质点运动的描述.ppt

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1、物理学的研究对象—宇宙力学热学电磁学光学相对论量子力学初步大学物理学教学内容经典物理近代物理大学物理学的研究方法利用微分、积分作为工具来研究物体的运动利用微元法来解决物理学问题第一篇力学是研究物体机械运动规律的学科。力学（Mechanics）力学包括运动学、动力学两大部分。机械运动是物体的位置或自身各部分的相对位置发生变化的运动。第一章质点运动学第一讲质点运动的描述基本概念：位置、速度、加速度基本规律:两类运动学问题。作业：练习1坐标系质点位置矢量位移速度加速度教学基本要求一、掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量，理解它们的矢量性、瞬时性和相

2、对性。二、理解运动方程的物理意义及作用.掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法.本讲内容提纲一、运动相对性概述1参照系（坐标系）2质点二、质点运动描述量（重点）1位置矢量（附：运动方程、轨迹方程）2位移矢量（附：路程）3速度矢量（附：速率）4加速度矢量三、两类运动学问题及其解决方法一、运动的描述运动的绝对性：世界是物质的，物质是运动的、绝对静止的物质（体）是不存在的。运动的描述的相对性：同一物体的运动，选取的参考物不同，对它的运动的描述就不同。参考系(referenceframe)：为描述物体运

3、动（位置、速度）而被选作参考的物体称为参考系。坐标系(coordinatesystem)：建立在参照系上的数学坐标，一般有直角坐标系、自然坐标系、圆周运动的角坐标系等等。如：在行驶中的列车上的人相对于车厢来说是静止的，但相对地面来说却是运动的。质点模型在所讨论的问题中，物体的大小形状对问题的讨论影响不大，可以忽略。rdmpd<

4、、分别为x、y、z方向的单位矢量.*二、描述质点运动的物理量1)位置矢量positionvector位矢的大小为1位置矢量运动方程轨迹方程位矢的方向余弦P2)运动方程：分量式3)轨迹方程:从中消去参数得【例】运动方程例：运动方程为：(t)=分量式：x=y=从运动方程中消去时刻t，得圆周运动轨迹方程：2位移矢量displacement：描述Δt内质点位置的变化BABA经过时间间隔后,质点位置矢量发生变化,由始点A指向终点B的有向线段AB称为点A到B的位移矢量.位移矢量也简称位移.tBA又若质点在三维空间中运动呢？内位移：内元位移：BA注意位置矢量大小的变化位移矢量的大小位

5、移与路程（B）一般情况,位移大小不等于路程.（D）位移是矢量,路程是标量.（C）什么情况？单向的直线运动中;或当时讨论（A）P1P2两点间的路程是不唯一的,可以是或而位移是唯一的.描述Δt时间内质点运动轨迹的长（△S）例：已知求:①1秒末位置；②头1秒内位移。解：①t=1st=0s内②3速度velocity在时间内,质点从点A运动到点B,其位移为时间内,质点的平均速度平均速度与同方向.BA平均速度大小1）平均速度：—描述t时间内质点位移随时间平均变化率。当时平均速度的极限值叫做瞬时速度,简称速度。2）瞬时速度：—描述t时刻质点运动的快慢和方向。若质点在三维空间中运动,

6、其瞬时速度为：速度方向在的极限方向，也就是t时刻质点所在处轨迹的切线方向（指向运动前进一方）。BA3）速率：平均速率：——描述t时间内质点路程随时间平均变化率定义定义瞬时速率标量；时间量。—描述t时刻速度大小标量；时刻量。瞬时速度大小瞬时速率：例：已知求:①1秒末速率；②头1秒内平均速度解：①t=1，(m/s)②(m/s)(m/s)1）平均加速度B与同方向.（反映速度变化快慢的物理量）描述Δt时间内质点运动速度随时间平均变化率。2）（瞬时）加速度4加速度accelerationA与同方向.加速度加速度大小解：t=1，例：已知质点的运动方程为，求:①1秒末加速度。几点说

7、明：状态量：是描述物体运动状态的物理量，分别表示质点任一时刻的位置状态和运动状态。当质点的位置状态和速度状态同时确定时，质点的运动状态才完全确定。过程量：是描述质点状态变化的物理量，分别表示在某一时间间隔内的位置矢量变化和速度的变化。矢量性：--矢量瞬时性：--表示质点t时刻一维（直线）运动：直线运动问题可用标量代替矢量，用正、负代表方向。三、两类运动学问题（1）已知运动方程求速度、加速度。——求导法解决（2）已知加速度和初始速度与初始位置求速度、运动方程。——积分法解决求导求导积分积分例1：一质点的运动方程为：x=4t-t2(SI)，试