力学基本定律48782

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1、伽利略牛顿第一章力学基本定律为了描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为参考，被选作参考的物体称为参考系。注意同一物体的运动，选择不同的参考系，对其运动的描述就会不同参考系不一定是静止的一、参考系1-1参考系坐标系物理模型研究地球上物体的运动，通常选地球为参考系。二、坐标系为了定量地描述物体相对于参考系的运动，就必须在参考系上建立适当的坐标系常用的有直角坐标系。此外，还有自然坐标系、平面极坐标系和球坐标系等。当参考系选定后，无论选择何种坐标系，物体的运动性质都不会改变。然而，坐标系选择恰当，可使计算简化三、物理模型质点没有大小和形状，只具有全部质量的

2、一点。可以将物体简化为质点的两种情况物体不变形,不作转动(此时物体上各点的速度及加速度都相同,物体上任一点可以代表所有点的运动)物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及转动显得并不重要)。选择合适的参考系，以方便确定物体的运动性质；建立恰当的坐标系，以定量描述物体的运动；提出准确的物理模型，以突出问题中最基本的运动规律。一、位置矢量运动方程位置矢量（位矢）：P(x,y,z)xyzO位矢方向位矢大小直角坐标系中1-2运动的描述运动方程：质点运动的空间轨迹成为轨道.轨道方程:P(x,y,z)xyzO轨道例：二、位移ΔsΔrAr1r2ГOBvv

3、v直角坐标系中位移矢量:在t时间间隔内位矢的增量位移大小位移方向r2r1ΔrxyzBAoΔS··r与的区别s与的区别路程s为质点运动的轨道长度元位移的大小元路程a)为标量，为矢量b)r2r1oΔrΔrABC平均速度瞬时速度三、速度速度是位矢对时间的一阶导数速度方向：沿运动轨迹在该点的切线方向PQO运动方程：速度大小直角坐标系中瞬时速度平均速度平均速率瞬时速率PQO注意:速度是矢量，速率是标量。一般情况单向直线运动情况瞬时速率等于瞬时速度的大小加速度是速度对时间的一阶导数或位矢对时间的二阶导数四、加速度平均加速度瞬时加速度Δvv1v2BAov1v

4、2··加速度大小直角坐标系中加速度矢量性：四个量都是矢量，有大小和方向加减运算遵循平行四边形法则某一时刻的瞬时量不同时刻不同过程量瞬时性：相对性：不同参照系中，同一质点运动描述不同；不同坐标系中，具体表达形式不同加速度位矢位移速度描述质点运动状态的物理量描述质点运动状态变化的物理量、例一质点在平面上运动，运动方程为x=3t+5,y=t2/2+3t-4.式中t以s计，x,y以m计．(1)以时间为变量，写出质点位置矢量的表示式；(2)求出=1s时刻和=2s时刻的位置矢量，计算这1秒内质点的位移；(3)计算t=0s时刻到t=4s时刻内的平均速度；(4)求出质

5、点速度矢量表示式，计算t=4s时质点的速度；(5)计算t=0s到t=4s内质点的平均加速度；(6)求出质点加速度矢量的表示式，计算t=4s时质点的加速度(请把位置矢量、位移、平均速度、瞬时速度、平均加速度、瞬时加速度都表示成直角坐标系中的矢量式)．解：（1）(2)将t=1s,t=2s,代入上式即有(3)(4)(5)(6)求：船的速率解：hs例lhsl五、圆周运动OXR角位移沿逆时针转动，角位移取正值沿顺时针转动，角位移取负值角位置极坐标系中角速度角加速度单位：rad/s单位：rad/s2匀速圆周运动是恒量匀角加速圆周运动是恒量一般圆周运动线量速度

6、、加速度角量角速度、角加速度角量与线量之间的关系加速度可分为切向加速度和法向加速度（或向心加速度），切向加速度和法向加速度的大小分别为说明：切向加速度沿着轨道切向的方向，表示质点速率变化的快慢；法向加速度垂直于圆周的切向方向指向圆心，表示质点速度方向的改变而引起的速度的变化率角速度也可表示为矢量规定角速度矢量的方向垂直质点运动的平面，指向由右手螺旋法则确定，即当四指沿质点运动方向弯曲时，大拇指的指向就是角速度的方向加速转动方向一致减速转动方向相反一、牛顿运动定律的表述牛顿第一定律（Newtonfirstlaw)(惯性定律)任何物体都保持静止或匀速直线运

7、动的状态，直到受到力的作用迫使它改变这种状态为止。包含两个重要概念：惯性和力1-3牛顿运动规律固有特性牛顿第二定律（Newtonsecondlaw）在受到外力作用时，物体所获得的加速度的大小与外力成正比，与物体的质量成反比；加速度的方向与外力的矢量和的方向相同。特点：瞬时性；迭加性；矢量性任一时刻物体动量的变化率总是等于物体所受的合外力。或牛顿第二定律的另一种形式（牛顿当年发表形式）第三定律（Newtonthirdlaw）两个物体之间对各自对方的相互作用总是相等的，而且指向相反的方向。作用力与反作用力：1、它们总是成对出现。它们之间一一对应。2、它们分

8、别作用在两个物体上。绝不是平衡力。3、它们一定是属于同一性质的力。力学的基本量1984年2月2