清华大学物理学课件-经典力学.ppt

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1、经典力学的建立和发展我们已经把哲学的原理确定下来了,但这些原理不是哲学的,而是数学的.——牛顿§2-1坐标系位置矢量速度§2-2从哥白尼到开普勒§2-3伽利略和近代力学的诞生§2-4牛顿和经典力学的成熟§2-5动量守恒定律机械能守恒定律§2-7角动量角动量守恒定律§2-6弹性和振动机械波波动理论内容提要§2-1坐标系位置矢量速度本节学习重点：掌握以下几个物理概念1.质点2.参照系与坐标系3.位置矢量4.位移与路程5.速度6.加速度一、质点(particle)物体能否看成质点依研究问题而定，和物体的大小无关。把所研究的物体视为无形状、大小但有一定质量的点。

2、例如，在研究地球公转时，就可把地球看作质点，但研究地球自转时就不能把它当成质点。又如物体在平动时，内部各处的运动情况都相同，就可把它看成质点。二、参照系1.参照系（参考系、参照物）：研究物体运动状态时选作参照的物体。如果物体相对于参照系的位置在变化，则表明物体相对于该参照系在运动；动画如果物体相对于参照系的位置不变，则表明物体相对于该参照系是静止的；同一物体相对于不同的参照系，运动状态可以不同。对物体运动的描述与参照系有关。为标定物体空间位置而设置的坐标系统常用坐标系直角坐标系P（x,y,z）球坐标系P（r,θ,）柱坐标系P（,,z）自然坐标系P(

3、s)2．坐标系：P(x,y,z)zyxos参考系是一物理实体，而坐标系为参考系的数学抽象。直角坐标系（x,y,z）。球坐标系（r,θ,）。柱坐标系（,,z）。自然坐标系（ρτ）。三、位置矢量1.标量(scalar)和矢量(vector)标量：只有数值大小，没有方向的物理量。如质量、密度、温度、功、能量、路程、速率、体积、时间、热量、电阻等物理量。矢量：既有数值大小，又有方向的物理量。如速度、加速度、位移、力、冲量、动量、电场强度、磁场强度等物理量都是矢量。用黑体字或带箭头的字母来表示矢量。2.矢量的表示如：速度(velocity)用　v表示加速度(

4、accerleration)用a表示力(force)用f表示３.位置矢量定义：从坐标原点o指向质点位置P的有向线段。位置矢量的直角坐标分量：P(x,y,z)zyxo4.质点运动方程矢量形式参数形式5.质点轨道方程例:已知某质点的运动方程为(SI)求:该质点的轨道方程，并作图.OO四、位移与路程表示质点所通过轨迹线的长度。路程只有大小而无方向，是标量。１.位移：位移是描述物体位置变化的物理量。是从初位置到末位置的画一个有向线段，是矢量。2.路程：位移：位移与路程：路程：zyxoBA动画3.位移与路程的表示五、速度速度是反映质点运动的快慢和方向的物理量

5、平均速度：平均速率:zyxoBA1．速度的概念瞬时速度:瞬时速率:瞬时速度沿轨道切线方向zyxoBA2．速度的直角坐标分量六、加速度加速度是反映速度（大小和方向）变化快慢的物理量平均加速度：瞬时加速度：加速度与速度的方向一般不同。1．加速度的概念2．加速度的直角坐标分量七、运动学的两类问题1.已知运动方程，求质点任意时刻的位置、速度以及加速度2.已知运动质点的速度函数（或加速度函数）以及初始条件求质点的运动方程已知一质点运动方程例1：(3)轨道方程。(1)t=1s到t=2s内质点的位移；求：(2)t=2s时；分析：属于运动学第一类问题，已知运动学方程，求

6、，应利用：解：(2)当t=2s时(1)由运动方程得：(3)由,消去t,得质点的轨到方程为：已知一质点运动方程例1：已知求：和运动方程。例２：已知,t=0时，分析：属于运动学第二类问题，加速度和初始条件，求，应利用：解:(1)(2)(3)(4)(5)