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讲完了第一章质点运动学。
用微元法推导了匀速圆周的向心力公式,大约20%的同学此前已经学过了。通过求曲率半径来说明微分的使用方法,他们已经学了函数加减乘除的微分,但还不是很熟。求曲率半径,就是找一个圆,使之与某点附近的轨迹尽可能的接近,也就是说,在这个点上,这两个曲线的函数值相同,一阶导数值也相同,(满足前两个条件,就是用直线来近似逼近轨迹),而且二阶导数也是一样的。所以,指要按部就班地求导,再把结果进行组合,就可以了。有个同学在我讲述的过程中就在书页空白处推导出最终的具体形式。很好。
光滑球从斜坡上溜下来,不会有滚动,以前我忽视了(主要是因为不喜欢光滑这个条件),重力势能完全转化为平动能,无需考虑转动——但我还是要说,这个模型太不自然了。
物理总是从局部开始研究的。所以,牛顿第二运动定律$ma=F$包含了一切,所有的一维运动都可以归结为$d^2 x/dt^2 =f$。把$f$展开就是$f=f_0 + f'_0 x$,所以,最简单的情况就是$f_0 \neq 0$,根据f_0的正负,就可以归结为匀加速和匀减速运动;如果碰巧赶上$f_0 = 0$,那么一阶导数就重要了,如果$f'_0 >0$就是指数增长$x=e^{\pm t}$,如果$f'_0 <0$,就是弹簧振子的简谐运动$x=e^{\pm it}$也就是$\sin t$或$\cos t$。
告诉学生们,微积分其实很简单,都是按部就班的套路,只是大家刚开始还不熟悉而已。在极坐标系推导加速度的表达式,让他们进一步认识微积分的威力。
还告诉他们,我的课完全是启发式的,不会有任何严格的推导,更别说数学意义上的严格推导了。
提了提空间曲线和挠率。没来得及讲转动和无穷小转动:三维空间的有限转动不是矢量,不满足矢量的求和法则;无穷小转动是矢量,满足相应的求和法则,因为误差是高阶小量。
作业为A组的4、5、7、9、11、13、14、15、17、23、25,比上学期少了,而且完全取消了B组。还说了大作业的要求。10月底以前交摘要(一两百字而已),11月下旬交全文(两千字左右)。实在找不到忽悠的文章,可以用三体里的物理来充数。
十一后出差,所以,第一次课调整为习题课,第二次暂停一次,已经向教务处报批过了。
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GMT+8, 2024-11-23 01:57
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