《绪论质点运动学》ppt课件

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1、Physics西安交通大学机械工程及自动化熊健●试讲内容：学习要求：1、学习的自主性——主动学习、自觉专研2、学习的严谨性——一丝不苟、自我约束3、学习的创新性——方法灵活、触类旁通物理的简单介绍及学习1/18一.物理学●Physics——研究物质世界的基本形态和基本运动规律的科学●研究范围——物质世界的层次、数量级、运动形态之广PHYSICS物质的结构物质的相互作用物质的运动规律微观粒子Microscopic介观物质Mesoscopic宏观物质Macroscopic宇观物质Cosmological2/18

2、蛇吞尾图，形象地表征了物质空间尺寸的层次质子:类星体:空间尺度：423/18时间尺度：基本粒子寿命10-25s宇宙寿命1018s444/18按照尺寸与速度分类，物理学的四大领域5/18物理问题按空间尺度：量子力学经典物理学宇宙物理学按运动速率大小：非相对论物理学相对论物理学按客体大小：微观系统宏观系统按运动速度：低速现象高速现象●物理学的发展模式：实验物理理论物理计算物理Physics物理学是一门最基础的自然科学，它提供了自然科学研究中最基本的思想、方法与手段。6/18二.物理学的五大基本理论●牛顿力学Ne

3、wtonianmechanics研究机械运动的基本规律及时空相对性的规律●电磁学Electromagnetism研究电磁现象、物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律●热力学Thermodynamics研究物质热运动的统计规律及其宏观表现●相对论Relativity研究物体的高速运动效应以及动力学规律●量子力学Quantummechanics研究微观物质运动现象以及基本运动规律7/18三.自然科学研究的重要基础——物理学●派生的分支：●物理学的发展离不开数学，互相促进、互相支撑原子核物理学原子分子物理学固体物理学

4、凝聚态物理学激光物理学等离子体物理学地球物理学生物物理学天体物理学电子物理学……物理学构成了化学、材料科学、地球科学、天体科学、生命科学、气候环境科学等学科的基础。物理学中的基本概念和技术方法已经被广泛应用到所有的自然科学之中。●物理学是一切自然科学的基础8/18四.物理学与工程技术进步20世纪以来，物理学被公认为全球技术与经济发展的主要驱动力模式一：Technology——Physics——Technology模式二：Physics——Technology——Physics——物理学是工程技术的基础——热

5、机的发明（18世纪工业革命，蒸汽机-热机的应用）——电气化的发展，法拉第发现电磁感应现象—磁生电9/18五.如何学好物理学？●概念——抽象的、不能直接感知的知识●严格的数学描述●建立物理量之间的关系科学是一种方法。他教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度，如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象。——R.P.费曼物理学概念+定律+方法10/18●学习方法：系统学习物理学的知识与方法是基础，分析与掌握物理学中基础理论、基本规律之

6、间的相互联系和核心问题是关键发展独立思考和独立判断的能力，应当始终放在首位，而不应把专业知识放在首位。若一个人掌握了基础理论，并且学会了独立思考和工作，他必定会找到自己的道路，而且比起那种主要以获得细节知识为其培训内容的人来，他一定会更好地适应进步和变化。●学习要素：勤于思考悟物穷理举一反三掌握本质11/18第一篇经典力学经典力学——物体机械运动现象与动力学规律的学科•机械运动——物体相对于其他物体的位置随时间发生的变化，或物体内部的各部分的相对位置随时间发生的变化。最基础、最朴素的物质运动形式•试讲的主要

7、内容：质点运动学12/18第一章质点运动学1-1基本概念与定义一.质点和质点系•质点：空间几何点具有质量•质点系：——若干质点组成的力学系统描述物体的相对性描述物体的近似性任何物体都有大小和形状，物体在运动时它各部分的运动状态是不同的。如果在所研究的问题中，各部分运动状态的差异占很次要的地位，就可以忽略物体的大小和形状，把它看成一个有质量的几何点——质点。13/18地球公转——地球上各点的公转速度相差很小地球——质点地球自转——地球上各点的速度相差很大地球——质点系（刚体）注意：质点描述物体的相对性和近似性

8、例：14/18•参照物：选取的任意性，运动的相对性•参照系：参照物+坐标系•球坐标系•直角坐标系二.质点位置的确定1.参照系(ReferenceSystem)运动的绝对性：所有的物体都在不停地运动，没有绝对不动的物体运动的相对性：描述物体的运动或静止总是相对于某个选定的物体而言的PO参照物xyz15/18质点运动学2.质点位置的确定方法xzyoP(1)坐标法：质点P的位置(x,y,z)(2)位置矢量（位矢）法：•