序论－大学物理基础课件

序论－大学物理基础课件内容摘要：

序论－大学物理基础课件 中国药科大学物理教研室物 理 学 2006级生命科学与技术基地班主讲教师： 韩 永 胜论关于测量的基本理论矢量主要内容中国药科大学物理教研室序论”，意即“自然”，在古代欧洲，它是自然科学的总称。 在现代，它是自然科学的一个重要部门。 物理学是什么。 （ 国药科大学物理教研室物理学是研究物质的基本结构和基本运动规律的科学物理学是什么。 （ 不同的运动形式具有不同的运动规律，因而要用不同的研究方法处理，因此，物理学又分为力学、热学、电磁学、光学 和 原子物理学 等各个部分。 按照物理学的历史发展又可以分为 经典物理 与近代物理、现代物理 三个阶段。 中国药科大学物理教研室物理学是科学技术之母物理学的发展对人类生产力的提高起了极大的推动作用，物理学发展的每一次重大突破，都引起了一次工业革命 牛顿力学的建立和热力学的发展 第一次工业革命，实现了工业生产的机械化 法拉第麦克斯韦电磁理论的建立 第二次工业革命，实现了工业生产的电气化 相对论和量子力学的建立 第三次工业革命，实现了核能的利用和工业生产的自动化物理学是什么。 （ 国药科大学物理教研室物理学是什么。 （ 理学作为科学技术的基础科学和带头学科，有它自身的特点物理学是一门实验科学物理学的基本结构基本概念（核心）基本定律（联系）基本思想（灵魂）基本方法（素质）基本精神（动力）物理学与数学和辩证唯物主义哲学有着密切的联系对研究对象的科学抽象和概括 理想模型中国药科大学物理教研室物理学是科学的世界观和方法论的基础物理学是什么。 （ 理思想能启迪年青人的创造思维和灵感，是培养开拓型人才的火种。 基本物理思想有： 物质不灭和运动守恒 各种运动形式具有统一性 对称性 抓主要矛盾 区别对待（对不同的运动形式采用不同的研究方法）中国药科大学物理教研室物理学是什么。 （ 理学的研究方法是人类智慧的结晶，是开发智力和提高能力的重要途径。 主要方法有： 观察、实验法 科学思维法 形象类比法 理想实验法 模型研究法 判决实验法中国药科大学物理教研室谁需要学习物理学。 （ 有对自身和自然界感兴趣的人，所有对生活有热情的人，所有热爱科学的人。 学习大学物理有利于促进 学习系统 的发展认知结构（生活认知和科学认知）智力结构（观察、注意、思维、想象力）能力结构（普通、特殊、创造才能）学习心理品质结构（事业心、理想、 ）中国药科大学物理教研室怎样学习物理学。 （ 预习 听课 复习 作习题 总结贯穿整个过程的是：思考、思考、再思考。 怀疑、怀疑、再怀疑。 返回中国药科大学物理教研室实验一 培养实践、理论两方面的科学素养培养和提高科学实验能力：准备实验，使用仪器设备，观察分析判断，记录、处理、报告实验过程和结果培养科学态度和工作作风中国药科大学物理教研室物理实验是一门独立设置的必修基础课物理实验是系统实验方法和实验技能训练的开端课程性质（ 国药科大学物理教研室课程要求（ 预习实验了解实验原理、方法，仪器使用，实验思路预习实验报告 包括实验步骤、电路图、数据表格等2 进行实验遵守实验室规章制度 听从老师的指导正确使用和爱护仪器器材按步骤进行 记录 过程、数据、器材等中国药科大学物理教研室3 实验报告见教材第 3页要求 本学年有 统一 的物理实验报告本强调： 实验教学注重过程 成绩评定依据是平时的每个实验中国药科大学物理教研室1、清楚本学期实验安排。 请每个同学明确何时做什么实验，并做好预习工作。 实验时要出示预习报告。 2、物理实验 从第 11周开始， 物理理论课 从第 10周开始。 请同学们预先看好上课教室，上课时带上合适的 教材。 重要通知（ 国药科大学物理教研室1 测量 直接测量 间接测量 单位2 测量误差的基本知识误差总是存在 与仪器、方法、条件等等有关测量与误差（ 4 L例如中国药科大学物理教研室3 测量的误差0x x x 测量值 真值中国药科大学物理教研室误差的性质和来源系统误差特点：方向、规律来源：仪器、理论、个人偶然误差特点：随机、统计规律来源：偶然性因素系统误差(然误差( 然误差的形象描述还有一种： 过失误差 错误 (别对应精密度 确度 确度 1）以算术平均值 （ 表示结果10 1 21()x x x 2）平均绝对误差（ 21()x x x x 中国药科大学物理教研室在 x x 区间内的几率为 57%平均值与真值之差落在此区间内的可能性就更大了。 处理后结果的表达形式应为()x x x 中国药科大学物理教研室解 ： 先求平均值101 6 3 . 5 6 4 c 再计算平均绝对误差101 0 . 0 1 2 0 . 0 1 c 对某物体长度测量 10次，结果如下： 求测量结果中国药科大学物理教研室处理结果表示为( 6 3 . 5 6 0 . 0 1 ) c 此结果表示真值基本在此范围内 6 3 . 5 5 c m 6 3 . 5 7 c m中国药科大学物理教研室标准偏差 极限误差标准偏差：2211( ) ( )11x 平均值的标准偏差： 2211( ) ( )( 1 ) ( 1 )x xn n n 的数据，计算标准偏差2210116( ) ( 6 3 . 5 6 4 )1 1 0 12 . 0 4 0 1 00 . 0 1 5 0 . 0 2 c x 处理结果为( 6 3 . 5 6 0 . 0 2 ) c 解：中国药科大学物理教研室任一次测量值的误差落在x x 区间内的几率是 x 3 x区间内的几率是 言之 ：如果某次测量值的误差大于标准偏差的 三倍 ，应该认为该次测量失败，可以剔除该数据。 但是要分析原因3 x因此将 看成正常的偶然误差的极限，称为 极限误差中国药科大学物理教研室注意 ：本课程中一般要求用 平均绝对误差 或 标准偏差 评价数据，同时也要清楚平均值的标准偏差的物理意义。 正常的测量值一般落在区间3 3 1 . 2 5x x 标准偏差和平均绝对误差之间的关系为：中国药科大学物理教研室仪器误差 （ 明 或 最小分度值的一半单次测量 结果的误差可以 取仪器误差 ；多次测量 比较其误差和仪器误差，取两者中 较大的 为结果的误差。 中国药科大学物理教研室相对误差 （ 均绝对误差、标准偏差、极限误差、仪器误差等，都是有单位的，都是 绝对误差 ，现在用 代表。 x定义 相对误差 ：00100相对误差是一个 很重要的量 ，它可以比较测量对象不同时测量的 好坏程度。 A ( 1 0 0 1 ) c B ( 1 0 0 0 1 ) c 例如：中国药科大学物理教研室间接测量结果的误差 误差的传递设 两个直接测量值， N 由 出， 运算x xA A B A B( ) ( )( ) ( )N N x x x xx x x x 误差的传递 （ 国药科大学物理教研室x x 对加法运算有：其相对误差为：x x x 对减法运算有相似的结论： x x x x x 中国药科大学物理教研室规则 1 几个直接测量值相加、减时，其结果的绝对误差 为各直接测量值的绝对误差 之和。 乘、除法。 先看乘法：x x A A B A B A B A B( ) ( )N N x x x xx x x x x x x x 误差传递的规则 B B AN x x x x 其相对误差为： A B B x x x xN x 同样，对除法运算有： B B A x x x x 中国药科大学物理教研室规则 2 几个直接测量值相乘、除时，其结果的相对误差 为各直接测量值的相对误差 之和。 任意函数 的误差传递公式, )N f x x 对此函数求全微分，将其中的微小变化看成误差，注意各项误差前的系数要取绝对值（为什么。 ）。 可得： 中国药科大学物理教研室各直接测量值的误差前的非负系数，叫 误差传递系数。 l n l nN f fE x xN f x 相对误差为：中国药科大学物理教研室一般地，按如下步骤可求间接测量结果的误差： 对函数 求全微分 合并 同一变量 的系数 各传递系数 取绝对值 后，将微分号变为误差符号 中国药科大学物理教研室通过测量圆柱体的直径 D 和高 h ，求圆柱体体积，并讨论其 误差。