王莉

物理是一門能夠貫穿幾乎所有的自然現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律的科學(xué)，跟我們的生活息息相關(guān)。

筆者認(rèn)為，之所以有學(xué)生認(rèn)為大學(xué)物理晦澀難懂，毫無(wú)頭緒，是因?yàn)闆]有抓住物理的脈絡(luò)，學(xué)習(xí)欠缺章法。從事大學(xué)物理教學(xué)多年，有一些想法愿與大家一同分享。

大學(xué)物理主要包括經(jīng)典物理和近代物理。其中經(jīng)典物理研究的是宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)，包括質(zhì)點(diǎn)力學(xué)、剛體力學(xué)、機(jī)械波、熱學(xué)、電磁學(xué)和波動(dòng)光學(xué)。近代物理包括愛因斯坦的相對(duì)論和量子物理，分別研究的是宏觀物體的高速運(yùn)動(dòng)問題和微觀粒子之間的相互作用。

質(zhì)點(diǎn)力學(xué)，包括運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)兩部分。運(yùn)動(dòng)學(xué)中位置矢量，位移，速度，加速度這幾個(gè)物理量的定義和物理意義要清楚，結(jié)合高數(shù)知識(shí)理解各物理量間的微積分關(guān)系。動(dòng)力學(xué)以牛頓三定律為基礎(chǔ)，由此推導(dǎo)出的動(dòng)量定理及其守恒定律和動(dòng)能定理以及機(jī)械能守恒定律。

剛體力學(xué)中，對(duì)比質(zhì)點(diǎn)的定義，理解剛體模型建立的理想條件。其重點(diǎn)在于兩者之間的類比。轉(zhuǎn)動(dòng)定律類比于牛二定律，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量類比于質(zhì)量，力矩類比于力，角加速度類比于加速度等等。

狹義相對(duì)論力學(xué)的學(xué)習(xí)，就要摒棄經(jīng)典物理的時(shí)空觀，從愛因斯坦的兩個(gè)基本假設(shè)出發(fā)，建立起俠義相對(duì)論的時(shí)空觀，才能理解同時(shí)同地的相對(duì)性，動(dòng)尺縮短，時(shí)間延緩這些相對(duì)論效應(yīng)。

機(jī)械振動(dòng)，重點(diǎn)在于運(yùn)動(dòng)微分方程和運(yùn)動(dòng)方程的建立，注意理解ω的物理意義，由此可以得出簡(jiǎn)諧振動(dòng)周期和頻率是由系統(tǒng)決定的，而振幅和初相是由已知條件決定的。

機(jī)械波，重點(diǎn)在于波函數(shù)的建立，明確機(jī)械波是機(jī)械振動(dòng)在介質(zhì)中的傳播，就不難理解質(zhì)點(diǎn)的位移是介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)位置和時(shí)間的函數(shù)。由波函數(shù)求振動(dòng)方程，波形方程，波速，波長(zhǎng)，兩質(zhì)點(diǎn)間的相位差是考點(diǎn)。

氣體動(dòng)理論，是從微觀角度出發(fā)，把宏觀量與微觀量聯(lián)系起來(lái)。著重理解理想氣體狀態(tài)方程中各個(gè)宏觀量P、V、T的微觀意義。由微觀角度的能量按自由度均分定理，推導(dǎo)出宏觀的理想氣體內(nèi)能公式。由麥克斯韋速率分布率的歸一化條件，理解平均速率，最概然速率和方均根速率以及速率分布曲線的物理意義。

熱力學(xué)基礎(chǔ)，研究的是宏觀的熱學(xué)規(guī)律。熱力學(xué)第一定律研究的是系統(tǒng)吸熱、做功跟內(nèi)能變化之間的關(guān)系。通過熱一定律在幾個(gè)典型過程的應(yīng)用，理解功和熱量是過程量，內(nèi)能是狀態(tài)量。熱力學(xué)第二定律說明的是自然界一切熱力學(xué)過程都是有方向性的不可逆的，可以有無(wú)數(shù)種表述。

以上是大學(xué)物理一的內(nèi)容，篇幅關(guān)系，大學(xué)物理二的內(nèi)容待續(xù)。希望能拋磚引玉。

編輯 楊兆東