第一篇：大學(xué)物理I-1(力學(xué)與相對論練習(xí))

大學(xué)物理I-1練習(xí)（期中）（打*題選做）

A力 學(xué) 練習(xí)

一．選擇題

1．有一勁度系數(shù)為k的輕彈簧，原長為l0.下端固定在桌面，當(dāng)它上端放一托盤平衡時，其長

度變?yōu)閘1．然后在托盤中放一重物，彈簧長度變?yōu)閘2，則由l1縮短至l2的過程中，彈性力所

作的功為

(A)??kxdx．(B)?kxdx． ll11l2l

2??(C)

2．l0?l2l0?l1kxdx．(D)?l?l02l0?l1kxdx．［］

質(zhì)量為M的車以速度v0沿光滑水平地面直線前進(jìn)，車上的人將一質(zhì)量為m的物體相對于車以速度u豎直上拋，則此時車的速度v為：

(A)-v0．(B)v0．

(C)(M-m)v0/M．(D)(M-m)v0/m

［］

3．兩質(zhì)量分別為m1、m2的小球，用一勁度系數(shù)為k的輕彈簧相連，放在水平光滑桌面上，如圖所示．今以等值反向的力分別作用于兩小球，則兩小球和彈簧這系統(tǒng)的(A)動量不守恒，機(jī)械能守恒．??m m(B)動量不守恒，機(jī)械能不守恒.(C)動量守恒，機(jī)械能守恒．

(D)動量守恒，機(jī)械能不守恒.［］

4．質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)以速度v沿一直線運(yùn)動，當(dāng)它對該直線上某一點(diǎn)的距離為d時 , 則它

對此直線上該點(diǎn)的角動量為__________．

(A)?m?d(B)0

(C)m?

5.?(D)?m?d［］

?如圖所示，質(zhì)量為m的子彈以水平速度v0射入靜止的木 塊并陷入木塊內(nèi)，設(shè)子彈入射過程中木塊M不反彈，則墻壁 對木塊的沖量為：

(A)-M?0(B)0 ?

(C)

-m?0(D)??m?0［］

在相對地面靜止的坐標(biāo)系內(nèi)，A、B二船都以2 m/s速率勻速行駛，A船沿x軸正向，B

??

船沿y軸正向．今在A船上設(shè)置與靜止坐標(biāo)系方向相同的坐標(biāo)系(x、y方向單位矢用i、j表示)，那么在A船上的坐標(biāo)系中，B船的速度（以m/s為單位）為

????

(A)2i＋2j．(B)?2i＋2j．

????

(C)－2i－2j．(D)2i－2j．［］

7．某物體的運(yùn)動規(guī)律為dv/dt??kvt，式中的k為大于零的常量．當(dāng)t?0時，初速為v0，則速度v與時間t的函數(shù)關(guān)系是

21kt?v0,(B)v??kt2?v0,221kt211kt21

??(C)?,(D)??［］

v2v0v2v0

(A)v?

8．豎直上拋一小球．若空氣阻力的大小不變，則球上升到最高點(diǎn)所需用的時間，與從最高點(diǎn)下降到原位置所需用的時間相比

(A)前者長．(B)前者短．(C)兩者相等．(D)無法判斷其長短．［］ 9．

一質(zhì)點(diǎn)在如圖所示的坐標(biāo)平面內(nèi)作圓周運(yùn)動，有一力???

F?F0(xi?yj)作用在質(zhì)點(diǎn)上．在該質(zhì)點(diǎn)從坐標(biāo)原點(diǎn)運(yùn)動到(0，2R）

?

位置過程中，力F對它所作的功為

(A)F0R．(B)2F0R．

(C)3F0R．(D)4F0R．［］

二．填空題 1.A、B二彈簧的勁度系數(shù)分別為kA和kB，其質(zhì)量均忽略不計(jì)．今將二彈簧連接起來并豎直放置，如圖所示．當(dāng)系統(tǒng)靜止時，二彈簧的彈性勢能

EPA與EPB之比為.2．

如圖，在光滑水平桌面上，有兩個物體A和B緊靠在一起．它們 的質(zhì)量分別為mA＝3 kg，mB＝5kg．今用一水平力F＝8 N推物體A，則A推B的力等于______________．如用同樣大小的水平的力從右邊推B，則B推A的力等于___________________．*3．

繞定軸轉(zhuǎn)動的飛輪均勻地減速，t＝0時角速度為??0＝10 rad / s，t＝5 s時角

速度為? = 0.6??0，則飛輪的角加速度??＝______________，t＝0到 t＝20 s

時間內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)過的角度??＝___________________．

假如地球半徑縮短 0.5％，而它的質(zhì)量保持不變，則地球表面的重力加速度g

增大的百分比是______________．

*5．

質(zhì)量為m的小球，用輕繩AB、BC連接，如圖，其中AB水平．剪斷繩AB前后的瞬間，繩BC中的張力比 T : T′＝____________________．A6．

???

粒子B的質(zhì)量是粒子A的質(zhì)量的4倍，開始時粒子A的速度vA0?3i?4j,粒子B的???

速度vB0?2i?7j；在無外力作用的情況下兩者發(fā)生碰撞，碰后粒子A的速度變?yōu)?/p>

????

vA?3i?8j，則此時粒子B的速度vB＝______________．

7．有一質(zhì)量為m＝5 kg的物體，在0到10秒內(nèi)，受到如圖所示的變力F的作用．物體由靜止開始沿x軸正向運(yùn)動，力的方向始終為x軸的正方向．則10秒內(nèi)變力F所做的功為____________．

三．計(jì)算題 1．

質(zhì)量為m=1g,速率為v=10m/s的小球，以入射角??

? 與墻壁相6

碰，又以原速率沿反射角?方向從墻壁彈回．設(shè)碰撞時間為?t=0.5s, 求墻

壁受到的平均沖力2．

??

質(zhì)量m＝3 kg的質(zhì)點(diǎn)在力F?12ti(SI)的作用下，從靜止出發(fā)沿x軸正向作直線運(yùn)動，求前2秒內(nèi)該力所作的功． *3.某彈簧不遵守胡克定律.設(shè)施力F，相應(yīng)伸長為x，力與伸長的關(guān)系為F＝8x＋12x2（SI）求：

(1)將彈簧從伸長x1＝0.50 m拉伸到伸長x2＝1.00 m時，外力所需做的功．

(2)將彈簧橫放在水平光滑桌面上，一端固定，另一端系一個質(zhì)量為3 kg的物體，然后將彈簧拉伸到一定伸長x2＝1.00 m，再將物體由靜止釋放，求當(dāng)彈簧回到x1＝0.50 m時，物體的速率．

(3)此彈簧的彈力是保守力嗎？ 4．

???

2一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)，在xy平面上運(yùn)動，受到外力F?4i?24tj(SI)的作用，t = 0

???

時，它的初速度為v0?3i?4j(SI)，求t = 1 s時質(zhì)點(diǎn)的速度.5．

設(shè)想有兩個自由質(zhì)點(diǎn)，其質(zhì)量分別為m1和m2，它們之間的相互作用符合萬有引力定

律．開始時，兩質(zhì)點(diǎn)間的距離為l，它們都處于靜止?fàn)顟B(tài)，試求當(dāng)它們的距離變?yōu)閘時，兩質(zhì)點(diǎn)的速度各為多少？

3B相對論練習(xí)

一、選擇題 1.一火箭的固有長度為L，相對于地面作勻速直線運(yùn)動的速度為v 1，火箭上有一個人從火箭的后端向火箭前端上的一個靶子發(fā)射一顆相對于火箭的速度為v 2的子彈．在火箭上測得子彈從射出到擊中靶的時間間隔是：(c表示真空中光速)(A)

LL

．(B)．

2v1?v2v1?(v1/c)

(C)

LL

．(D)．［］

v2?v1v

22.宇宙飛船相對于地面以速度v作勻速直線飛行，某一時刻飛船頭部的宇航員向飛船尾部發(fā)出一個光訊號，經(jīng)過?t(飛船上的鐘)時間后，被尾部的接收器收到，則由此可知飛船的固有長度為(c表示真空中光速)(A)

c??t?(v/c)

(B)v·?t

(C)c·?t (D)c??t??(v/c)［］

3.兩個慣性系S和S′，沿x(x′)軸方向作勻速相對運(yùn)動.設(shè)在S′系中某點(diǎn)先后發(fā)生兩個事件，用靜止于該系的鐘測出兩事件的時間間隔為?0?，而用固定在S系的鐘測出這兩個事件的時間間隔為??．又在S′系x′軸上放置一靜止于是該系, 長度為l0的細(xì)桿，從S系測得此桿的長度為l, 則

(A)?? < ?0；l < l0．(B)?? > ?0；l < l0．

(C)?? > ?0；l > l0．(D)?? < ?0；l > l0．［］

*4.根據(jù)相對論力學(xué)，動能為0.511 MeV的電子，其運(yùn)動速度約等于(A)0.1c(B)0.5 c

(C)0.76 c(D)0.87 c［］(c表示真空中的光速，電子的靜能m0c2 = 0.51 MeV)5.令電子的速率為v，則電子的動能EK對于比值v / c的圖線可用下列圖中哪一個圖表示？（c表示真空中光速）

/c

/c /c

/c

［］

6.設(shè)某微觀粒子的總能量是它的靜止能量的K倍，則其運(yùn)動速度的大小為(以c表示真空中的光速)

cc ．(B)?K2．K?1Kcc

(C)K(K?2)．(D)K2?1．［］

K?1K

(A)

二填空題 1.以速度v相對于地球作勻速直線運(yùn)動的恒星所發(fā)射的光子，其相對于地球的速度的大小為______．2.已知慣性系S＇相對于慣性系S系以 0.８ c的勻速度沿x軸的正方向運(yùn)動，若從S＇系的坐標(biāo)原點(diǎn)O＇沿x軸正方向發(fā)出一光波，則S系中測得此光波在真空中的波速為____________________________________．3.???????

-?+介子是不穩(wěn)定的粒子，在它自己的參照系中測得平均壽命是2.6×108 s，如果它相對于實(shí)驗(yàn)室以0.8 c(c為真空中光速)的速率運(yùn)動，那么實(shí)驗(yàn)室坐標(biāo)系中測得的?+介子的壽命是______________________s.三、計(jì)算題

1、-地球的半徑約為R0 = 6376 km，它繞太陽的速率約為v?30 km·s1，在太陽參考系中測量地球的直徑在哪個方向上縮短得最多？縮短了多少？(假設(shè)地球相對于太陽系來說近似于慣性系)2.要使電子的速度從v1 =1.0×108 m/s增加到v2 =2.0×108 m/s必須對它作多少功？(電子靜止質(zhì)量me ＝9.11×10-31 kg)

第二篇：大學(xué)物理 相對論總結(jié)

時間、空間與運(yùn)動

———狹義相對論及其偉大科學(xué)意義

航空航天與力學(xué)學(xué)院 工程力學(xué)系 曹玉夢 1153410

前言:在這一學(xué)期的普通物理學(xué)課程中,我們開始學(xué)習(xí)現(xiàn)代物理學(xué)的相關(guān)知識,尤其是相對論和量子物理學(xué)部分,雖然有些難以理解但真的激起了我很大的探究興趣.我在課下查閱了很多關(guān)于相對論的知識,在這學(xué)期即將結(jié)束的時候在這里做一下總結(jié)和梳理,并以此來表達(dá)我在著一個學(xué)期中對物理學(xué)學(xué)習(xí)的心得與體會.以下就是我對狹義相對論的學(xué)習(xí)梳理.愛因斯坦1905年創(chuàng)立的劃時代的狹義相對論,發(fā)現(xiàn)了時間和空間與運(yùn)動的相對性關(guān)系,建立了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)的適用于全部物理學(xué)和自然科學(xué)的新的相對時空理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律,從而徹底推翻了統(tǒng)治物理學(xué)已二百多年的牛頓的絕對時空理論,成為物理學(xué)、自然科學(xué)和哲學(xué)史上一次最偉大的科學(xué)革命.從狹義相對論的相對時空結(jié)構(gòu)理論得出的最令人嘆為觀止,也最令人驚奇的結(jié)論,是最深刻地揭示了自然界最深層的一個極為神奇而又非常有趣的現(xiàn)象和基本規(guī)律:時空的相對性結(jié)構(gòu)是一切自然界定律對相對運(yùn)動保持其不變性和對稱性的基礎(chǔ),也是自然界因果關(guān)系成立的基礎(chǔ).沒有時空的相對性結(jié)構(gòu)就沒有自然界定律對運(yùn)動的不變性和對稱性,也沒有自然界的因果關(guān)系,反之亦然.正是兩者的辯證統(tǒng)一構(gòu)成和展示了自然界的和諧性和統(tǒng)一性.有人認(rèn)為狹義相對論證明了世界上的一切事物都是相對的,沒有絕對的,只有相對真理,沒有絕對真理,這完全是一種誤解.狹義相對論只是相對時空結(jié)構(gòu)理論,只是證明了時間和空間是相對性的,而不是絕對的,只是證明了正是時空的相對性結(jié)構(gòu)保證了一切自然界定律對運(yùn)動的不變性和對稱性,并沒有否定自然界定律的不變性和絕對性.為此,愛因斯坦在多年內(nèi)一直把狹義相對論稱之為相對性原理,用以強(qiáng)調(diào)時間和空間的相對性結(jié)構(gòu),1915年起才開始稱之為狹義相對論,以區(qū)別于廣義相對論.物理學(xué)的三大革命

19世紀(jì)末,由于實(shí)驗(yàn)和理論研究的深入發(fā)展,發(fā)現(xiàn)了一系列新的物理現(xiàn)象,諸如X射線、放射性、塞曼效應(yīng)、電子等,利用已有的經(jīng)典物理學(xué)理論無法作出解釋,使物理學(xué)陷入了空前危機(jī),也進(jìn)入了一個新的革命性轉(zhuǎn)折時期.因此,在20世紀(jì)初物理學(xué)相繼發(fā)生了三次史無前例的偉大革命,這就是狹義相對論、廣義相對論和量子論革命,革命性地改變了物理學(xué)的公理基礎(chǔ)和概念結(jié)構(gòu).狹義相對論發(fā)現(xiàn)了時間和空間的相對性結(jié)構(gòu),建立了新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律,改變了人類對時間和空間的認(rèn)識.廣義相對論則揭示了四維彎曲時空幾何結(jié)構(gòu)與引力的關(guān)系,建立了新的引力場理論,由此建立了科學(xué)地研究宇宙起源、演化及其結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代宇宙學(xué).量子論則深化了對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,建立了研究微觀粒子運(yùn)動規(guī)律的量子力學(xué),有力地促進(jìn)了分子和原子物理學(xué)、固體物理學(xué)、核物理學(xué)和基本粒子物理學(xué)以及化學(xué)等學(xué)科的飛躍發(fā)展.三大革命開辟了現(xiàn)代物理學(xué)的研究及其新紀(jì)元,為現(xiàn)代高科技發(fā)展奠定了牢固的理論基礎(chǔ).狹義相對論和廣義相對論革命是愛因斯坦一人獨(dú)力完成的,他對量子論革命也作出了至關(guān)重要的開創(chuàng)性貢獻(xiàn).因此,愛因斯坦的偉大科學(xué)成就被舉世一致公認(rèn)為物理學(xué)和科學(xué)史上非常罕見的奇跡,愛因斯坦也被公認(rèn)為有史以來最偉大的物理學(xué)家和科學(xué)大師.劃時代的狹義相對論是愛因斯坦在1905年創(chuàng)立的,也是他在科學(xué)征途上攀登的第一座科學(xué)高峰.當(dāng)時他才26歲,跨出大學(xué)校門只短短5年,但已充分展示了他非凡的科學(xué)天才.由于發(fā)現(xiàn)和建立了適用于全部物理學(xué)和自然科學(xué)的新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律,不

但圓滿解決了長久以來困擾物理學(xué)界的麥克斯韋電動力學(xué)不能應(yīng)用于運(yùn)動物體的問題,也解決了力學(xué)與電動力學(xué)在相對運(yùn)動上的不對稱性,為物理學(xué)理論的統(tǒng)一邁出了新的一步,由此發(fā)現(xiàn)了自然界一系列的新奇定律,脫穎而出,因此愛因斯坦也很快成為科學(xué)界刮目相看的一顆光芒燦然的科學(xué)新星.牛頓的絕對時空觀

時間和空間是一切物質(zhì)存在、運(yùn)動和相互作用的基礎(chǔ),一切自然界現(xiàn)象和事件都是在時間和空間中發(fā)生的.因此時間和空間概念是物理學(xué)和一切自然科學(xué)描述自然界現(xiàn)象和事件的基礎(chǔ).物理學(xué)中的時間和空間概念起源于17世紀(jì)的伽利略和牛頓.牛頓在其偉大著作《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》一書中指出“絕對的、真正的、數(shù)學(xué)的時間,就其本性而言是永遠(yuǎn)均勻地流逝,與一切外界事物無關(guān)的”.又指出“絕對空間就其本性而言,是永遠(yuǎn)處處相同和不動的,與一切外界事物無關(guān)的”.一般稱之為牛頓的絕對時空.絕對時空最鮮明的特點(diǎn)是時間和空間結(jié)構(gòu)都與運(yùn)動和一切外界事物無關(guān),是絕對的,永遠(yuǎn)不變的.絕對時空也是牛頓力學(xué)定律對一切勻速運(yùn)動保持其不變性和對稱性的基礎(chǔ).牛頓的絕對時空在物理學(xué)中的體現(xiàn)和應(yīng)用,是伽利略相對性原理及其數(shù)學(xué)表示式伽利略變換,也稱為伽利略運(yùn)動學(xué).相對性原理是關(guān)于時間和空間與運(yùn)動關(guān)系的原理.在物理學(xué)中一般利用坐標(biāo)系來定義和描述物體的靜止和運(yùn)動狀態(tài),坐標(biāo)系是時間和空間坐標(biāo)的組合.最常用的一種坐標(biāo)系是適合牛頓慣性定律的慣性坐標(biāo)系(一般簡稱為慣性系).伽利略變換就是描述時間和空間在一切慣性坐標(biāo)系內(nèi)與運(yùn)動關(guān)系的數(shù)學(xué)形式,其中時間不受運(yùn)動和外界事物的影響,是絕對的,不變的;物體的空間位置雖隨運(yùn)動而變化,但牛頓認(rèn)為這種相對空間只是絕對空間的可動部份或者量度,而絕對空間本身則是永遠(yuǎn)處處相同和不動的.牛頓力學(xué)定律完全適合伽利略相對性原理,對伽利略變換保持其不變性和對稱性,都不受坐標(biāo)系或者觀察者運(yùn)動狀態(tài)的影響,因此兩者共同構(gòu)成了一個邏輯一致的理論體系.牛頓的絕對時空觀由于沒有任何實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為依據(jù),因此從其問世之后曾經(jīng)不斷遭到其同時代學(xué)者及以后歷代學(xué)者的批判.19世紀(jì)末葉,奧地利著名物理學(xué)家和實(shí)證主義哲學(xué)家馬赫,更從實(shí)證主義出發(fā),對牛頓的絕對時空概念進(jìn)行了系統(tǒng)而深刻的批判,認(rèn)為一切物理學(xué)定律和物理理論都只能包含可觀測量,而不應(yīng)包含不可觀測量,牛頓的絕對時空由于沒有任何觀測事實(shí)依據(jù),應(yīng)從力學(xué)和所有物理學(xué)中徹底清除出去.由于馬赫及其他學(xué)者的批判,至19世紀(jì)末開始形成了兩個明確認(rèn)識:一是牛頓力學(xué)定律并不是了解一切物理現(xiàn)象的先決條件或前提;二是把一切物理現(xiàn)象納入牛頓力學(xué)框架,也不是人類理性的要求.馬赫的批判對愛因斯坦青年時代思想的發(fā)展有深遠(yuǎn)影響,對他后來創(chuàng)立狹義相對論的相對時空理論無疑有重要啟發(fā)意義.因此愛因斯坦一直對馬赫給予了很高評價,稱贊馬赫的批判給他留下了持久而深刻的印象.他認(rèn)為馬赫的偉大之處是他不折不撓的懷疑主義和獨(dú)立精神.但在愛因斯坦之前,從未有人提出過以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為依據(jù)的科學(xué)的時空理論,來取代牛頓形而上學(xué)的絕對時空理論.實(shí)際上,牛頓的絕對時空理論并非是毫無經(jīng)驗(yàn)事實(shí)依據(jù)的無稽之論.絕對時空觀不但完全符合人們在日常生活中從未覺察到時間和空間本身有任何變化的直接感覺經(jīng)驗(yàn),而且在低速情況下也有其牢固的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ).因?yàn)樵诘退偾闆r下,由于時間和空間的相對性結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的相對論效應(yīng)一般極其微小,不但測量不出來,也不產(chǎn)生任何影響,只有在接近光速的高速物理現(xiàn)象中相對論效應(yīng)才起著重要作用.正是由于這些原因,至19世紀(jì)末的二百多年內(nèi),牛頓的絕對時空和牛頓力學(xué)定律從未受到過任何實(shí)驗(yàn)事實(shí)的沖擊和挑戰(zhàn),可以圓滿地成功地應(yīng)用于行星運(yùn)動以及一切宏觀物體的運(yùn)動,今天也仍然如此.因此,在過去二百年中,牛頓力學(xué)在物理學(xué)的各個領(lǐng)域都取得了令人矚目和驚異的偉大成就,一直被公認(rèn)為是全部物理學(xué)甚至是整個自然科學(xué)的統(tǒng)一基礎(chǔ).物理學(xué)家一直試圖把全部物理學(xué)都統(tǒng)一到力學(xué)框架內(nèi),從力學(xué)定律推導(dǎo)出一切物理學(xué)定律,由此建立對自然界的統(tǒng)一力學(xué)世界觀.但是,麥克斯韋電動力學(xué)和光學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展,從根本上動搖了力學(xué)作為全部物理學(xué)和自然科學(xué)牢固基礎(chǔ)的教條式信念.3 狹義相對論的偉大科學(xué)意義

狹義相對論的偉大科學(xué)意義愛因斯坦創(chuàng)立劃時代的狹義相對論的論文有一個樸實(shí)無華的簡單題目《論運(yùn)動物體電動力學(xué)》這也是當(dāng)時物理學(xué)界共同關(guān)心和研究的熱門課題.但只有愛因斯坦建立了全新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律,才使這一問題圓滿解決.這篇論文也是科學(xué)史上最具有特色的論文,不但其科學(xué)內(nèi)容的革命性和創(chuàng)造性以及所展示的非凡物理洞察力和新思維是科學(xué)史上十分罕見的,而且其理論結(jié)構(gòu)也構(gòu)成了一個從最少基本原理出發(fā)的既完美又自洽一致的邏輯演繹體系.為此,愛因斯坦強(qiáng)調(diào)指出,狹義相對論體現(xiàn)了理論科學(xué)在現(xiàn)代發(fā)展的基本特征,也更接近于一切科學(xué)的偉大目標(biāo),即從最少的假設(shè)或者公理出發(fā),通過邏輯演繹方法,概括最多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí).又指出,過去適用于科學(xué)發(fā)展早期的占主導(dǎo)地位的歸納法,正在讓位于探索性的演繹法.狹義相對論正是愛因斯坦倡導(dǎo)的邏緝演繹法的一個典范.現(xiàn)在演繹法已成現(xiàn)代理論物理學(xué)發(fā)展的主要模式.再者,其文體風(fēng)格也十分特殊,沒有引用任何參考文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為依據(jù),論文本身獨(dú)立成篇,結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,邏輯清晰,無任何冗詞贅句,所用數(shù)學(xué)也不高深,至今仍是學(xué)習(xí)和了解狹義相對論的最佳入門文獻(xiàn).全文除開頭3段提要性的簡明引言外,主要分為運(yùn)動學(xué)部分和電動力學(xué)部分,每一部分又各分為5小節(jié),在形式上也是很對稱的.從論文的結(jié)構(gòu)明顯看出,愛因斯坦創(chuàng)立狹義相對論經(jīng)歷了主要兩個步驟:首先是使時間和空間結(jié)構(gòu)(即時空度規(guī))適合光學(xué)和電磁現(xiàn)象以及麥克斯韋電動力學(xué)方程對運(yùn)動的不變性和對稱性,由此發(fā)現(xiàn)了同時性、時間和空間對運(yùn)動的相對性結(jié)構(gòu),運(yùn)動對鐘和尺的影響,建立了全新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律.其次是使全部物理學(xué)適合新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及新的運(yùn)動學(xué)定律,由此圓滿地解決了麥克斯韋電動力學(xué)及一切光學(xué)定律應(yīng)用于運(yùn)動物體的問題,建立了簡明而又邏輯一致的運(yùn)動物體電動力學(xué),推導(dǎo)出和發(fā)現(xiàn)了一系列新的運(yùn)動物體的光學(xué)和電磁學(xué)定律以及電子在電磁場內(nèi)的運(yùn)動定律.爾后又發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量與能量的統(tǒng)一性及其相互轉(zhuǎn)化定律,以及在高速運(yùn)動情況下對牛頓力學(xué)和熱力學(xué)等的相對論修正.從狹義相對論的相對時空結(jié)構(gòu)理論推導(dǎo)出的最令人嘆為觀止,也最令人驚異的結(jié)論,就是最深刻地揭示了自然界最深層的一個極其神奇而又非常有趣的現(xiàn)象和規(guī)律:時空的相對性結(jié)構(gòu)是一切自然界定律對相對運(yùn)動保持其不變性和對稱性的基礎(chǔ),也是自然界因果關(guān)系成立的基礎(chǔ).沒有時空的相對性結(jié)構(gòu),就沒看一切自然界定律對運(yùn)動的不變性和對稱性,也沒有自然界的因果關(guān)系,反之亦然.正是兩者的辯證統(tǒng)一構(gòu)成和展示了自然界的和諧性和統(tǒng)一性.狹義相對論的偉大科學(xué)意義,已不言而喻.愛因斯坦一生潛心致力于研究自然界的基本規(guī)律.他對自然界定律的不變性和對稱性具有最堅(jiān)定的物理信念,最敏銳的物理直覺和最深刻的物理洞察力,一生對其鍥而不舍,孜孜不倦地探索和研究.他所取得的一系列突破性的偉大科學(xué)成就幾乎都與此有關(guān).正是由于他的倡導(dǎo)和研究,導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了對稱性和不變性在自然界起著一種至關(guān)重要的作用,守恒定律也與對稱性有關(guān),大大深化了我們對自然界對稱性結(jié)構(gòu)的認(rèn)識,并且已發(fā)展成為對稱性決定相互作用的原理,即從某種對稱性出發(fā),推導(dǎo)出滿足這種對稱性的數(shù)學(xué)方程來發(fā)現(xiàn)自然界的規(guī)律.愛因斯坦的廣義相對論就是運(yùn)用對稱性原理要求更普遍的坐標(biāo)對稱性,并結(jié)合等效原理而取得了偉大成功的典范.現(xiàn)在對稱性原理已成為探索自然界規(guī)律的指導(dǎo)性原理之一,在各種場論、基本粒子物理學(xué)、原子和分子物理學(xué)、核物理學(xué)、晶體學(xué)和化學(xué)中都起著重要作用,已成為一種行之有效的方法,不斷取得了引人注目的成功.有些人認(rèn)為狹義相對論證明了世界上的一切事物都是相對的,沒有絕對的,只有相對真理,沒有絕對真理,這完全是一種誤解.實(shí)際上,狹義相對論只是相對時空結(jié)構(gòu)理論,只是證明了時間和空間是相對的,而不是絕對的,只是證明了正是時空的相對性結(jié)構(gòu)保證了一切自然界定律對運(yùn)動的不變性和對稱性,并沒有否定自然界定律的不變性和絕對性.因此愛因斯坦在最初幾年內(nèi)曾把狹義相對論稱之為不變性理論,又稱它為相對性原理,用以強(qiáng)調(diào)時間和空間的相對性結(jié)構(gòu).德國著名數(shù)學(xué)家克萊因也曾建議稱之為不變性理論,著名數(shù)學(xué)家韋耳也稱狹義相對論為

不變性和對稱性理論.愛因斯坦從1915年起才開始稱之為狹義相對論,以區(qū)別于廣義相對論.由此可以明顯看出狹義相對論的實(shí)質(zhì)是什么.但有些人望文生義得出了種種錯誤結(jié)論,完全是一種誤解.也有一些別有用心的人故意對狹義相對論加以歪曲和利用,以達(dá)到其不可告人的目的.狹義相對論起源于光學(xué)和電磁實(shí)驗(yàn)以及麥克斯韋電動力學(xué)理論,也是麥克斯韋電動力學(xué)的繼續(xù)發(fā)展.由于麥克斯方程本身蘊(yùn)涵了時空的相對性,由此導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)了時間和空間的相對性結(jié)構(gòu),建立了適用于全部物理學(xué)和自然科學(xué)的新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律.因此它的偉大科學(xué)意義已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了光學(xué)和電動力學(xué)的范圍,涉及了全部物理學(xué)和自然科學(xué).正如愛因斯坦強(qiáng)調(diào)指出的,狹義相對論是一種原理性理論,推導(dǎo)出了一切自然界定律都必須滿足的限制性原理和數(shù)學(xué)條件,任何自然界定律都必須對相對論運(yùn)動學(xué)定律保持其不變性和對稱性,為此愛因斯坦曾經(jīng)稱它類似于熱力學(xué)中的永動機(jī)不可能原理.因此狹義相對論可以稱之為原理中的原理.愛因斯坦在其電動力學(xué)論文及其后發(fā)表的另一篇短文中,應(yīng)用新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律,研究了兩個相對運(yùn)動坐標(biāo)系內(nèi)的物理現(xiàn)象特別是光學(xué)和電磁現(xiàn)象,由于時間和空間的相對性結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出和發(fā)現(xiàn)了自然界的一系列新奇定律,不但與經(jīng)典物理學(xué)截然不同,也超出人們感覺經(jīng)驗(yàn)的范圍,但卻是自然界的普遍規(guī)律,適用于全部物理學(xué)和自然科學(xué).從狹義相對論得出的自然界的普遍結(jié)論和規(guī)律有:

1)發(fā)現(xiàn)了時間和空間與運(yùn)動的相對性結(jié)構(gòu),證明了同時性、時間和空間都是相對的,而不是絕對的,由此建立了新的相對時空結(jié)構(gòu)理論及其新的運(yùn)動學(xué)定律.由于時空的相對性結(jié)構(gòu),運(yùn)動的鐘會變慢,運(yùn)動的尺會縮短,并且推導(dǎo)出了它們與運(yùn)動和光速關(guān)系的定量定律.因此,每個運(yùn)動坐標(biāo)系都有自己的時間和空間,而不存在絕對的時間和空間,從而徹底推翻了統(tǒng)治物理學(xué)已二百多年的牛頓的絕對時空理論.所有這些結(jié)論在接近光速的高速運(yùn)動中與實(shí)驗(yàn)事實(shí)全不矛盾.但在低速情況下,時空相對性結(jié)構(gòu)效應(yīng)極其微小,不會產(chǎn)生任何可測量影響.2)著名數(shù)學(xué)家閔可夫斯基從狹義相對論的相對時空理論進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)了四維連續(xù)時空及其幾何結(jié)構(gòu),證明了時間和空間的統(tǒng)一性和不可分割性.正如他強(qiáng)調(diào)指出的,狹義相對論的時間和空間概念是從實(shí)驗(yàn)物理學(xué)土壤中生長出來的,這就是其威力所在.這些觀點(diǎn)是根本性的.從今以后,孤立的時間和孤立的空間都已消失為陰影,只有兩者的統(tǒng)一才能保持其獨(dú)立的物理實(shí)在性.3)愛因斯坦在廣義相對論中把相對性原理從勻速運(yùn)動推廣到勻加速運(yùn)動,發(fā)現(xiàn)了四維彎曲時空幾何結(jié)構(gòu)與引力的關(guān)系.引力是彎曲時空幾何結(jié)構(gòu)的性質(zhì),宇宙中物質(zhì)引起時空彎曲構(gòu)成了引力,進(jìn)一步揭示了時間和空間與物質(zhì)(慣性)的關(guān)系,建立了新的引力場理論,使我們對引力本質(zhì)有了全新的認(rèn)識.由此預(yù)言了光線經(jīng)過太陽邊沿的引力彎曲以及光譜線的引力紅移,解開了長期困擾科學(xué)界的水星近日點(diǎn)異常進(jìn)動之謎,且均已獲得觀測和實(shí)驗(yàn)證實(shí).在廣義相對論中,時間和空間己變成動力學(xué)量,不但受到宇宙中物質(zhì)和能量分布及其運(yùn)動的影響,反過來也影響物質(zhì)和能量分布及其運(yùn)動,從而共同構(gòu)成了一個不可分割的統(tǒng)一體,沒有物質(zhì)也沒有時間和空間,反之亦然.正如愛因斯坦指出的,過去人們認(rèn)為世界上的所有物質(zhì)消失了,時間和空間依然存在,但廣義相對論則證明了物質(zhì)消失了,時間和空間也一起消失.但廣義相對論最偉大的科學(xué)成就則是建立了現(xiàn)代宇宙學(xué),開辟了科學(xué)地研究宇宙起源、演化及其結(jié)構(gòu)的廣闊途徑,由此發(fā)現(xiàn)了各種前所未知的新天體和新的天文現(xiàn)象,大大深化了我們對宇宙結(jié)構(gòu)的認(rèn)識.過去認(rèn)為宇宙本質(zhì)上是一成不變的,但現(xiàn)在理論和觀測結(jié)果都證明了宇宙起源于大爆炸,在不斷膨脹和收縮,并不是靜止不變的.各種天體既有其開端,亦有其終結(jié).因此,廣義相對論已成為指導(dǎo)研究引力性質(zhì)和宇宙大尺度結(jié)構(gòu)的唯一正確理論.4)從狹義相對論得出的最具有深遠(yuǎn)意義和重大影響的結(jié)論,則是揭示了物體的慣性(質(zhì)量)與能量的同一性,由此發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量與能量相互轉(zhuǎn)化定律,即著名的質(zhì)能公式E=mc2(c為光速),它已成為代表愛因斯坦的特殊性標(biāo)志.證明了質(zhì)量與能量是等價的,質(zhì)量是其所含能量的量度,兩者能夠相互轉(zhuǎn)化.在經(jīng)典物理學(xué)中質(zhì)量與能量是各自獨(dú)立的,各有其單獨(dú)的守恒定律,而現(xiàn)在則統(tǒng)一成為不可分開的質(zhì)能守恒定律.質(zhì)能轉(zhuǎn)化定律已成為人類利用核能的理論基礎(chǔ),也是了解太陽日日夜夜,源源不斷地輻射龐大光能和熱能的唯一法門.當(dāng)前核能利用有兩種形式,一種是鈾核裂變能,是當(dāng)前核能利用的主要形式;另一種是氫核聚變能,雖然早已制成了氫彈,但實(shí)現(xiàn)可控的核聚變反應(yīng)尚未成功.當(dāng)前各國科學(xué)家正在為實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)而共同努力,一旦成功,人類即可獲得充足的廉價的清潔能源,從而永遠(yuǎn)擺脫能源危機(jī).5)推導(dǎo)出了新的速度合成定律,不但證明了光速的不變性,也證明了光速是宇宙間的極限速度,任何物體速度都不能超過光速.兩個光速相加仍然等于光速.但當(dāng)速度遠(yuǎn)小于光速時,相對論的速度合成定律則簡化為牛頓力學(xué)中的速度合成定律,證明了后者只是前者在低速情況下的一種近似,并不是自然界的精確定律.6)推導(dǎo)出了質(zhì)量隨速度增加定律.但在低速情況下,質(zhì)量增加極其微小,不可能測量出來,也不會產(chǎn)生任何影響,因此在牛頓力學(xué)中有單獨(dú)的質(zhì)量守恒定律.只有在接近光速的高速情況下,質(zhì)量隨速度增加才起著重要作用,不但理論預(yù)言與實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全符合一致,而且已成為高能物理學(xué)實(shí)驗(yàn)必須考慮的重要因素.7)深化了我們對光和電磁現(xiàn)象本質(zhì)的認(rèn)識,使光和電磁場徹底擺脫了以太幽靈的困擾而成為獨(dú)立的物理實(shí)在和獨(dú)立的物質(zhì)形態(tài),由此不但消除了麥克斯韋電動力學(xué)與牛頓力學(xué)對相對運(yùn)動的不對稱性矛盾,使兩者統(tǒng)一起來,而且也解決了麥克斯韋電動力學(xué)和一切光學(xué)定律應(yīng)用于運(yùn)動物體的問題,并且推導(dǎo)出了一系列新的光學(xué)和電磁學(xué)定律以及電子在電磁場內(nèi)運(yùn)動的定律,解決了力學(xué)、熱力學(xué)、分子和原子物理學(xué)、量子力學(xué)以及基本粒子物理學(xué)等應(yīng)用于高速運(yùn)動的問題,使物理學(xué)各個領(lǐng)域在相對時空結(jié)構(gòu)上有了統(tǒng)一的基礎(chǔ).以上只是愛因斯坦從狹義相對論得出的部分主要結(jié)論,但足已充分證明狹義相對論內(nèi)容的博大精深,令人嘆為觀止,堪稱為科學(xué)史上非常罕見的豐碑.狹義相對論由于只在接近光速的高速物理現(xiàn)象中起著至關(guān)重要的作用,與我們?nèi)粘Ｉ詈透杏X經(jīng)驗(yàn)不發(fā)生任何聯(lián)系,廣大公眾往往對它存在某種神秘莫測之感,是完全可以理解的.又由于從它得出的結(jié)論往往超出了經(jīng)典物理學(xué)和人類感覺經(jīng)驗(yàn)的范圍,使人們難以理解,也一直不斷地引起各種爭論.但狹義相對論所依據(jù)的兩條基本原理,都是從大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)中發(fā)現(xiàn)的自然界的普遍原理,不但具有最牢固的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),而且兩條原理簡單明了,人人能懂,并不玄妙.最為重要者,狹義相對論問世至今已一百多年,經(jīng)歷了各種嚴(yán)峻實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn),與實(shí)驗(yàn)事實(shí)全都不矛盾,而且在高能物理學(xué)、基本粒子物理學(xué)以及在高科技領(lǐng)域都有了廣泛的實(shí)際應(yīng)用.因此,狹義相對論已成為放諸四海而皆準(zhǔn)的顛撲不破的科學(xué)真理.

第三篇：大學(xué)物理I(教學(xué)大綱)

《大學(xué)物理I》課程教學(xué)大綱

1.課程的目的和任務(wù)

物理學(xué)是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、相互作用和物質(zhì)最基本最普遍的運(yùn)動形式及其相互轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。物理學(xué)的基本理論滲透在自然科學(xué)的一切領(lǐng)域，應(yīng)用于生產(chǎn)技術(shù)的各個部門，它是自然科學(xué)和工程技術(shù)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。

以物理學(xué)基礎(chǔ)知識為內(nèi)容的大學(xué)物理課，它所包括的經(jīng)典物理、近代物理和物理學(xué)在科學(xué)技術(shù)上應(yīng)用的初步知識等都是一個高級工程技術(shù)人員所必備的。因此，大學(xué)物理課是高等工業(yè)學(xué)校各專業(yè)學(xué)生的一門重要的必修基礎(chǔ)課。

高等學(xué)校中開設(shè)大學(xué)物理課的作用，一方面在于為學(xué)生系統(tǒng)地打好必要的物理基礎(chǔ)；另一方面使學(xué)生初步學(xué)習(xí)科學(xué)的思想方法和研究問題的方法。這些都起著開闊思路、激發(fā)探索和創(chuàng)新精神、增強(qiáng)適應(yīng)能力、提高人才素質(zhì)的重要作用。學(xué)好大學(xué)物理，不僅對學(xué)生在校學(xué)習(xí)十分重要，而且對學(xué)生畢業(yè)后的工作和進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)、不斷更新知識，都將發(fā)生深遠(yuǎn)的影響。

2.課程教學(xué)基本要求

通過大學(xué)物理教學(xué)，使學(xué)生在以下能力、素質(zhì)方面得到培養(yǎng)：

(1)獨(dú)立獲取知識的能力：逐步掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，能夠閱讀并理解相當(dāng)于大學(xué)物理水平的物理累教材、參考書、文獻(xiàn)資料等，能寫出條理清晰的筆記、小結(jié)或小論文，得增強(qiáng)獨(dú)立思考能力。

(2)科學(xué)觀察和思維能力：應(yīng)用物理學(xué)基本理論，通過觀察、分析、綜合、科學(xué)抽象、類比聯(lián)想、實(shí)驗(yàn)等方法，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題的能力并對所涉獵問題有一定深度的理解。

(3)分析問題和解決問題的能力：根據(jù)物理問題的特征、性質(zhì)及實(shí)際情況，進(jìn)行合理簡化，建立物理模型，并用物理語言和基本數(shù)學(xué)方法進(jìn)行描述，運(yùn)用所學(xué)的物理理論和研究方法進(jìn)行分析、研究。

(4)培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度和刻苦鉆研的作風(fēng)，引導(dǎo)學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀，激發(fā)學(xué)生的求知熱情和創(chuàng)新欲望。樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和辯證唯物主義的世界觀。

3.課程教學(xué)內(nèi)容、主要知識點(diǎn)和基本要求

3.1力學(xué)

(1)掌握位矢、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動和運(yùn)動變化的物理量。能借助于直角坐標(biāo)系計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動時的速度、加速度。能計(jì)算質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。

(2)掌握牛頓運(yùn)動三定律及其適用條件。能求解一維變力作用下簡單的質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)問題。

(3)掌握功的概念，能計(jì)算直線運(yùn)動情況下變力的功。理解保守力作功的特點(diǎn)及勢能的概念，會計(jì)算重力、彈性力和萬有引力勢能。

(4)掌握質(zhì)點(diǎn)的動能定理和動量定理，掌握機(jī)械能守恒定律、動量守恒定律，掌握運(yùn)用守恒定律分析問題的思想和方法，能分析簡單系統(tǒng)在平面內(nèi)運(yùn)動的力學(xué)問題。通過質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動情況理解角動量和角動量守恒定律，并能用它們分析、解決質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動時的簡單力學(xué)問題。

(5)了解轉(zhuǎn)動慣量概念。掌握剛體轉(zhuǎn)動的描述，理解剛體繞定軸轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動定律和剛體在繞定軸

轉(zhuǎn)動情況下的角動量定理、角動量守恒定律。了解剛體轉(zhuǎn)動中的功和能。

(6)理解伽利略相對性原理，理解伽利略坐標(biāo)、速度變換。3.2振動和波動

(1)掌握描述簡諧振動和簡諧波的各物理量（特別是相位）及各量間的關(guān)系。掌握旋轉(zhuǎn)矢量法。(2)掌握簡諧振動的基本特征，能建立一維簡諧振動的微分方程，能根據(jù)給定的初始條件寫出一維簡諧振動的運(yùn)動方程，并理解其物理意義。

(3)掌握簡諧振動的能量特征，能根據(jù)特定條件計(jì)算簡諧振動的能量。(4)理解同向簡諧振動的合成規(guī)律。了解振動方向相互垂直的諧振動合成。(5)了解阻尼振動、受迫振動和共振。

(6)理解機(jī)械波產(chǎn)生的條件。掌握由已知質(zhì)點(diǎn)的簡諧振動方程得出平面簡諧波的波函數(shù)的方法及波函數(shù)的物理意義。理解波形圖線。理解波的能量傳播特征及能流、能流密度概念。

(7)理解惠更斯原理和波的疊加原理。理解波的相干條件，能應(yīng)用相位差和波程差分析、確定相干波疊加后振幅加強(qiáng)和減弱的條件。

(8)理解駐波及其形成條件，理解相位突變(半波損失)產(chǎn)生條件。了解駐波和行波的區(qū)別。

(9)理解機(jī)械波的多普勒效應(yīng)及其產(chǎn)生原因。在波源或觀察者單獨(dú)相對介質(zhì)運(yùn)動，且運(yùn)動方向沿二者連線的情況下，能用多普勒頻移公式進(jìn)行計(jì)算。

3.3氣體動理論及熱力學(xué)

(1)理解平衡態(tài)、態(tài)參量及熱力學(xué)第零定律；理解理想氣體物態(tài)方程。

(2)掌握功、熱量和內(nèi)能的概念。理解準(zhǔn)靜態(tài)過程。掌握熱力學(xué)過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量；掌握等壓摩爾熱容、等容摩爾熱容計(jì)算，并理解其物理意義。了解絕熱過程中的功、熱量、內(nèi)能改變量；了解絕熱方程。

(3)了解循環(huán)過程的概念，了解循環(huán)過程中的循環(huán)效率、制冷系數(shù)及其物理意義。掌握卡諾循環(huán)等簡單循環(huán)的效率。

(4)了解可逆過程和不可逆過程。理解熱力學(xué)第二定律及其統(tǒng)計(jì)意義。3.4電磁學(xué)

(1)掌握庫侖定律、靜電場的電場強(qiáng)度和電勢的概念以及電場強(qiáng)度疊加原理和電勢疊加原理。掌握電勢與電場強(qiáng)度的積分關(guān)系。能計(jì)算一些簡單問題中的電場強(qiáng)度和電勢。

(2)理解靜電場的規(guī)律：高斯定理和環(huán)路定理。理解用高斯定理計(jì)算電場強(qiáng)度的條件和方法。(3)掌握磁感應(yīng)強(qiáng)度的概念。理解畢奧—薩伐爾定律。能計(jì)算一些簡單問題中的磁感應(yīng)強(qiáng)度。(4)理解穩(wěn)恒磁場的規(guī)律：磁場高斯定理和安培環(huán)路定理。理解用安培環(huán)路定理計(jì)算磁感應(yīng)強(qiáng)度的條件和方法。

(5)理解安培定律和洛侖茲力公式。了解電偶極矩和磁矩的概念。能計(jì)算電偶極子在均勻電場中，簡單幾何形狀載流導(dǎo)體和載流平面線圈在均勻磁場中或在無限長直載流導(dǎo)線產(chǎn)生的非均勻磁場中所受的力和力矩。能分析運(yùn)動點(diǎn)電荷在均勻磁場中的受力和運(yùn)動。

(6)理解導(dǎo)體的靜電平衡條件及處于靜電平衡導(dǎo)體的性質(zhì)。了解介質(zhì)的極化、磁化現(xiàn)象及其微觀解釋。了解順磁質(zhì)、抗磁質(zhì)及鐵磁質(zhì)的特性。了解各向同性介質(zhì)中D和E、H和B之間的關(guān)系和區(qū)別。理解介質(zhì)中的高斯定理和安培環(huán)路定理。

(7)理解電動勢的概念，掌握法拉第電磁感應(yīng)定律。理解動生電動勢及感生電動勢。(8)理解解電容、自感系數(shù)和互感系數(shù)。(9)理解電能密度、磁能密度的概念。

(10)理解渦旋電場、位移電流的概念；理解麥克斯韋方程組(積分形式)及其物理意義。了解電磁場的物質(zhì)性。

3.5波動光學(xué)

(1)理解獲得相干光的方法。掌握光程的概念以及光程差和相位差的關(guān)系。能分析、確定楊氏雙

縫干涉條紋及薄膜等厚干涉條紋的位置，了解麥克爾孫干涉儀的工作原理。

(2)理解惠更斯—非涅耳原理。理解分析單縫夫瑯禾費(fèi)衍射暗紋分布規(guī)律的方法。會分析縫寬及波長對衍射條紋分布的影響。

(3)理解光柵衍射公式。會確定光柵衍射譜線的位置。會分析光柵常量及波長對光柵衍射譜線分布的影響。

(4)了解圓孔的夫瑯禾費(fèi)衍射規(guī)律，理解光學(xué)儀器的分辨本領(lǐng)。了解晶體的X射線衍射。

(5)理解自然光和線偏振光。理解布儒斯特定律及馬呂斯定律。了解雙折射現(xiàn)象。了解線偏振光的獲得方法和檢驗(yàn)方法。

3.6近代物理(狹義相對論簡介及量子物理基礎(chǔ))3.6.1狹義相對論簡介

(1)了解邁克爾迅－莫雷實(shí)驗(yàn)，理解愛因斯坦狹義相對論的兩個基本假設(shè)。(2)理解洛侖茲坐標(biāo)及速度變換。

(3)理解狹義相對論中同時性的相對性以及時間膨脹和長度收縮概念。了解牛頓力學(xué)中的時空觀和狹義相對論中的時空觀以及二者的差異。

(4)理解狹義相對論中質(zhì)量和速度的關(guān)系，理解狹義相對論動力學(xué)方程(5)了解質(zhì)量和能量的關(guān)系。3.6.2量子物理基礎(chǔ)

(1)了解黑體輻射，了解普朗克量子化假設(shè)。理解光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律以及愛因斯坦的光子理論對這兩個效應(yīng)的解釋，理解光的波粒二象性。

(2)了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律及玻爾的氫原子理論。

(3)了解弗蘭克—赫茲實(shí)驗(yàn)，了解原子里德伯態(tài)和對應(yīng)原理。

(4)了解戴維孫－革末實(shí)驗(yàn)思想，理解德布羅意的物質(zhì)波假設(shè)。理解實(shí)物粒子的波粒二象性。掌握動量－能量不確定關(guān)系。

(5)理解描述物質(zhì)波動性的物理量（波長、頻率）和粒子性的物理量（動量、能量）間的關(guān)系。(6)理解波函數(shù)及及其統(tǒng)計(jì)解釋。了解一維定態(tài)薛定諤方程。理解一維無限深勢阱問題求解。(7)了解如何用駐波觀點(diǎn)說明能量量子化。了解角動量量子化及空間量子化。

(8)了解描述原子中電子運(yùn)動狀態(tài)的四個量子數(shù)。了解施特恩—格拉赫實(shí)驗(yàn)及微觀粒子的自旋。了解泡利不相容原理和原子的電子殼層結(jié)構(gòu)。4．時間分配表

附：對于了解內(nèi)容，任課教師可根據(jù)實(shí)際情況并結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)選講。５．參考教材

(1)黃新民主編.《大學(xué)物理學(xué)》（上、下冊）西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2010.8(2)馬文蔚改編.《大學(xué)物理》（第四版，上、中、下冊），北京：高等教育出版社，2001.7

執(zhí) 筆 人：

修訂時間：2010年10月

第四篇：大學(xué)物理I復(fù)習(xí)綱要

大學(xué)物理I復(fù)習(xí)綱要

本期考試比例：

力學(xué)：31分；熱學(xué)：22分；振波：22分；光學(xué)：25分。

大學(xué)物理I 包括：力學(xué)（運(yùn)動學(xué)、牛頓力學(xué)、剛體的定軸轉(zhuǎn)動）；熱學(xué)（氣體動理論、熱力學(xué)第一定律）；振動波動（機(jī)械振動、機(jī)械波）；光學(xué)（光的干涉、衍射和偏振）。根據(jù)大綱對各知識點(diǎn)的要求以及總結(jié)歷年考試的經(jīng)驗(yàn)，現(xiàn)列出期末復(fù)習(xí)的綱要如下：

1． 計(jì)算題可能覆蓋范圍

a.剛體碰撞； b.熱力學(xué)第一定律； c.機(jī)械波波動方程（含駐波）；d.劈尖干涉；e光柵衍射

2． 大學(xué)物理I重要規(guī)律與知識點(diǎn)

（一）力學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)（速度、加速度、位移、路程概念分析、圓周運(yùn)動）；質(zhì)點(diǎn)的相對

運(yùn)動，伽利略變換；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的機(jī)械能與角動量；牛頓第二定律；質(zhì)點(diǎn)動量定理；變力做功；剛體定軸轉(zhuǎn)動定理；剛體定軸轉(zhuǎn)動角動量定理及角動量守恒定律；

（二）熱學(xué)理想氣體的狀態(tài)方程；內(nèi)能；等概率假設(shè)，能均分定理；麥克斯韋速率分布

函數(shù)的統(tǒng)計(jì)意義和三種統(tǒng)計(jì)速率；熱力學(xué)第一定律在理想氣體等值過程中的應(yīng)用；循環(huán)過程及效率、絕熱過程。

（三）振動、波動旋轉(zhuǎn)矢量法的應(yīng)用；同方向同頻率簡諧振動的合成；波速、周期（頻

率）與波長的關(guān)系（??uT）；波程差與相位差的關(guān)系；相干波；振動曲線和波動曲線，振動方程的求解；波的能量。

（四）光學(xué)光程差與相位差；楊氏雙縫干涉；干涉與光程；半波損失；薄膜干涉（增透，增反）；單縫衍射，圓孔衍射及最小分辨率，光柵衍射；布儒斯特定律

第五篇：《大學(xué)物理I》期中復(fù)習(xí)題

西北工業(yè)大學(xué)期中復(fù)習(xí)題

3．質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動，已知加速度a=bt（b是常數(shù)），當(dāng)t =0時，v=v0 , x=x0 ,則t時刻質(zhì)點(diǎn)位置為：

11v0t2?bt3； 26

1B．x?x0?v0t?bt3 6

1C

．x?x0?v0t2?bt3 6

1D．x?x0?v0t?bt3。6A．x?x0?

4．A、B兩船都以2m/s的速率勻速行駛，且A船沿x軸正向運(yùn)動，B船沿y

軸正向運(yùn)動。則B船相對于A船的速度（以m/s為單位）為：

A．2i?2j；B．?2i?2j；

C．?2i?2j；D．2i?2j。

5．如圖所示，質(zhì)點(diǎn)m在豎直平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)

動，從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)過程中，則關(guān)于質(zhì)點(diǎn)

受作用狀況的正確表述是：

A．合外力的功為零； 第5題圖