大学物理马文蔚
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大学物理学第五版 马文蔚ch033
能量守恒定律
一个封闭系统内经历任何变化时，该系统的所有 能量的总和保持不变。这是普遍的能量守恒定律。
即对于一个与自然界无任何联系的系统来说， 系统内各种形式的能量是可以相互转换的，但是 不论如何转换，能量既不能产生，也不能消灭。 这一结论叫做能量守恒定律，它是自然界的基本 定律之一。 在能量守恒定律中，系统的能量是不变的，但能 量的各种形式之间却可以相互转化。 例：机械能、电能、热能、光能以及分子、原子、 核能等等能量之间都可以相互转换
选最底点为重力势能零点，则有： 1 1 2 2 mv 2 m gl m v 0 2 2 ③为使摆锤恰能在垂直平面内完成一个完全的圆周 运动，在最高点时，摆线中的张力T=0。则有：
mv2 mg l 联立求解，可得子弹 所需速率的最小值：
2 m v m
5 gl
例：如图所示，一倔强系数为k的竖直弹簧一端与质
e 称为恢复系数 （v2-v1）= （v10-v20）
非弹性碰撞： 0 < e < 1
完全非弹性碰撞： e =0
v2=v1
总之：碰撞问题属于系统的动量守恒定律问题，而弹 性碰撞和非弹性碰撞之分是与机械能守恒与否有关。
举例 教材P97 习题3-30： 如图所示，质量为 m 的 v 子弹水平地穿过摆锤后，速率由 减少到 。已知 v2 摆锤的质量为 ，摆长 m 。如果摆锤恰能在垂直平 l 面内完成一个完全的圆周运动，求子弹速度的最小 值应多少？不计一切摩擦。 v 解： 该题可分为两个过程： ①子弹射穿摆锤的过程。 以子弹与摆锤作为一系统，由于 穿越过程的时间很短，重力和绳 的张力在水平方向的冲量远小于
4.非弹性碰撞：
动量守恒：
碰撞后物体的变形只有部分恢复， 系统有部分机械能损失。
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚(二)2024
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚（二）引言概述:在本文中，我们将提供马文蔚的《大学物理活页作业答案(全套)》第二部分的答案。
该答案集包含了大学物理课程中的各种难题和练习题的解答，将帮助学生更好地理解和掌握物理知识。
下面将分为五个大点，详细阐述每个大点下的小点内容。
1. 力学：- 物体的运动：包括匀速直线运动、加速直线运动、自由落体等运动形式的求解方法；- 牛顿运动定律：分析力的作用、摩擦力、弹力等的计算方法；- 循环运动：旋转、圆周运动等相关知识；- 力的合成与分解：应用向量运算解决力的合成与分解问题；- 动量与能量：动量守恒定律、机械能守恒定律等的应用。
2. 热学：- 温度与热量：温标、热量的单位、热量传递等的概念和计算；- 热力学第一定律：内能和热功的关系，热机效率的计算；- 热传导：导热系数、传热方程等内容；- 热膨胀：线膨胀、面膨胀和体膨胀等相关知识；- 气体定律：理想气体状态方程、等温过程和绝热过程的分析。
3. 光学：- 光的传播：光速、光线传播的规律等；- 光的折射与反射：折射定律、反射定律的应用；- 光的干涉与衍射：双缝干涉、单缝衍射等基本原理；- 光的色散与光谱：光的色散现象、光谱的特性和应用；- 光学仪器：透镜、显微镜、望远镜等光学仪器的工作原理和使用方法。
4. 电磁学：- 静电场：库仑定律、电场强度的计算等；- 电场的能量：电场能的计算、电场的静电势和电势差的概念；- 电流和电阻：电流的计算、欧姆定律的应用；- 磁场：磁感应强度、电流在磁场中受力等基本概念；- 电磁感应：法拉第电磁感应定律、应用于电感和互感等。
5. 物理实验：- 实验仪器与测量：常用物理实验仪器的常规使用方法；- 实验技巧和数据处理：实验数据的处理与分析方法；- 实验设计和报告：实验设计的基本原则、报告撰写的要点；- 实验安全与管理：实验过程中的安全措施和实验室规章制度；- 物理实验的应用与发展：物理实验在科学研究和工程技术中的应用和发展。
大学物理(马文蔚_版)高等教育出版社_光学部分
第十一章光学1、在双缝干涉实验中，两缝间距为mm 30.0，用单色光垂直照射双缝，在离缝m 20.1的屏上测得中央明纹一侧第5条暗纹与另一侧第5条暗纹间的距离为mm 78.22，问所用光的波长为多少？解：双缝干涉暗纹条件2)12(λ+=k d D x ),2,1,0(⋅⋅⋅±±=k中央明纹一侧第5条暗纹对应于4=k ，由于条纹对称，该暗纹到中央明纹中心的距离为mm 39.11278.22==x那么由暗纹公式即可求得nm8.632m 10328.6)142(20.11030.01039.112)12(2733=⨯=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=+=---k D xd λ 2、用白光垂直入射到间距为mm 25.0=d 的双缝上，距离缝m 0.1处放置屏幕，求零级明纹同侧第二级干涉条纹中紫光和红光中心的间距（白光的波长范围是nm 760~400）。
解：第k 级明纹位置应满足λdDkx = ),2,1,0(⋅⋅⋅±±=k对紫光和红光分别取nm 4001=λ，nm 7602=λ；则同侧第二级条纹的间距m m 88.210)400760(25.0100.12)(6312=⨯-⨯⨯⨯=-=∆-λλdD k x 3、用58.1=n 的透明云母片覆盖杨氏双缝干涉装置的一条缝，若此时屏中心为第五级亮条纹中心，设光源波长为μm 55.0，（1）求云母片厚度。
（2）若双缝相距mm 60.0，屏与狭缝的距离为m 5.2，求0级亮纹中心所在的位置。
解：（1）由于云母片覆盖一缝，使得屏中心处的光程差变为λ5=∆，一条光路中插入厚度为e 的透明介质片光程变化e n )1(-。
所以λ5)1(=-=∆e n 解得云母片厚度μm 74.4158.155.0515=-⨯=-=n e λ（2）因为mm 29.260.055.05.2=⨯==∆d D x λ又由于中心位置为5级明纹中心，故0级条纹距中心为5倍条纹宽度，所以m m 45.1129.2555=⨯=∆=x x4、如图所示，在折射率为50.1的平板玻璃表面有一层厚度为nm 300，折射率为22.1的厚度均匀透明油膜，用白光垂直射向油膜，问：（1）哪些波长的可见光在反射光中干涉加强?（2）若要使反射光中nm 550=λ的光干涉加强，油膜的最小厚度为多少?解：(1)因反射光的反射条件相同(321n n n <<)，故不计半波损失，由垂直入射0=i ，得反射光干涉加强的条件为Λ3,2,1 ,22===∆k k d n λ由上式可得：kd n 22=λ1=k 时： nm 732130022.121=⨯⨯=λ 红光2=k 时： nm 366230022.122=⨯⨯=λ 紫外 故反射中波长为nm 732的红光产生干涉加强。
哈工大大学物理课件(马文蔚教材)-第3章力学
哈工大大学物理课件(马文蔚教 材)-第3章力学
本课件将带你探索力学的基本概念。我们将介绍牛顿三大定律及其在实践中 的应用。通过这份课件，你将收获对力学的深刻理解。
课件概述
探索基础概念
介绍第3章力学的内容和目标。为学习后续内容打下基础。
深化理解
强调学习本章内容的重要性。提醒学生特别关注牛顿三大定律的探究。
探索应用场景
引导学生思考力学在实践中的应用场景。为后续学习提供背景和参考。
牛顿第一定律
什么是牛顿第一定律？
详细讲解牛顿第一定律的概念和应 用，以牛顿摆为例进行说明。
惯性是什么？
探讨物体的惯性特征以及与牛顿第 一定律的关系。为牛顿第一定律打 下基础。
实践中的牛顿第一定律
通过宇航员太空行走的示例，展现 牛顿第一定律在实践中的应用。
机械设计体验
引导学生思考物理定律在机械设计中的应用。提供一些有趣的机械设计题目，拓宽学生视野
应用示例Βιβλιοθήκη 过山车物理学探究过山车运行的物理学原理和公 式，帮助学生理解牛顿三大定律在 实践中的应用。
滑轮机械
介绍滑轮机械的工作原理，决策滑 轮机械的倍功率性能。
桥梁工程
运用本章知识分析现代桥梁工程的 设计与施工，展现物理学在工程领 域的重要性。
总结
1 关键词回顾
概括牛顿三大定律及应用场景的重要关键词。
2 思考回顾
引导学生思考课程的核心内容和学习收获。同时提供课程作业，帮助学生机械化习得本 章重点。
3 反思提高
探讨如何将课程所学应用于更广泛的实践领域，帮助学生打破纸上谈兵，真正拥有所学 物理学知识.
牛顿第二定律
1
公式探究
详细讲解牛顿第二定律的公式以及力量和质量的关系
本课件将带你探索力学的基本概念。我们将介绍牛顿三大定律及其在实践中 的应用。通过这份课件，你将收获对力学的深刻理解。
课件概述
探索基础概念
介绍第3章力学的内容和目标。为学习后续内容打下基础。
深化理解
强调学习本章内容的重要性。提醒学生特别关注牛顿三大定律的探究。
探索应用场景
引导学生思考力学在实践中的应用场景。为后续学习提供背景和参考。
牛顿第一定律
什么是牛顿第一定律？
详细讲解牛顿第一定律的概念和应 用，以牛顿摆为例进行说明。
惯性是什么？
探讨物体的惯性特征以及与牛顿第 一定律的关系。为牛顿第一定律打 下基础。
实践中的牛顿第一定律
通过宇航员太空行走的示例，展现 牛顿第一定律在实践中的应用。
机械设计体验
引导学生思考物理定律在机械设计中的应用。提供一些有趣的机械设计题目，拓宽学生视野
应用示例Βιβλιοθήκη 过山车物理学探究过山车运行的物理学原理和公 式，帮助学生理解牛顿三大定律在 实践中的应用。
滑轮机械
介绍滑轮机械的工作原理，决策滑 轮机械的倍功率性能。
桥梁工程
运用本章知识分析现代桥梁工程的 设计与施工，展现物理学在工程领 域的重要性。
总结
1 关键词回顾
概括牛顿三大定律及应用场景的重要关键词。
2 思考回顾
引导学生思考课程的核心内容和学习收获。同时提供课程作业，帮助学生机械化习得本 章重点。
3 反思提高
探讨如何将课程所学应用于更广泛的实践领域，帮助学生打破纸上谈兵，真正拥有所学 物理学知识.
牛顿第二定律
1
公式探究
详细讲解牛顿第二定律的公式以及力量和质量的关系
大学物理马文蔚第六版教案
课程名称：大学物理授课对象：大学本科生授课时间：每周2课时教学目标：1. 理解并掌握马文蔚第六版《大学物理》中的基本概念和原理。
2. 能够运用所学知识解决实际问题，提高物理思维能力。
3. 培养学生的科学素养，提高学生的自主学习能力。
教学内容：1. 力学基础2. 热学基础3. 波动光学4. 电磁学基础5. 近代物理基础教学过程：第一课时：力学基础一、导入1. 通过生活中的实例引入力学概念，激发学生学习兴趣。
2. 强调力学在物理学中的重要地位。
二、教学内容1. 力的基本概念：力、质量、加速度等。
2. 牛顿运动定律：牛顿第一定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
3. 动量守恒定律和能量守恒定律。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念和原理。
2. 例题分析：通过例题讲解，使学生掌握解题方法。
3. 练习题：布置课后习题，巩固所学知识。
四、教学评价1. 课堂提问：检查学生对基本概念和原理的掌握程度。
2. 课后习题：检查学生解题能力。
第二课时：热学基础一、导入1. 通过生活中的实例引入热学概念，激发学生学习兴趣。
2. 强调热学在物理学中的重要地位。
二、教学内容1. 热力学第一定律：能量守恒定律。
2. 热力学第二定律：熵增原理。
3. 理想气体状态方程：PV=nRT。
三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念和原理。
2. 例题分析：通过例题讲解，使学生掌握解题方法。
3. 练习题：布置课后习题，巩固所学知识。
四、教学评价1. 课堂提问：检查学生对基本概念和原理的掌握程度。
2. 课后习题：检查学生解题能力。
教学总结：1. 总结本节课所学内容，帮助学生梳理知识体系。
2. 鼓励学生在课后复习，巩固所学知识。
3. 提醒学生在学习过程中注重理论与实践相结合，提高物理素养。
教学反思：1. 分析本节课的教学效果，找出不足之处。
2. 根据学生反馈，调整教学方法和内容。
3. 关注学生的学习进度，及时给予指导和帮助。
教学进度安排：1. 第一周：力学基础2. 第二周：热学基础3. 第三周：波动光学4. 第四周：电磁学基础5. 第五周：近代物理基础备注：本教案可根据实际情况进行调整，以适应不同学生的学习需求。
大学物理第七版马文蔚答案第五章
大学物理第七版马文蔚答案第五章1、39．下列关于热现象的解释正确的是（）[单选题] *A．从冰箱中拿出的雪糕冒“白气”是雪糕升华后的水蒸气液化而成的B．汽车必须熄火加油，是因为汽油在常温下易升华成蒸气，遇明火容易爆炸C．被水蒸气烫伤比沸水烫伤更严重是因为水蒸气液化时要放出热量(正确答案)D．衣柜中的樟脑丸过一段时间会变小甚至没有了，这是汽化现象2、27．下列物态变化属于液化的是（）[单选题] *A．夏天，挂在衣架上的湿衣服晾干了B．北方的冬天，水蒸气在树上形成了雾凇C．春天到来，江河中的冰化成水D．初秋的清晨，树叶上的露珠(正确答案)3、72．学习质量和密度的知识后，小明同学想用天平、量筒和水完成下列实验课题，你认为不能够完成的是（）[单选题] *A．测量牛奶的密度B．鉴别金戒指的真伪C．鉴定铜球是否空心D．测一捆铜导线的长度(正确答案)4、44．下列现象不可能出现的是（）[单选题] *A．衣柜里的樟脑丸放置很长时间后会变小B．潮湿的夏天，从冰箱里取出的啤酒瓶上会出现小水珠C．有风的天气，游泳后从水中出来会感觉冷D．冬天，戴眼镜的人从室内走到室外，眼镜上会出现小水珠(正确答案)5、一吨棉花的体积会比一吨石头的体积大很多。
下列说法中正确的是（）*A.布朗运动是悬浮在液体中固体分子所做的无规则运动B.叶面上的小露珠呈球形是由于液体表面张力的作用(正确答案)C.当液晶中电场强度不同时，液晶对不同颜色光的吸收强度不同(正确答案)D.当两分子间距离大于平衡位置的间距ro时，分子间的距离越大，分子势能越小6、1．与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑。
下列与此现象所反映的原理相同的是（）[单选题] *A．行驶的汽车窗帘被吸出去B．挤压后的吸盘吸在光滑的墙上C．用干燥的双手搓开的塑料袋会吸在手上(正确答案)D．两个表面光滑的铅块挤压后吸在一起7、3．这一秒末的速度是前一秒末的速度的2倍．[判断题] *错(正确答案)8、14．自习课上，老师能根据声音辨别出哪位同学在说话，依据的是声音的（）[单选题] *A．音调B．音色(正确答案)C．响度D．频率9、人潜水的深度不能太大，这是因为大气压随着水的深度的增加而增大[判断题] *对错(正确答案)答案解析：液体压强随着水的深度的增加而增大10、行驶的汽车关闭发动机后还能行驶一段距离是因为汽车受到惯性力作用[判断题] *对错(正确答案)答案解析：汽车具有惯性11、将钢棒一端靠近验电器，若验电器金属箔没有张开，则钢棒没有磁性[判断题] *对错(正确答案)答案解析：验电器是检测物体是否带电的12、8．将耳朵贴在长铁水（管中有水）管的一端，让另外一个人敲击一下铁水管的另一端。
物理学第六版上册 马文蔚
物理学第六版上册简介《物理学第六版上册》是由马文蔚教授所编写的物理学教材。
本教材是为物理学相关专业的大学本科生所设计，内容涵盖了物理学的基本概念、原理和应用。
该教材内容全面，通俗易懂，适合初学者阅读。
本文将对教材的主要章节进行介绍和总结，并展示一些教材中的精彩内容。
第一章：引论第一章是教材的引论部分，主要介绍了物理学的定义、研究对象和方法。
马文蔚教授以简明扼要的语言，引导读者进入物理学的世界。
他介绍了物理学的基本概念，如力、运动、能量等，并讨论了物理学在其他学科中的重要性。
本章为后续章节的学习和理解提供了基础。
第二章：物理学基础第二章重点介绍了物理学的基础知识，包括测量、单位和数量。
马文蔚教授详细解释了物理量的定义和特点，并介绍了国际单位制。
他还探讨了测量的准确性和精确度，并介绍了常见的测量误差及其处理方法。
本章为后续章节的学习奠定了基础，并帮助读者掌握了正确的测量技巧。
第三章：运动学第三章介绍了运动学的基本概念和运动描述方法。
马文蔚教授通过丰富的示例和图表，清晰地解释了位移、速度和加速度等运动相关的物理量。
他还讨论了直线运动和曲线运动的特点，并详细介绍了匀速运动和变速运动的计算方法。
本章内容丰富，理论联系实际，帮助读者建立起对运动学的深入理解。
第四章：牛顿定律第四章是物理学中最经典的章节之一，介绍了牛顿定律和力的概念。
马文蔚教授从牛顿定律的实验事实入手，逐步引入了惯性、质量和力的定义。
他详细解释了牛顿第一定律、第二定律和第三定律，并通过实例演示了这些定律的应用。
本章内容生动有趣，是读者学习力学的重要基础。
第五章：工作与能量第五章介绍了工作、能量和动能定理的概念。
马文蔚教授首先解释了物体的位移和力的方向对工作的影响，然后引入了功和功率的定义。
他详细讨论了功与能量的关系，并介绍了动能定理和机械能守恒定律。
本章内容既深入浅出，又有一定的挑战性，有助于读者理解能量在物理学中的重要性。
结语《物理学第六版上册》是一本优秀的物理学教材，由马文蔚教授精心编写。
哈工大大学物理(马文蔚教材)第19章2量子物理省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件
讨论:
i
t
r
,
t
2 2m
2
E
p
r,
t
r,
t
1 薛定谔方程是量子力学中旳一项基本假设；
2 薛定谔方程旳解满足态叠加原理
若 则
1(r , t
c11(r ,
)t)和 c222((rr,,tt))也是是薛薛定定谔谔方方程程旳旳解解，。
这是因为薛定谔方程是线性偏微分方程。
3 薛定谔方程是有关时间旳一阶偏微分方程；
C C
(r1 (r2
, ,
t t
) )
2 2
(r1 , t ) (r2 , t )
3). 概率波 ------量子力学是一种统计理论与经典决定论不同 （存在长时期旳争沦）
4). 波函数应满足旳原则条件（物理要求）
连续性
有限性 单值性
后来会看到，有些情况下能量量子化 就是源于这些条件旳限制
k
2mE
n0
n
a
E
与本征值 En 相应本征函数
En
2 2n2
2ma 2
n2
h2 8ma 2
nx
Asin( n
a
x)
本征能量 n 1,2,
a
2
3) 用 n x dx 1, 可求A 2 / a （归一化条件）
0
n x
2 sin( n x)
aa
(0 x a)
势阱内
0 xa n x
d 2 dx
xa
d3 dx
xa
k2 A2ek2a B2k2ek2a ik3 A3eik3a (4)
A1 B1 A2 B2 (1) A2ek2a B2ek2a A3eik3a (3)
2024版大学物理学(全套课件下册)马文蔚
态的变化过程。
宇宙的基本规律和演化
03
研究宇宙的大尺度结构、天体演化、宇宙起源和演化等基本问
题。
物理学的研究方法和意义
实验方法 通过实验手段观测和测量物理现象， 验证物理规律和理论。
理论方法
通过数学和物理理论，建立物理模型 和理论框架，解释和预测物理现象。
计算方法
利用计算机进行数值模拟和计算，研 究复杂物理系统的性质和行为。
物理学的意义
物理学的研究不仅有助于人类认识自 然规律，也为其他科学和工程领域提 供了基础理论和技术支持。
大学物理学的课程内容和要求
课程内容
大学物理学通常包括力学、热学、 电磁学、光学、近代物理等基础 内容，以及一些拓展内容，如相 对论、量子力学等。
课程要求
学生需要掌握基本的物理概念、 原理和定律，具备分析和解决物 理问题的能力，同时培养实验技 能和科学思维方法。
利用几何光学原理设计的仪 器，如显微镜、望远镜、照
相机等。
利用全反射原理实现光信号 在光纤中的长距离传输，具 有传输容量大、抗干扰能力
强等优点。
利用受激辐射原理产生高强 度、高单色性、高方向性的 光束，广泛应用于工业加工、
医疗、科研等领域。
利用光学系统对信息进行变 换和处理，如全息照相、光
学计算机等。
02
03
磁感应强度
描述磁场强弱和方向的物 理量。
毕奥-萨伐尔定律
计算电流元在空间中产生 磁场的定律。
磁场对电流的作用
探讨磁场对通电导线的作 用力，即安培力。
电磁感应
1 2
法拉第电磁感应定律 描述磁场变化时会在导体中产生感应电动势的定 律。
楞次定律
判断感应电流方向的定律，即感应电流的磁场总 是阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
大学物理_（第版）上册_课后习题答案_马文蔚
习题11质点作曲线运动，在时刻，质点的位欠为F,速度为牝t至（r+Ar）时间内的位移为1-Ar,路程为也，位矢大小的变化量为（或称△\r\）,平均速度为3,平均速率为鲂。
（1）根据上述情况，则必有（）（A）|Ar|=A.v=Ar（B）|Ar|。
也#Ar,当0时有=ds—dr（C）|Ar|w H As,当△，—>0时有陟|=dr。
ds（D）|Ar|=A.v*A?-,当△/—>（）时|tZr|=dr=ds（2）根据上述情况，则必有（）<A）|v|=v,|v|=v（B）|v|*v,|v|*v（C）|v|=v,|v|9fev（D）|v|*v,|v|=v1-2一运动质点在某瞬间位于位欠r（x,v）的端点处，对其速度的大小有四种意见.即⑴务⑵去⑶务⑷宙帝下列判断正确的是:（A）只有（1）（2）正确(B)只有（2）正确（C）只有（2）（3）正确(D)只有（3）（4）正确1-3质点作曲线运动，了表示位置矢量，▽表示速度，S表示加速度，s表示路程，q表示切向加速度。
对下列表达式，即（1）dvjdt—a:（2）dr/dt=v：（3）ds/dt=Vz（4）|Jv/^|=a,«下述判断正确的是（）（A）只有（1）、（4）是对的（B）只有（2）、（4）是对的（C）只有（2）是对的（D）只有（3）是对的1-4一个质点在做圆周运动时，则有（）（A）切向加速度一定改变，法向加速度也改变（B）切向加速度可能不变，法向加速度一定改变（C）切向加速度可能不变，法向加速度不变（D）切向加速度一定改变，法向加速度不变*1-5如图所示，湖中有一小船，有人用绳绕过岸上一定高度处的定滑轮拉湖中的船向岸边运动。
设该人以匀速率％收绳，绳不伸长且湖水静止，小船的速率为V，则小船作（）（A）匀加速运动，V=（B）匀减速运动，V=v o COS0cos。
（C）变加速运动，v=—也一（D）变减速运动，v=v0cos/9cos。
大学物理(马文蔚)第2章
重力重力弹力弹力摩擦力摩擦力流体阻力流体阻力弹簧的弹力拉力压力绳的张力轻绳张力均匀静摩擦力动摩擦力相对速度不太大也不太小平流情况下湍流情况下引力电磁力强力弱力引力电磁力强力弱力引力gravitation任何物体都存在引力引力作用也称万有引力其大小为其中g为引力常数引力常数1067为引力质量引力质量实验证实
GM mg 2 RE
电磁力
q1q 2 电荷之间存在电力（Coulomb力） f 4 0 r 2 运动电荷还存在磁力（Lorentz力） f qv B 1
电力和磁力统称为电磁力（electromagnetic force） 特点： 强度仅次于强力； 力程无限远； 由光子场传递。 弹力、摩擦力、流体阻力等宏观力都是电磁力的 宏观表现。——分子、原子之间的电磁作用力
强力
强力（strong force）是存在于质子、中子和介子等 强子中的一种作用最强的力。 特点： 强度最大； 力程比引力和电磁力小； 对称性最强； 短距离处随距离减小而减弱。
弱力 弱力（weak force）是粒子之间存在的另一种强度较 弱的力。
特点：
强度仅比引力大； 力程最小； 对称性低。
p mv
dp d 宏观低速运动中 m视为常量 F＝ (mv ) ma dt dt
相对论力学指出当物体的运动速度 v 接近真空中光 速 c 时，质量随运动是变化的。 因此，这种定律形式更为普遍。
牛顿第三定律（作用和反作用定律）
对于每一个作用，总存在一个大小相等方向相反的反 作用。
单位制——基本单位和由它们导出的导出单位所构成
的单位体系。 基本量和基本单位的选择不是唯一的，但个数是确定的。
力学中 3个： MKS制：长度—m, 时间—s，质量—kg 英制：力 — lb, 时间—s，质量—slug
GM mg 2 RE
电磁力
q1q 2 电荷之间存在电力（Coulomb力） f 4 0 r 2 运动电荷还存在磁力（Lorentz力） f qv B 1
电力和磁力统称为电磁力（electromagnetic force） 特点： 强度仅次于强力； 力程无限远； 由光子场传递。 弹力、摩擦力、流体阻力等宏观力都是电磁力的 宏观表现。——分子、原子之间的电磁作用力
强力
强力（strong force）是存在于质子、中子和介子等 强子中的一种作用最强的力。 特点： 强度最大； 力程比引力和电磁力小； 对称性最强； 短距离处随距离减小而减弱。
弱力 弱力（weak force）是粒子之间存在的另一种强度较 弱的力。
特点：
强度仅比引力大； 力程最小； 对称性低。
p mv
dp d 宏观低速运动中 m视为常量 F＝ (mv ) ma dt dt
相对论力学指出当物体的运动速度 v 接近真空中光 速 c 时，质量随运动是变化的。 因此，这种定律形式更为普遍。
牛顿第三定律（作用和反作用定律）
对于每一个作用，总存在一个大小相等方向相反的反 作用。
单位制——基本单位和由它们导出的导出单位所构成
的单位体系。 基本量和基本单位的选择不是唯一的，但个数是确定的。
力学中 3个： MKS制：长度—m, 时间—s，质量—kg 英制：力 — lb, 时间—s，质量—slug
马文蔚《大学物理学》第一章1
3、时间与时刻：
时刻——坐标轴上的一点， 时间——坐标轴两个点之间的一段。 注意：物理题目中的时刻表达方式。
总结： 一个物体相对参照物的运动，被简化为质点在参考 系中的运行。 保留物体的原质量，去掉其具体的形状大小，将物 体抽象为一个几何点，称为质点。
一、质点、坐标系和参考系：
这个过程就是如何将一个事物转化为一个物理 命题，同时为将这个物理问题转化为数学命题 奠定基础。 质点运动学：只研究运动随时间变化,不追究变 化原因——四维空间几何学（x,y,z,t）。 如何用一个物理量，既可以表示质点的某处方 位和方位的变化，又可以描述质点的某处位置 以及不同时间内位置的变化？
消去 t 得轨迹方程为
y 2 z 2 42 (m)
5
二、质点运动的矢量描述 （二）位置变化——位置移动的描述： 1、位移矢量：
由起始位置指向终末位置的一个矢量。 位置矢量的增量 Ｂ Ａ r r2 r1 r r r1 Ｃ 矢量增量的模 r
| r || r2 r1 |
一、质点、坐标系和参考系：
1.质点：
没有大小和形状、具有所代表物体质量的几何点。
运动的物体作为质点的几种情形 （ 1） （ 2） （ 3）
一个物体能否看作质点关键并不在于物体本身的 大小，而是取决于此物体的线度在运动中所起的 作用, 当作用很小时才能视为质点。
2、参考系与坐标系：
思想实验体验：伽利略船舱。 体会：在浩淼无边的大海上，在广阔无垠的天宇 中，你如何确定你的位置？如何了解你的方向和 运动快慢？ 任何力学实验都无法判断船是静止与水面还是 沿水面作匀速直线运动的——运动的相对性。
二、质点运动的矢量描述 （一）位置描述：
yz
大学物理第四版(马文蔚)量子物理习题
05 习题答案与解析
波函数与概率幅答案与解析
总结词
理解波函数与概率幅的概念是解决量子物理问题的关键。
详细描述
波函数是描述粒子状态的函数，它包含了粒子在空间中位置和动量的信息。概率幅则用于描述粒子在某个位置出 现的概率大小，其绝对值的平方等于粒子在该位置出现的概率。在解题过程中，需要正确理解和运用波函数与概 率幅的性质，如波函数的叠加原理、概率幅的归一化条件等。
波函数
描述微观粒子状态的函数，其模平方表示粒子在某一时刻出现在 某一位置的概率幅。
概率幅
波函数的模平方，表示粒子出现在某一位置的概率大小。
波函数的性质
单值、有限、平方可积，是粒子状态的完整描述。
薛定谔方程
01
02
03
薛定谔方程
描述微观粒子运动状态的 偏微分方程，是量子力学 的基本方程之一。
薛定谔方程的形式
详细描述
这类题目通常涉及薛定谔方程的推导、理解和应用。需要 掌握薛定谔方程的物理意义，理解其在描述粒子运动时的 适用范围和局限性。
解析过程
首先根据题意写出薛定谔方程，然后根据初始条件和边界条 件求解方程，得出波函数Ψ(x,t)的表达式。
算符与力学量习题
理解算符和力学量的概念及其运算规则是解决这类题 目的关键。
量子物理的发展对于现代科技，如半导体技术、激光技术、量子计算等领域有着深 远的影响。
习题的重要性
01
通过习题巩固和加深对量子物理理论知识的理解。
02
培养解决实际问题的能力，提高分析问题和解决问题的能力 。
03
检验学习效果，发现学习中存在的问题和不足，促进学习的 进步。
02 量子物理基础知识
波函数与概率幅
大学物理学第五版马文蔚高等教育出版社磁场1
③ 求各分量的积分和， Bx L d Bx By L d By
使用时要理解含义
④ 合成 2 2 或： 大小 B Bx By Bz2
B Bx i B y j Bz k
Bz d Bz
L
标明方向！
三. 毕奥-萨伐尔定律的应用 1．载流长直导线的磁场 已知 L， I，a, 1, 2 I
O
x
X
0 Idl sin 90 0 IRd 0 Id dB 2 2 4R 4R 4R I d 0 I 0 B 0 4R 4R 0 I =2时 B
方向向里。
d
O
2R 记住以上三种典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
(7-14)
——磁偶极子
方向：与电流流向成右手螺旋关系
N 匝线圈： pm NIS en
3) 若线圈是由N匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
0 IR 2 BN 2 ( R 2 x 2 )3 2 0 pm 2 ( R 2 x 2 )3 2 3. 一段圆弧电流 I、R、 。求圆心处的 B =?
要维持稳恒电流，必须有把正电荷逆着“静电场”，使其从低电 势提升到高电势的装置 —— 电源。 把单位正电荷在电源内部从负极移到正极， E 非静电场力做的功—— 电动势。 – + Fk 表示q电荷在电源内部所受非静电场力 Ek 则： Ek Fk q R 在电源外： Fk 0 Ek 0 + (7-9) Ek dl （在电源内） Ek
即小磁针北极所指的方向。
对正运动电荷 B 与 Fmax v 同向 1 高斯=104特 运动电荷在磁场中受力——洛仑兹力 F qv B
使用时要理解含义
④ 合成 2 2 或： 大小 B Bx By Bz2
B Bx i B y j Bz k
Bz d Bz
L
标明方向！
三. 毕奥-萨伐尔定律的应用 1．载流长直导线的磁场 已知 L， I，a, 1, 2 I
O
x
X
0 Idl sin 90 0 IRd 0 Id dB 2 2 4R 4R 4R I d 0 I 0 B 0 4R 4R 0 I =2时 B
方向向里。
d
O
2R 记住以上三种典型载流导线的B公式，解题时可直接引用！
(7-14)
——磁偶极子
方向：与电流流向成右手螺旋关系
N 匝线圈： pm NIS en
3) 若线圈是由N匝细导线组成 可看成是N匝圆电流的磁场的迭加
0 IR 2 BN 2 ( R 2 x 2 )3 2 0 pm 2 ( R 2 x 2 )3 2 3. 一段圆弧电流 I、R、 。求圆心处的 B =?
要维持稳恒电流，必须有把正电荷逆着“静电场”，使其从低电 势提升到高电势的装置 —— 电源。 把单位正电荷在电源内部从负极移到正极， E 非静电场力做的功—— 电动势。 – + Fk 表示q电荷在电源内部所受非静电场力 Ek 则： Ek Fk q R 在电源外： Fk 0 Ek 0 + (7-9) Ek dl （在电源内） Ek
即小磁针北极所指的方向。
对正运动电荷 B 与 Fmax v 同向 1 高斯=104特 运动电荷在磁场中受力——洛仑兹力 F qv B
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚(一)2024
大学物理活页作业答案(全套)马文蔚（一）引言概述：本文提供了马文蔚编写的大学物理活页作业答案（一）的全套内容。
这份答案包含了大学物理课程中一系列活动练习的详细解答，旨在帮助学生巩固和加深对物理知识的理解。
下面将从五个大点展开讨论，每个大点下包含了5-9个具体小点的解答。
一、力和运动1. 描述力的性质和单位2. 计算力的合成和分解3. 分析力的平衡和不平衡状态4. 探讨惯性和摩擦力的作用5. 研究稳定和不稳定的力系统二、能量和动能1. 解释和计算势能和动能2. 探讨能量转化和守恒定律3. 分析弹性势能和弹性系数的关系4. 计算动能和功的关系5. 研究动能定理和机械能守恒的应用三、物体的平衡1. 描述物体的平衡状态2. 计算物体受力平衡的条件3. 探讨平衡力和摩擦力的作用4. 研究力矩和转动平衡的关系5. 分析平衡问题的实际应用四、电磁场的基本原理1. 解释电荷和电场的概念2. 探讨电场线和电势的特性3. 分析电场中带电粒子的运动4. 计算电场的强度和电势差5. 研究电势能和电场能的关系五、电磁感应和电磁波1. 描述磁感线和磁场的性质2. 解释法拉第电磁感应定律3. 计算感应电动势和感应磁场的大小4. 探讨电磁波的产生和传播5. 分析电磁波和电磁辐射的应用总结：本文提供了马文蔚编写的大学物理活页作业答案（一）的全套内容。
这份答案涵盖了大学物理课程中涉及的力和运动、能量和动能、物体的平衡、电磁场的基本原理以及电磁感应和电磁波等五个大点的重要知识点。
希望这份答案能够对学生们的学习和理解提供有益的帮助。
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大学物理学 绪论
一、物理学的研究对象
1、物质的基本结构 2、物质间的相互作用
引力作用、电磁作用、强 相互作用、弱相互作用 3、物质最基本、最普遍的运动形式 及转化规律
机械运动 热运动 电磁运动 原子和原子核内部的运动
二、学习的主要内容
经典物理：力学、热学、电磁学、波动学 近代物理：狭义相对论、量子物理
j
其中 x(t ) t 2, y(t ) 1 t 2 2 4
（１）计算在ｔ＝１ｓ到ｔ＝４ｓ这段时
间间隔内的平均速度；
解：（１）由平均速度的定义式，在ｔ＝１ｓ ｔ＝４ｓ内的平均速度为：
x y 6 3 6 2.25
v i j
i
j
t t
41
i 1.25 j m s1
41
（２）求ｔ＝３ｓ时的速度和速率；
解（２）：由题意知，速度的分量式为：
dx
dy 1
vx
dt
1, v y
dt
t 2
故t=3s时速度分量为
vx 1m s1,vy 1.5m s1
故t=3s时速度为
v
i
1.5 j
m
s 1
而在t=3s时的速率为：
v v 12 1.52 1/ 2 1.80m.s1
tt12时 时刻 刻， ，质 质点 点在 在AB处 处， ，位 位矢矢rrAB
y
A
r
B
rA
rB
o
x
位移定 义为：
z
r rB rA
图1-2
在直角坐标系中：
rA xAi yA j
rB xBi yB j
y
A
r
B
rA
rB
zo
x
r ( xB xA)i ( yB yA ) j
xi yj
注意：a）r和
注意 与
r是的r 两区个别r不同的概念；
b）位移和路程是两个不同的概念。
1-3 速度和加速度
一、速度
1、平均速度
y
平均速度： r与 的t 比
值为质点在 内的平t 均
速度。公v式为：r
o
A(t)
rA
r
rB
图1-3
B(t+t) x
t
上式表明平均速度是矢量，方向与
相r 同。
x y v t i t j vxi v y j
vB
2）速度的大小、方向二者之一 O rB
发生变化，瞬时加速度不等于零
在直角坐标系中：
v
dx
i
dy
j
dz
k
dt dt dt
a
dvx
i
dv y
j
dvz
k
dt dt dt
d2x d2 y d2z
dt2 i dt
j k dt
axi ay j azk
例１：设r质t 点的x运t动i方程y为t
第一章 质点运动学
1-1 参考系 质点
一、 参考系(Reference frame） 定义：为描述物体的运动而选的标准物 或物体组（如地球参考系）。
二 、质点（material point) 质点是具有一定的质量而没有大小和 形状的物体。
质点是理想模型。抽象条件为：
１、形状大小不起作用，如平动； ２、“物体线度”远小于“研究的距离”
如地球在太阳系的公转
太阳
地球
1-2 位置矢量、运动方程、位移
一、 位置矢量 （position vector）
位置矢量：用来确定质点P位置的矢量。
表示质点P的位置：
（1）选取参考系；
（2）建立坐标系；
y
r
p
（3）确定单位矢量 i , j , k o
x
定义：设t时刻物体在位置P，
从原点O指向质点P点的 z
（３）作出质点运动的轨迹图。
x(t ) t 2, y(t ) 1 t 2 2 4
由运动方程可分别作x-t，y-t和y-x图。
y
y
6
6
4
4
2
2
o 2 46 t y
x-t
6
o 2 46 y-t
方向均随时间而变化，故位矢
是时间t的函数
r x(t)i y(t) j z(t)k
x x(t )
或分量式：
y
y(t )
z z(t )
2、轨道方程
运动质点在空间所经过的路径，叫做轨道
。描述轨道的方程叫 轨道方程。
三、位移（displacement）
位移是描述质点位置矢量改变
的物理量。与质点运动状态变 化相对应。
三、物理学的地位和作用
1 自然科学和工程科学的基础 2 高新技术的基础和发源地、社
会进步的动力。
3 物理教育是一种素质教育
（1）知识方面：对物理学的内容和方法 、工作语言、概念和物理图象、其 历史、现状和前沿等方面从整体上 都有一个全面的了解。
（2）能力方面：应用知识能力；获取信息 的能力；洞察能力；创新能力；表达 能力等。
反映的是 时t 间内速度变
Ａ(t)
化的平均快慢程度。
ｘ
ｏ
图１－４
２、令瞬时t 加速0，度v 的t极限值就是质点在
Ａ点处的瞬时v加速度dv。公式d 为2r：
a lim t0 t
dt
dtБайду номын сангаас2
上式说明加速度为位矢的二阶时间导数。
vA
注意：
1）瞬时加速度是矢量，方 向与速度改变方向相同。
rA
vB
v
2、瞬时速度
当 趋t于0时， 也趋r 于0，则：
r趋 于t
一极限值，此极限值称为t时刻的瞬时速度，
简称为速度。
v lim r dr t0 t dt
讨论：
y
rA
Adr r
rB
rB
B
a）直角坐标中：
o
x
v
dr dt
dx dt
i
dy dt
j
vxi
vy
j
速度分量为：
dx
dy
vx dt v y dt
（3）科学精神：正确的科学观，高尚的 科学精神；对人类社会高度的责任 感； 学术上的交流合作精神等。
四 学习大学物理应注意的几个问题
１、大学学习特点是进度快、内容多，要培 养自学能力；
２、重视基本概念的理解。“用自己的语言表 达出来”；要培养独立思考的能力；
３、认真完成作业，培养自己分析问题和解 决问题能力。
有向线段称为位矢。 r xi yj zk
图1-1
注意：
位置矢量是矢量，它不仅有大小而且有方向
大小：
rr
x2 y2 z2
方向：cos x ,cos y ,cos z
r
r
r
平面运动：
r xi yj , r
x2 y2
直线运动：
arctg
y x
r xi
二、运动方程
1、运动方程：质点P运动时，位矢 的大小和
b）方向是该时刻轨道切 线方向，并指向质点 前进的方向；
y
A
rA
v
rB
c）速率：速度大小的值。 o
x
dr
v v
(
dx
)2
dy (
)2
dt
dt
dt
二、加速度
加速度是描述速度随时间变化规律的物理量。
1、平均加速度
定t质t时义点间：时做t内刻曲增到线a量达运为B动点v，t速vt度时v为刻2 在ｙvv1Av2点1 速Ｂ度(t为+vv2)t1 ，
一、物理学的研究对象
1、物质的基本结构 2、物质间的相互作用
引力作用、电磁作用、强 相互作用、弱相互作用 3、物质最基本、最普遍的运动形式 及转化规律
机械运动 热运动 电磁运动 原子和原子核内部的运动
二、学习的主要内容
经典物理：力学、热学、电磁学、波动学 近代物理：狭义相对论、量子物理
j
其中 x(t ) t 2, y(t ) 1 t 2 2 4
（１）计算在ｔ＝１ｓ到ｔ＝４ｓ这段时
间间隔内的平均速度；
解：（１）由平均速度的定义式，在ｔ＝１ｓ ｔ＝４ｓ内的平均速度为：
x y 6 3 6 2.25
v i j
i
j
t t
41
i 1.25 j m s1
41
（２）求ｔ＝３ｓ时的速度和速率；
解（２）：由题意知，速度的分量式为：
dx
dy 1
vx
dt
1, v y
dt
t 2
故t=3s时速度分量为
vx 1m s1,vy 1.5m s1
故t=3s时速度为
v
i
1.5 j
m
s 1
而在t=3s时的速率为：
v v 12 1.52 1/ 2 1.80m.s1
tt12时 时刻 刻， ，质 质点 点在 在AB处 处， ，位 位矢矢rrAB
y
A
r
B
rA
rB
o
x
位移定 义为：
z
r rB rA
图1-2
在直角坐标系中：
rA xAi yA j
rB xBi yB j
y
A
r
B
rA
rB
zo
x
r ( xB xA)i ( yB yA ) j
xi yj
注意：a）r和
注意 与
r是的r 两区个别r不同的概念；
b）位移和路程是两个不同的概念。
1-3 速度和加速度
一、速度
1、平均速度
y
平均速度： r与 的t 比
值为质点在 内的平t 均
速度。公v式为：r
o
A(t)
rA
r
rB
图1-3
B(t+t) x
t
上式表明平均速度是矢量，方向与
相r 同。
x y v t i t j vxi v y j
vB
2）速度的大小、方向二者之一 O rB
发生变化，瞬时加速度不等于零
在直角坐标系中：
v
dx
i
dy
j
dz
k
dt dt dt
a
dvx
i
dv y
j
dvz
k
dt dt dt
d2x d2 y d2z
dt2 i dt
j k dt
axi ay j azk
例１：设r质t 点的x运t动i方程y为t
第一章 质点运动学
1-1 参考系 质点
一、 参考系(Reference frame） 定义：为描述物体的运动而选的标准物 或物体组（如地球参考系）。
二 、质点（material point) 质点是具有一定的质量而没有大小和 形状的物体。
质点是理想模型。抽象条件为：
１、形状大小不起作用，如平动； ２、“物体线度”远小于“研究的距离”
如地球在太阳系的公转
太阳
地球
1-2 位置矢量、运动方程、位移
一、 位置矢量 （position vector）
位置矢量：用来确定质点P位置的矢量。
表示质点P的位置：
（1）选取参考系；
（2）建立坐标系；
y
r
p
（3）确定单位矢量 i , j , k o
x
定义：设t时刻物体在位置P，
从原点O指向质点P点的 z
（３）作出质点运动的轨迹图。
x(t ) t 2, y(t ) 1 t 2 2 4
由运动方程可分别作x-t，y-t和y-x图。
y
y
6
6
4
4
2
2
o 2 46 t y
x-t
6
o 2 46 y-t
方向均随时间而变化，故位矢
是时间t的函数
r x(t)i y(t) j z(t)k
x x(t )
或分量式：
y
y(t )
z z(t )
2、轨道方程
运动质点在空间所经过的路径，叫做轨道
。描述轨道的方程叫 轨道方程。
三、位移（displacement）
位移是描述质点位置矢量改变
的物理量。与质点运动状态变 化相对应。
三、物理学的地位和作用
1 自然科学和工程科学的基础 2 高新技术的基础和发源地、社
会进步的动力。
3 物理教育是一种素质教育
（1）知识方面：对物理学的内容和方法 、工作语言、概念和物理图象、其 历史、现状和前沿等方面从整体上 都有一个全面的了解。
（2）能力方面：应用知识能力；获取信息 的能力；洞察能力；创新能力；表达 能力等。
反映的是 时t 间内速度变
Ａ(t)
化的平均快慢程度。
ｘ
ｏ
图１－４
２、令瞬时t 加速0，度v 的t极限值就是质点在
Ａ点处的瞬时v加速度dv。公式d 为2r：
a lim t0 t
dt
dtБайду номын сангаас2
上式说明加速度为位矢的二阶时间导数。
vA
注意：
1）瞬时加速度是矢量，方 向与速度改变方向相同。
rA
vB
v
2、瞬时速度
当 趋t于0时， 也趋r 于0，则：
r趋 于t
一极限值，此极限值称为t时刻的瞬时速度，
简称为速度。
v lim r dr t0 t dt
讨论：
y
rA
Adr r
rB
rB
B
a）直角坐标中：
o
x
v
dr dt
dx dt
i
dy dt
j
vxi
vy
j
速度分量为：
dx
dy
vx dt v y dt
（3）科学精神：正确的科学观，高尚的 科学精神；对人类社会高度的责任 感； 学术上的交流合作精神等。
四 学习大学物理应注意的几个问题
１、大学学习特点是进度快、内容多，要培 养自学能力；
２、重视基本概念的理解。“用自己的语言表 达出来”；要培养独立思考的能力；
３、认真完成作业，培养自己分析问题和解 决问题能力。
有向线段称为位矢。 r xi yj zk
图1-1
注意：
位置矢量是矢量，它不仅有大小而且有方向
大小：
rr
x2 y2 z2
方向：cos x ,cos y ,cos z
r
r
r
平面运动：
r xi yj , r
x2 y2
直线运动：
arctg
y x
r xi
二、运动方程
1、运动方程：质点P运动时，位矢 的大小和
b）方向是该时刻轨道切 线方向，并指向质点 前进的方向；
y
A
rA
v
rB
c）速率：速度大小的值。 o
x
dr
v v
(
dx
)2
dy (
)2
dt
dt
dt
二、加速度
加速度是描述速度随时间变化规律的物理量。
1、平均加速度
定t质t时义点间：时做t内刻曲增到线a量达运为B动点v，t速vt度时v为刻2 在ｙvv1Av2点1 速Ｂ度(t为+vv2)t1 ，