向：COS〉=- r cos ：=— r ②建立坐标 cos =- ①选参照系 r ③描述位置
而：cos2工'cos2：cos2 =1
运动方程和轨道方程 运动方程 矢量式：r =r(t) =x(t)i y(t)j z(t)k 分量式：x=x(t), y=y(t), z=z(t) 2. 轨道方程： f(x,y,z)=O，即运动方程消去t 如由：r =Rcos ti Rs in tj 可得：x2 y2= R2 四、位移 1. 位移矢量 二r = r2 _ H =(X2-xji (y2-yjj (Z2-zi)k Q r] =|AB =(X2 _X1 )2 ( y2 _ y1 )2(Z2 _乙)2 1. 2. 位移L r与路程 始末位置定，?汀单值，多值，即：- s 3. 位移的合成 遵循平行四边形或三角形法则 五、速度 1. 平均速度和平均速率 r 平均速度：v二一 豪 平均速率：V = —s A t 一般情况下，V#v 2. 瞬时速度和瞬时速率
大学物理授课教案 第十五章 光的衍射
第十五章 光的衍射 §15-6 光的衍射现象 惠更斯费涅耳原理 前面我们讨论了光的干涉，干涉是波动的特征之一，在此，我们来讨论光另外的特征，即衍射现象（绕射现象）。 一、光的衍射现象 1、衍射定义 当波传播过程中遇到障碍物时，波就不是沿直线传播，它可以到达沿直线传播所不能达到的区域。这种现象称为波的衍射现象（或绕射现象）（原因是波阵面受到了限制而产生的）。 2、光的衍射现象 在日常生活中水波和声波的衍射现象是较容易看到，但光的衍射现象却不易看到，这是因为光波的波长较短，它比衍射物线度小得多之故。如果障碍物尺度与光的波长可以比较时，就会看到衍射现象。 如下图，S 为线光源，k 为可调节宽度的狭缝，E 为屏幕（均垂直纸面），高缝宽比光的波长大得多时，E 上出现一光带（可认为光沿直线传播），若缝宽缩小到可以与光的波长比较时（m 410 数量级以下），在E 上出现光幕虽然亮度降低，但范围却增大，形成明暗相间条纹。其范围超过了光沿直线所能达到的区域，即形成了衍射。 S S 图 15-1
波的衍射现象在我们学习惠更斯原理时就已经接触到了，由于波动的特性，因而水波穿过小桥同时要向两旁散开，人站在大树背后时照样能听到树前传来的声音，光线在一定的条件下（衍射物的线度与波长可以比较）就会拐弯，等。此外，在我们学习双缝干涉时，也包含了衍射的因素，若不是光线能拐弯，经过双缝的光线怎样能相遇呢？ 衍射是一切波动所具有的共性，衍射是光具有波动性的一种表现。 二、惠更斯——费涅耳原理 1、原理表述 惠更斯指出：波在介质中传播到的各点，都可以看作是发射子波的波源，其后任一 时刻这些小波的包迹就是该时刻的波阵面。此原理能定性地说明光波传播方向的改变（即衍射）现象，但是，不能解释光的衍射中明暗相间条纹的产生。原因是这一原理没有讲到波相遇时能产生干涉问题，因此费涅耳对惠更斯远离做了补充，如下： 费涅耳假设：从同一波阵面上各点发出的子波同时传播到空间某一点时，各子波间也可以相互迭加而产生干涉。 经过发展的惠更斯原理成为惠更斯费涅耳原理。根据这一原理，如果已知光波在某一时刻的波阵面，就可以计算下一时刻光波传到的点的振动。 2、原理的定量表达式 如图所示，S 为某时刻光波波阵面，s d 为S 面上的 一个面元，n 是s d 的法向矢量，P 为S 面前的一点，从 s d 发射的子波在P 点引起振动的振幅与面积元ds 成正比， 与s d 到P 点的距离r 成反比（因为子波为球面波），还与 r 同s d 间夹角α有关，至于子波在P 点引起的振动位相仅 取决于r ，ds 在P 处引起的振动可表示为 )2cos()(λ πωαr t r ds k dy -= 式中ω为光波角频率，λ为波长，)(αk 是α的一个函数。应该指出，α 越大，在P 点引起的振幅就越小，费涅耳认为2 π α≥时，0≡dy ，因而强度为零。这也就解释了子波 为什么不能向后传播的问题。 整个波阵面S 在P 产生的合振动为何，由惠更斯——费涅耳原理有： ??-==s r t r ds k dy y )2cos()(λπωα （15-1） 上式是惠更斯——费涅耳原理的定量表达式。在一般情况下，此式积分是比较复杂的，在某些特殊情况下积分比较简单，并可以有矢量加法代替积分。下节介绍应用费涅耳半波带方法来解释单缝衍射现象，这种方法更为简单。 图 15-2
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第一章 质点运动学 §1-1 质点运动的描述 一、参照系 坐标系 质点 1、参照系 为描述物体运动而选择的参考物体叫参照系。 2、坐标系 为了定量地研究物体的运动，要选择一个与参照系相对静止的坐标系。如图1-1。 说明：参照系、坐标系是任意选择的，视处理问题方便而定。 3、质点 忽略物体的大小和形状，而把它看作一个具有质量、占据空间位置的物体，这样的物体称为质点。 说明：⑴ 质点是一种理想模型，而不真实存在（物理中有很多理想模型） ⑵ 质点突出了物体两个基本性质 1）具有质量 2）占有位置 ⑶ 物体能否视为质点是有条件的、相对的。 二、位置矢量 运动方程 轨迹方程 位移 1、位置矢量 定义：由坐标原点到质点所在位置的矢量称为位置矢量（简称位矢或径矢）。如图1—2，取的是直角坐标系， r 为质点P 的位置矢量 k z j y i x r ++= （1-1） 位矢大小： 222z y x r r ++== （1-2） r 方向可由方向余弦确定： r x = αcos ，r y = βcos ，r z =γcos y 图 1-1 图 1-2
2、运动方程 质点的位置坐标与时间的函数关系，称为运动方程。 运动方程 ⑴ 矢量式：k t z j t y i t x t r )()()()(++= （1-3） ⑵ 标量式：)(t x x =，)(t y y =，)(t z z = （1-4） 3、轨迹方程 从式（1-4）中消掉t ，得出x 、y 、z 之间的关系式。如平面上运动质点，运动方程为t x =，2t y =，得轨迹方程为2x y =（抛物线） 4、位移 以平面运动为例，取直角坐标系，如图1—3。设t 、 t t ?+时刻质点位矢分别为1r 、2r ，则t ?时间间隔内位矢变化为 （1-5） 称r ?为该时间间隔内质点的位移。 j y y i x x r r r )()(121212-+-=-=? （1-6） 大小为 212212)()(y y x x r -+-=? 讨论：⑴ 比较r ?与r ：二者均为矢量；前者是过程量，后者为瞬时量 ⑵ 比较r ?与s ?（A →B 路程）二者均为过程量；前者是矢量，后者是标量。一般情况下s r ?≠? 。当0→?t 时，s r ?=? 。 ⑶ 什么运动情况下，均有s r ?=? ？ 三、速度 为了描述质点运动快慢及方向，从而引进速度概念。 1、平均速度 如图1-3， 定义： t r v ??= （1-7） 称v 为t t t ?+-时间间隔内质点的平均速度。 j v i v j t y i t x t r v y x +=??+??=??= (1-8） v 方向：同r ?方向。 说明：v 与时间间隔)(t t t ?+-相对应。 2、瞬时速度 粗略地描述了质点的运动情况。为了描述质点运动的细节，引进瞬时速度。 定义：dt r d t r v v t t =??==→ ?→?00lim lim 图 1-3
[实用参考]大学物理教案(上).doc
第一章质点运动学 §1-1质点运动的描述 一、参照系坐标系质点 1、参照系 为描述物体运动而选择的参考物体叫参照系。 2、坐标系 为了定量地研究物体的运动，要选择一个与参照系相对静止的坐标系。如图1-1。 说明：参照系、坐标系是任意选择的，视处理问题方便而定。 3、质点 忽略物体的大小和形状，而把它看作一个具有质量、占据空间位置的物体，这样的物体称为质点。 说明：⑴质点是一种理想模型，而不真实存在（物理中有很多理想模型） ⑵质点突出了物体两个基本性质1）具有质量 2）占有位置 ⑶物体能否视为质点是有条件的、相对的。 二、位置矢量运动方程轨迹方程位移 1、位置矢量 定义：由坐标原点到质点所在位置的矢量称为位置矢量（简称位矢或径矢）。如图1—2，取的是直角坐标系， r 为质点P 的位置矢量 k z j y i x r ++=（1-1） 位矢大小： 222z y x r r ++== （1-2） r 方向可由方向余弦确定： r x = αcos ，r y = βcos ，r z =γcos 图 1-2 y 图 1-1
2、运动方程 质点的位置坐标与时间的函数关系，称为运动方程。 运动方程⑴矢量式：k t z j t y i t x t r )()()()(++=（1-3） ⑵标量式：)(t x x =，)(t y y =，)(t z z =（1-4） 3、轨迹方程 从式（1-4）中消掉t ，得出x 、y 、z 之间的关系式。如平面上运动质点，运动方程为t x =，2t y =，得轨迹方程为2x y =（抛物线） 4、位移 以平面运动为例，取直角坐标系，如图1—3。设t 、t t ?+时刻质点位矢分别为1r 、2r ，则t ?时间间隔内位矢变化为 1-5） 称r ?为该时间间隔内质点的位移。 j y y i x x r r r )()(121212-+-=-=?（1-6） 大小为 212212)()(y y x x r -+-=? 讨论：⑴比较r ?与r ：二者均为矢量；前者是过程量，后者为瞬时量 ⑵比较r ?与s ?（A →B 路程）二者均为过程量；前者是矢量，后者是标量。一般情况下s r ?≠? 。当0→?t 时，s r ?=? 。 ⑶什么运动情况下，均有s r ?=? ？ 三、速度 为了描述质点运动快慢及方向，从而引进速度概念。 1、平均速度 如图1-3，定义：t r v ??= （1-7） 称v 为t t t ?+-时间间隔内质点的平均速度。 j v i v j t y i t x t r v y x +=??+??=??=(1-8） v 方向：同r ?方向。 说明：v 与时间间隔)(t t t ?+-相对应。 2、瞬时速度 v 粗略地描述了质点的运动情况。为了描述质点运动的细节，引进瞬时速度。 定义：dt r d t r v v t t =??==→? →?00lim lim 图 1-3
教案大学物理
教案 大学物理（05 春） 大学物理教研室
【引】本学期授课内容、各篇难易程度、各章时间安排、考试时间及形式等 绪论 1物理学的研究对象 2、物理学的研究方法 3、物理学与技术科学、生产实践的关系 第一早质点运动学 【教学目的】 ☆理解质点模型和参照系等概念 ☆掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量 ☆能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度，能熟练地计算质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加 速度和法向加速度。 【重点、难点】 探本章重点：位置矢量、位移、速度、加速度、圆周运动时的角速度、 角加速度、切向加速度和法向加速度。 ▲本章难点：切向加速度和法向加速度 【教学过程】 -描述质点运动和运动变化的物理量2学时 ?典型运动、圆周运动2学时 -相对运动2学时 《讲授》
1质点 2参照系和坐标系 (1)直角坐标系(如图1-1): (2)自然坐标系(如图1-2): 3时刻与时间 、描述质点运动的基本量 1位置矢量 表示运动质点位置的量。如图1- 1所示 r xi yj zk 矢径r的大小由下式决定: x2 矢径r的方向余弦是 运动方程描述质点的空间位置随时间而变化的函数。称为运动方程，可以写作 x = x (t), y = y (t), z = z (t) (1-1) (1-2) x y z COS,cos,cos— r r r(1-3) (1 - 4a) 图1-1
r = r (t ) 轨道方程 运动质点在空间所经过的路径称为轨道?质点的运动轨道为直线 时，称为直线运动.质点的运动轨道为曲线时，称为曲线运动.从 式（1 一4a ）中消去t 以后，可得轨道方程。 的沿坐标轴的三个分量。 位移r 的大小由下式决定 位移r 的方向余弦是 路程 路程是质点在运动过程中实际通过的路径的长度。路程是标量 (1— 4b ) AB 在直角坐标系中，位移矢量 r xi r B r A r r 的正交分解式为 yj zk (1— 5) (1— 6) 式中 x x B X A ； y y B Y A ； z Z B 2 2 2 △r J( x) ( y) ( z) (1— 7) COS x y z ；cos J -.cos r 7 r 7 r (1— 8) 例：设已知某质点的运动方程为 表示运动质点位置移动的量。如图1 — 3所示
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第一章质点运动学 物理学就是研究物质最普遍、最基本的运动形式的基本规律的一门学科,这些运动形式包括机械 运动、分子热运动、电磁运动、原子与原子核运动以及其它微观粒子运动等。机械运动就是这些运动中最简单、最常见的运动形式 ,其基本形式有平动与转动。在平动过程中,若物体内各点的位置没有相对变化,那么各点所移动的路径完全相同,可用物体上任一点的运动来代表整个物体的运动, 从而可研究物体的位置随时间而改变的情况。在力学中,这部分内容称为质点运动学。 1.1参考系时间与空间的测量 1.1、1参考系坐标系 一、参考系 在自然界中所有的物体都在不停地运动,绝对静止不动的物体就是没有的。在观察一个物体的位置及位置的变化时,总要选取其她物体作为标准,选取的标准物不同,对物体运动情况的描述也就不同,这就就是运动描述的相对性。 为描述物体的运动而选的标准物叫做参考系。不同的参考系对同一物体运动情况的描述就是不同的。因此,在讲述物体的运动情况时,必须指明就是对什么参考系而言的。参考系的选择就是任意的。在讨论地面上物体的运动时,通常选地球作为参考系。 二、坐标系:建立在参照系上的计算系统 确定好参照系后,只能定性地描述物体的运动情况,为了定量地描述运动规律,即为了能给出物体运动的数学表达式,则需在参照系中建立坐标系。常用的坐标系就是直角坐标系,另外还有极坐标系、球面坐标系与柱面坐标系。 1、1、2时间与空间 1、时间:时间反映物理事件的先后顺序与持续性。 2、空间反映物体位置的变化与物体的大小。 1、1、3长度的测量 1、2 质点运动的矢量描述 1、2、1质点 物体都有大小与形状,运动方式又都各不相同。例如,太阳系中,行星除绕自身的轴线自转外, 还绕太阳公转;从枪口射出的子弹,它在空中向前飞行的同时,还绕自身的轴转动;有些双原子分子,除了分子的平动、转动外,分子内各个原子还在振动。这些事实都说明,物体的运动情况就是十分复杂的。物体的大小、形状、质量也都就是千差万别的。 如果我们研究某一物体的运动,可以忽略其大小与形状,或者可以只考虑其平动,那么, 我们就可把
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教案 大学物理 大学物理教研室 [第一次]
【引】本学期授课内容、各篇难易程度、各章时间安排、考试时间及形式等 绪论 1、物理学的研究对象 2、物理学的研究方法 3、物理学与技术科学、生产实践的关系 第一章质点运动学 【教学目的】 ☆理解质点模型和参照系等概念 ☆掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动和运动变化的物理量 ☆能借助于直角坐标系熟练地计算质点在平面内运动时的速度和加速度，能熟练地计算质点作圆周运动时的角速度、角 加速度、切向加速度和法向加速度。 【重点、难点】 ※本章重点：位置矢量、位移、速度、加速度、圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。 ▲本章难点：切向加速度和法向加速度 【教学过程】 ·描述质点运动和运动变化的物理量2学时 ·典型运动、圆周运动2学时 ·相对运动2学时 《讲授》 一、基本概念
1 质点 2 参照系和坐标系 （2）自然坐标系（如图1-2）： 3 时刻与时间 二、描述质点运动的基本量 1位置矢量 表示运动质点位置的量。如图1－1所示。 k j i r z y x+ + =（1－1）矢径r的大小由下式决定： 2 2 2z y x r+ + = =r（1－2）矢径r的方向余弦是 r z r y r x = = =γ β αcos , cos , cos（1－3） 运动方程描述质点的空间位置随时间而变化的函数。称为运动方程，可以写作 x = x（t），y = y（t），z = z（t）（1－4a） 或r = r（t）（1－4b） 轨道方程运动质点在空间所经过的路径称为轨道．质点的运动轨道为直线时，称为直线运动．质点的运动轨道为曲线时，称为曲线运动．从 式（1一4a）中消去t以后，可得轨道方程。
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第十章 电磁感应 §10-1法拉第电磁感应定律 一、电磁感应现象，感应电动势 电磁感应现象可通过两类实验来说明： 1．实验 1）磁场不变而线圈运动 2）磁场随时变化线圈不动 2．感应电动势 由上两个实验可知：当通过一个闭合导体回路的磁通量变化时，不管这种变化的原因如何（如：线圈运动，变；或不变线圈运动），回路中就有电流产生，这种现象就是电磁感应现象，回路中电流称为感应电流。 3．电动势的数学定义式 （10-1） 说明：（1）由于非静电力只存在电源内部，电源电动势又可表示为 ??=正极负极 l d K ε 表明：电源电动势的大小等于把单位正电荷从负极经电源内部移到正极时，非静电力所做的功。 （2）闭合回路上处处有非静电力时，整个回路都是电源，这时电动势用普遍式表示：() ??=l K l d K ：非静电力 ε （3）电动势是标量，和电势一样，将它规定一个方向，把从负极经电源内部到正极的方向规定为电动势的方向。
二法拉第电磁感应定律 1、定律表述 在一闭合回路上产生的感应电动势与通过回路所围面积的磁通量对时间的变化率成正比。数学表达式： dt d k i Φ-=ε 在SI 制中，1=k ，（S t V Wb :;:;:εΦ），有 （10-2） 上式中“-”号说明方向。 2、i ε方向的确定 为确定i ε，首先在回路上取一个绕行方向。规定回路绕行方向与回路所围面积的正法向满足右手旋不定关系。在此基础上求出通过回路上所围面积的磁通量，根据 dt d i Φ-=ε计算i ε。 ,0>Φ00Φi dt d ε ,0>Φ00>?<Φi dt d ε 沿回路绕行反方向 沿回路绕行方向:0:0<>i ε 此外，感应电动势的方向也可用楞次定律来判断。楞次定律表述：闭合回路感应电流形成的磁场关系抵抗产生电流的磁通量变化。 说明：（1）实际上，法拉第电磁感应定律中的“-”号是楞次定律的数学表述。 （2）楞次定律是能量守恒定律的反映。 例10-1：设有矩形回路放在匀强磁场中，如图所示，AB 边也可以左右滑动，设以匀速 度向右运动，求回路中感应电动势。 解：取回路顺时针绕行，l AB =,x AD =, 则通过线圈磁通量为 BLx BS 0cos BS S B ===?=Φ 由法拉第电磁感应定律有：
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普通物理教案 普通物理教案大学物理乙春夏学期教学主要内容： 第1章至第13章(13-5) 大学物理学习辅导中心： http://10.14.122.222/gp/ 帐号：zh；密码：zhanghong 电子课件文件类型：PDF 文件 Adobe Reader（图书馆网页，常用阅读软件） 1
第一周 第1章绪论 第2章质点运动学 §2.1；§2.2；§2.3 附录I 矢量知识（P488) 自学作业：P17 2-3，2-5，2-7，2-9，2-10普通物理教案普通物理教案 2
3 物理学是研究自然界基本规律的科学，Physics 一词源于希腊文—自然。中文的含义“物”—物质结构、性质；“理”—物质的运动、变化规律。大学物理教案 大学物理教案绪 论 一、什么是物理学 现代观点认为，物理学主要研究： 物质的运动或物质世界及其各部分之间的相互作用，或物质的基本组成及它们的相互作用。
从物质的构成看，物理学研究的层次分为： 物理学 介观(mesoscopic) 微观(microscopic) 宏观(macroscopic) 宇观(cosmological) 大学物理教案 大学物理教案 4
5 物质的运动有宏观物体的机械运动、分子 的热运动、微观粒子的运动…。运动总是发生在一定的时间和空间，时空首先作为物质运动的场所，继而成为物理学的研究对象。场传递物质间的相互作用，现在知道的相互作用有： 万有引力、弱相互作用、电磁相互作用、强相互作用。 大学物理教案 大学物理教案
6 物理学与其他科学的关系而言，我们可以说：?物理学是最基本的科学 ?物理学是最古老、发展最快的科学?物理学提供最多、最基本的科学研究手段天文学、地学、化学、生命科学都包含物 理过程或现象。任何理论都不能和物理学的定律相抵触。 物理学已发展成实验物理、理论物理、计算物理三足鼎立的科学。 大学物理教案 大学物理教案
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力学基础教案 一力学基础（分成8讲，共计16学时） 经典力学的基础,包括质点力学和刚体力学定轴转动部分.着重阐述动量,角动量,和能量等概念及相应的守恒定律. 狭义相对论的时空观是当今物理学的基本概念,它和牛顿力学联系紧密.为此,把狭义相对论归入经典力学的范畴. 第01章质点运动学（4学时） 第02章质点运动定律（1学时） 第03章动量守恒和机械能守恒（3学时） 第04章刚体的定轴转动（4学时） 第05章万有引力场（部分内容穿插到第03章） 第18章相对论（4学时） 第01章质点运动学（4学时） [教学内容] 1 / 1
§1-1 质点运动的描述 §1-2 加速度为恒矢量时的质点运动 §1-3 圆周运动 §1-4 相对运动 [基本要求] 1．掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量.理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性. 2．理解运动方程的物理意义及作用.掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法 3．能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度 . 4．理解伽利略速度变换式, 并会用它求简单的质点相对运动问题 [重点]： 1．掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。 2．确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。 3．理解伽利略坐标、速度变换，能分析及平动有关的相对运动问题。 [难点]： 1．法向和切向加速度 1 / 1
大学物理实验教案-数字万用表
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式中R B 测用步骤1测得的数据。 （2）将多用表量程转换开关旋至50mA 档，(接在AB 端)，测出电流值 I 测，并计算电流表内阻R A CD A B V R R I =-测测测 （3）断开K ，转换开关旋至5mA 档，再合上K ，测电流I 测，计算R A 。 （4）变换电阻箱示值为24Ω(计算用步骤1实测值)，重复上述步骤。 即分别用50mA 和5mA 档测量电流，并求出I 算和内阻R A 。 （5）变换电阻箱示值为2400Ω(计算用步骤1实测值)，E 换为晶体管 稳压电源，并调到V CD 约为10V ，测I 测和V CD 测，并求出I 算和R A 。 （6）将各组数据两两对照[(1)与(2)，(1)与(3)，(4)与(2)]，比较内阻对 测量I 测的影响，什么情况下R A 的影响可以忽略，以及量程的选择对R A 计算 的准确度有什么影响。 注意，每次测试变换电表量程前都应先断开K 。 3. 测直流电压 （1）将电压表量程转换开关旋至直流电压10V 档，接入下图电路，调 C 端，使电表读数为10V 。
（2）把多用表量程换至直流电压50V档，并接于电压表上。 （3）调节滑线变阻器，使输出电压，依次为9V、8V、6V、4V、2V、1V、0.5V，分别记下多用表指针偏转格数。 （4）将多用表转换开关分别旋至10V和2.5V档照上述（2），（3）步骤进行测量。 （5）分析不同量程测量同一电压时，所得的数值及有效数字之差异并说明这种数值间的差异是否合理。 测量与数据处理要求1.多用表在测量过程中，不允许旋转选择开关，以免烧坏电表； 2.绝不能用电阻档去测电流计或小量程安培计的电阻，或检查它们内部线 圈的通断，否则多用表内电源电压加到被测电表上，很易烧坏被测电表，大量程的电流表(1A以上)，或电压表可用多用表检查，但应注意黑表笔输出的是高电位，应接在被测电表的正极； 3.测量完毕，随即将选择开关拨直流高压档，以免下次使用不慎酿成事故。 若开关置电流、电阻档或低压档去测高压会烧坏电表，若置电阻档两表笔相碰，会白白消耗电池； 4.根据绪论课电磁学基础知识部分数据处理要求，对所测量的各种数据进 行准确的处理。
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力学基础教案 一力学基础（分成8 讲，共计16 学时） 经典力学的基础, 包括质点力学和刚体力学定轴转动部分. 着重阐述动量, 角动量 , 和能量等概念及相应的守恒定律. 狭义相对论的时空观是当今物理学的基本概念, 它和牛顿力学联系紧密. 为此 , 把狭义相对论归入经典力学的范畴. 第 01 章质点运动学（ 4 学时） 第 02 章质点运动定律（ 1 学时） 第 03 章动量守恒和机械能守恒（ 3 学时） 第 04 章刚体的定轴转动（ 4 学时） 第 05 章万有引力场（部分内容穿插到第 03 章）第 18 章相对论（ 4 学时） 第 01 章质点运动学（4学时） [ 教学内容 ] §1-1 质点运动的描述 §1-2 加速度为恒矢量时的质点运动 §1-3 圆周运动 §1-4 相对运动 [ 基本要求 ] 1．掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量. 理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性. 2．理解运动方程的物理意义及作用 . 掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法 3．能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度. 4．理解伽利略速度变换式,并会用它求简单的质点相对运动问题 [重点]： 1．掌握位置矢量、位移、速度、加速度、角速度、角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量，明确它们的相对性、瞬时性和矢量性。
2．确切理解法向加速度和切向加速度的物理意义；掌握圆周运动的角量和线量的关系，并能灵活运用计算问题。 3．理解伽利略坐标、速度变换，能分析与平动有关的相对运动问题。 [难点]： 1．法向和切向加速度 2．相对运动问题 第 01-1 讲 §1-1 质点运动的描述 §1-2 加速度为恒矢量时的质点运动（内容打乱当例子讲） [ 教学过程 ] 一、参考系 为了确定物体的位置而选作参考的物体称为参考系。要作定量描述，还应在参考系上建立座标系。 二、位矢与位移（为简化，讨论二维情况） 位置矢量（位矢）， r xi y j 大小r| r | x2y2方向 cos x r ①运动方程 运动方程r r (t) x(t )i y(t ) j z(t)k x x(t ) 分量式y y(t )消去参数t，可得轨道方程 z z(t ) ②轨道方程（质点运动轨迹的曲线方程）： f (x, y)0 位移矢量（位移）： r r B r A( x B x A )i ( y B y A ) j