上海大学物理二第一章教学文案.ppt

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1、上海大学物理二第一章力学：研究机械运动的学科运动学：动力学：以牛顿运动定律为基础，研究物体运动状态发生变化时所遵循规律的学科。研究物体在空间的位置随时间的变化规律以及运动的轨道问题，而并不涉及物体发生机械运动的变化原因。机械运动是指物体的位置随时间的改变质点运动学第一章§1-1参考系1.质点质点：具有一定质量没有大小或形状的理想物体。可以把物体看作质点来处理的情况:作平动的物体，可以被看作质点;如果两物体之间的距离远大于本身的线度，可以把这两物体看作质点;可以把一定形状物体看作由无数个质点所组成。描述质点的运动是描述任何物体的运动的基础。物

2、体中足够小的部分。二、参考系描述物质运动具有相对性用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统物质运动具有绝对性参考系：为描述物体的运动而选取的参考物体坐标系：常用的坐标系有直角坐标系(x,y,z)xyzO（参考点）§1-2质点的位矢、位移和速度位置矢量：位置矢量（位矢、矢径）：质点位置的矢量（用矢端表示）。r(t)0·xzyz(t)y(t)x(t)P(t)●轨迹一.质点位置矢量用来确定某时刻运动函数（运动方程）:一个运动质点位置是t的函数，这个函数称为运动方程。矢量形式参数形式轨道方程xozy二.位移位移——质点在一段时间内位置的改变。P1r(

3、t)Δrxyz0r(t+Δt)P2位移：轨迹大小方向二.路程质点实际运动轨迹的长度叫路程。注意：要分清等的几何意义。P1r(t+Δt)r(t)Δrxyz0ΔsP2r(t+Δt)r(t)0ΔrΔrP2P1三.速度速度是描述质点位置随时间变化的快慢和方向的物理量。平均速度平均速率平均速度是矢量，其方向与位移的方向相同。平均速率是标量。平均速度的大小并不等于平均速率。P2P1ozyx瞬时速度方向:ozyxP1P2轨道上质点所在处切线方向大小：t时间内路程s对时间的变化率平均速率：瞬时速率：sBA结论：瞬时速率等于瞬时速度的大小速

4、度的大小：速率：速度的三个分量：速度的大小：在直角坐标系中：位置的矢量式：速度的矢量式：加速度是描述质点速度的大小和方向随时间变化快慢的物理量。xyzP2P1o§1-3加速度平均加速度平均加速度是矢量，方向与速度增量的方向相同。瞬时加速度方向当时间t趋近于零时，速度增量的极限方向。加速度与速度的方向一般不同。大小在直角坐标系中：加速度与速度的夹角为0或180，质点做直线运动。加速度与速度的夹角等于90，质点做圆周运动。加速度与速度的夹角大于90，速率减小。加速度与速度的夹角小于90，速率增加。运动方程：瞬时速度：瞬时加速度：加速

5、度：在直角坐标系中：位矢：速度：质点作曲线运动，判断下列说法的正误。质点的运动学方程为x=6+3t-5t3(SI),判断正误:质点作匀加速直线运动，加速度为正。质点作匀加速直线运动，加速度为负。质点作变加速直线运动，加速度为正。质点作变加速直线运动，加速度为负。思考题例1已知质点的运动方程求：（1）轨道方程；（2）t=2秒时质点的位置、速度以及加速度；解：(1)消去时间参数（2）方向沿y轴的负方向解：（1）（3）（2）例2：一质点沿x轴作直线运动，其位置与时间的关系为x(t)=10+8t-4t2.求：（1）质点在第一秒第二秒内的平均速度；（

6、2）质点在t=0，1，2秒时的速度和加速度；（3）求质点在t=0到t=2秒内的路程和位移？例3、路灯距地面高度为h，身高为l的人以速度v0在路上匀速行走。求：（1）人影头部的移动速度。（2）影长增长的速率。ox2xx1hl两边求导：解：（1）（2）令例4:在离水面高度h的岸上，有人用绳子拉船靠岸。当人以v0的匀速度收绳时，求船在s处的速度和加速度。解：建立坐标系，x=s:已知：方向均指向岸边.§1-4匀加速运动匀加速运动--------加速度为常矢量的运动.§1-5抛体运动具体的运动曲线取决于初速度的大小v0及初速度与水平方向的夹角q0。抛

7、体运动可以看成为垂直向上的抛体运动和水平方向的匀速运动的合成。q加速度：速度：(v=v0+at)位置：(r=r0+v0t+1/2at2)抛体运动的几个量：⒈物体从抛出到回到抛出点高度所用的时间T为：2.飞行中的最大高度Y为：3.飞行的射程（即回到与抛出点同高度时的经过的水平距离）X为：4.抛体飞行的轨道函数为：例5、设某一质点以初速度作直线运动，其加速度为。问：质点在停止前运动的路程有多长？解：两边积分：例6：一艘正在行驶的电艇v0，在发动机关闭后，由于受到水的阻力，速度逐渐减小。阻力产生的效果可用一个与速度方向相反的加速度来描述，其大小与

8、速度平方成正比.（即，k为常数。）简化后解：（1）由电艇的速度和加速度的关系：两边乘以dx所以：得：为电艇的速度和行驶距离的函数关系。求：当发动机关闭后，(1)电艇的速度和行驶距