大学物理-第一章 质点运动学.ppt

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1、力学1力学的研究对象是机械运动，即物体的空间位置随时间的变化过程力学是研究机械运动的规律及其应用的学科运动学——从几何观点研究和描述物体的运动动力学——研究物体运动与物体间相互作用之间的内在联系静力学——研究物体在相互作用下的平衡问题2第一章质点运动学3§1-3相对运动§1-2质点&质点运动的描述§1-1参考系&坐标系4械运动，必须另选一个物体或内部无相对运动的物§1-1参考系坐标系1.运动的绝对性太阳表面的运动太阳随银河系运动地球自转绝对静止的物体是没有的为了确定一个物体的位置和描述一个物体的机体组作参考，然后研究这一物体相对于选作参考的参考系物体的运动，这个被选作参考的

2、物体称为52.运动描述的相对性由于运动描述是相对的，描述物体的机械运动车内观察者：落体运动地面观察者：平抛运动参考系不同，对它的运动的描述就不同同一物体的运动，选取的时，必须明确所用的参考系6要在参考系上选择一个固定的坐标系常用坐标系：就可以用它在此坐标系中的坐标来描述Oxzy参考系AP(x,y,z)运动物体3.坐标系为了定量地描述物体相对于参考系的坐标系选定后，运动物体A中任一点P的位置平面直角坐标系、极坐标系和自然坐标系运动物体地面参考系运动参考系运动情况，7一、质点一般情况下，运动物体的形状和大小都可能变化将它视为一个具有质量而没有形状和大小的理想太阳地球研究地球绕太

3、阳的公转时，可将地球视为质点作平动的刚性物体可视为质点质心运动轨迹但在某些问题中，可忽略物体的形状和大小，物体——质点（理想模型）§1-2质点质点运动的描述8时间和时刻时刻时间运行时间出发时刻t1到达时刻t2质点运动时，它经过的某一位置对应于某一时刻质点所走过的某一段路程，对应于某一时间间隔9二、质点运动的描述矢量法如何确定质点的空间位置？1.位置矢量（位矢）确定一参考点为坐标原点连接原点与该质点作一矢量的大小确定了质点和原点的距离，的方向确定了质点相对于原点的空间方位。被称为位置矢量，简称位矢。10因质点的空间位置是随着时间发生变化的所以任意时刻质点的运动方程找出质点的运

4、动方程是质点运动学的主要任务之一。112.位移称为路程123、速度1.平均速度方向与相同2.速度（瞬时速度）t时间内平均速度t时刻位矢t+t时刻位矢t时间内位移PQt时刻速度方向为t→0时的极限方向，即P点的切线方向平均速率瞬时速率134、加速度1.平均加速度2.（瞬时）加速度t时间内速度增量t+t时刻速度PQt时刻速度方向与相同方向为t→0时的极限方向，总是指向曲线凹的一侧。14二质点运动的描述直角坐标法1位置矢量*方向：大小：15分量式从上式中消去参数得质点的轨迹方程．2运动方程P163位移平面运动:BA三维运动:174路程()从P1到P2：路程(3)位移

5、是矢量，路程是标量．位移与路程的区别(1)两点间位移是唯一的．(2)一般情况．18注意的意义不同．，，19三　速度(反映运动快慢和运动方向的物理量)1平均速度在时间内，质点位移为BAsD202瞬时速度（简称速度）若质点在三维空间中运动，其速度211平均加速度B与同方向反映速度大小和方向随时间变化快慢的物理量四加速度A222(瞬时)加速度23加速度大小加速度方向曲线运动指向凹侧直线运动说明：矢量性瞬时性相对性24一运动质点在某瞬时位于位矢的端点处，其速度大小为（A）（B）（C）（D）讨论注意25例1-1某质点沿x轴方向运动，位置与时间的关系为(SI)。试求（1）第1秒内和第3

6、秒内的平均速度；（2）质点在第1秒末和第3秒末的速度和加速度。解（1）时，；时，则第1秒内的位移第1秒内的平均速度为方向沿x轴正向26(SI)。试求（1）第1秒内和第3秒内的平均速度；（2）质点在第1秒末和第3秒末的速度和加速度。第3秒内的平均速度为解方向沿x轴负向（1）（2）第1秒末的速度第3秒末的速度方向沿x轴负向方向沿x轴负向27（2）2829求导求导积分积分质点运动学两类基本问题一由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；二已知质点的加速度以及初始速度和初始位置,可求质点速度及其运动方程．30313233四质点运动的描述自然法曲线运动圆周运动34（

7、1）匀速率圆周运动向心加速度t时间内速度增量为ABt时刻速度t+t时刻速度t时间内速度增量加速度为当时加速度大小为方向沿半径指向圆心，称为向心（法向）加速度圆周运动35(2)变速圆周运动切向加速度和法向加速度速度增量分解为速度增量的分解ABt时刻速度t+t时刻速度t时间内速度增量瞬时加速度为36法向加速度方向沿半径指向圆心大小（或法向分量）切向加速度方向与瞬时速度方向平行切向分量反映速度方向改变的快慢反映速度大小变化的快慢37总加速度与瞬时速度方向之间的夹角大小382、一般曲线运动自然法以轨道上任一点O