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1、大学物理力学College PhysicsMechanics王仲民2007年秋季学期云南大学软件学院云南大学软件学院学习目的系统认识物理学所研究的各种运动形式及其联系正确理解物理学的基本理论、基本知识和基本技能素质与能力严肃的科学态度严格的科学作风缜密的科学思维激发求知热情、探索精神、创新欲望独立获取知识分析问题、解决问题科学审美观云南大学软件学院云南大学软件学院参考资料朱峰主编，大学物理 清华大学出版社，2004程守洙,江之永主编,胡盘新,汤毓骏,宋开欣修订，普通物理学（第五版），高等教育出版社,1998D. M. Bourg, 游戏开发物理学，OReilly/电子工业出版社，2004D.
2、M. Bourg and G. Seemann, 游戏开发中的人工智能, OReilly/东南大学出版社，2006Serway and Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6 EdMIT OpenCourseWare, Physicshttp:/ocw.mit.edu云南大学软件学院云南大学软件学院概要云南大学软件学院云南大学软件学院教学周历周次周次内容内容日期日期11.1质点运动学；1.2质点动力学08/2721.2质点动力学；1.3机械能和功；1.4动量和角动量09/0309/0531.5刚体力学基础09/1041.6 游戏设计的力学
3、原理；2.1热力学系统与平衡态；2.2热力学第二定律和熵09/1709/1952.3熵的概念在信息编码中的应用09/246国庆节10/0110/03云南大学软件学院云南大学软件学院教学周历周次周次内容内容日期日期73.1库仑定律、电场强度及其应用10/0883.1库仑定律、电场强度及其应用；3.2稳恒磁场10/1510/1793.2稳恒磁场 （期中考试）10/22103.3动磁场10/2910/31113.4电介质与磁介质11/05123.5电磁学原理与信号传输；4.1简谐运动11/1211/14云南大学软件学院云南大学软件学院教学周历周次周次内容内容日期日期134.2波的合成；4.3波的传播
4、11/19145.1几何光学基本定律；5.2光的干涉和衍射11/2611/28155.2光的干涉和衍射12/3165.2光的干涉和衍射；5.3光学原理的应用12/1012/12176.1狭义相对论基本概念；6.2量子力学初步；6.3量子计算与量子信息期末考试（2008-1-2-56）云南大学软件学院云南大学软件学院力学云南大学软件学院云南大学软件学院必备知识矢量运算量纲质量Masskg长度Lengthm时间Times量纲运算与方程校验正确的方程必有正确的量纲但正确的量纲不一定表示正确的方程云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学质点的位移相对运动速度加速度伽利略变换平面曲线运动抛体运动圆周运
5、动云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：基本概念参照系地面参照系实验室参照系运动的相对性物体运动的形式随参照系的不同而不同运动的绝对性所有物体均处于运动中坐标系定量描述位置之参照系云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：质点的位移云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：速度平均速度瞬时速度速度的分解与叠加云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：伽利略变换设有两个坐标系K和K各对应轴相互平行彼此作匀速直线运动坐标系K相对于K的速度为v，且沿X轴计时开始时原点重合，则伽利略变换式：云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：加速度平均加速度（瞬时）加速度加速度的分解与叠加云南大学
6、软件学院云南大学软件学院质点运动学：平面曲线运动抛体运动初速度加速度瞬时速度云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：平面曲线运动圆周运动切向加速度改变速率法向加速度改变方向平均角速度瞬时角速度角加速度云南大学软件学院云南大学软件学院质点运动学：提要质点运动基本物理量（矢量）：位置：质点的空间位置位移：质点的位置改变速度：质点位置变化的快慢和方向加速度：质点速度的变化圆周运动线量：线速度、切向加速度、法向加速度、线加速度角量：角位置、角速度、角加速度线量与角量的转换云南大学软件学院云南大学软件学院质点动力学牛顿运动定律及其应用变力作用下的质点动力学基本问题惯性和非惯性云南大学软件学院云南大学
7、软件学院质点动力学：牛顿定律牛顿第一运动定律（惯性定律）无外力时，任何物体均保持原来的运动状态牛顿第二运动定律牛顿第三运动定律两物体间的相互作用力大小相等、方向相反、作用对象不同F = - F云南大学软件学院云南大学软件学院牛顿第二定律的不同表现形式一般形式一般形式：F = ma重力：G=mg弹性力：f = - kx摩擦力：f =-N云南大学软件学院云南大学软件学院质点动力学：变力作用动力学力变化/质量恒定物体由静止到运动或由运动到静止运动状态在变速与匀速之间变化流体中运动的物体质量变化/速度恒定云南大学软件学院云南大学软件学院质点动力学：惯性和非惯性非惯性系中，牛顿运动定律不适用若假设有惯性
8、力存在，可借用牛顿定律得数学表达式：F + F惯性力 = maa 为运动物体相对于非惯性系的加速度F 为相互作用物体所受合力云南大学软件学院云南大学软件学院质点动力学：提要牛顿运动定律第一定律（惯性定律）第二定律（力与速度）第三定律（作用与反作用）非惯性系中可假设惯性力而应用牛顿运动定律云南大学软件学院云南大学软件学院机械能和功质点的动能定理功能原理和能量守恒云南大学软件学院云南大学软件学院功、功率、动能功力的空间效果功率动能云南大学软件学院云南大学软件学院质点的动能定理动能定律：合力对质点所作的功等于该质点动能的增量或云南大学软件学院云南大学软件学院保守力、保守力的功、势能保守力：做功与路径
9、无关的力保守力的功：万有引力、重力、弹性力势能（Potential Energy）：因保守力做功而改变的能量引力势能重力势能弹性势能云南大学软件学院云南大学软件学院机械能、功能原理机械能 = （动能 + 势能）EM= Ek+ Ep功能原理：外力和非保守内力所做功的代数和等于机械能的增量W外力+W非保守内力=EM云南大学软件学院云南大学软件学院能量守恒能量只能从一种形式转化成另一种形式云南大学软件学院云南大学软件学院动量和角动量动量定理和动量守恒定律质点的角动量、角动量守恒定律云南大学软件学院云南大学软件学院动量定理和动量守恒定律动量力的时间效果冲量或者当 F=0 则 P= C 动量守恒云南大学
10、软件学院云南大学软件学院角动量角动量角动量守恒定律若作用在质点上的力对某定点的力矩为零，则质点对该点的角动量在运动过程中保持不变云南大学软件学院云南大学软件学院刚体力学基础刚体定轴转动定律转动惯量刚体转动中的功和能刚体的角动量角动量守恒定律云南大学软件学院云南大学软件学院刚体定轴刚体：形状与大小不变的物体刚体运动平动：可简化为刚体内任一质点的运动转动：刚体内各质点绕同一直线作圆周运动转动轴转动平面转动轴转动平面云南大学软件学院云南大学软件学院刚体定轴转动时的角运动方程定轴转动时，刚体上任一质元的角位置可以用角位置运动方程唯一确定角位移角速度角加速度转动轴转动平面云南大学软件学院云南大学软件学院
11、刚体定轴转动定律力矩刚体定轴转动定律转动惯量：刚体惯性大小的量度云南大学软件学院云南大学软件学院简单形状均匀刚体转动惯量匀质细棒 匀质圆盘rlmRdr云南大学软件学院云南大学软件学院刚体转动中的功和能质元转动动能刚体转动动能刚体定轴转动动能定理云南大学软件学院云南大学软件学院刚体的角动量角动量 = 动量矩角动量定理云南大学软件学院云南大学软件学院角动量守恒定律如果系统所受合力矩为零: M = 0云南大学软件学院云南大学软件学院游戏设计的力学原理汽车运动抛物线运动碰撞问题云南大学软件学院云南大学软件学院汽车运动汽车打滑问题后轮不打滑条件mgF1F2fhal云南大学软件学院云南大学软件学院抛物线运动运动方程轨迹方程云南大学软件学院云南大学软件学院碰撞问题刚体碰撞刚体1刚体212云南大学软件学院云南大学软件学院平动与转动小结质点的直线运动/刚体平动刚体定轴转动 云南大学软件学院云南大学软件学院THANK YOUGOOD LUCK云南大学软件学院云南大学软件学院
