大学物理01质点运动学 dy.ppt

参考教材 马文蔚 改编 ，物理学 第五版，高等教育出版社 张三慧 主编，大学物理学 第二版，清华大学出版社 程守洙、江之永主编，普通物理学 第五版 ，高等教育出版社 唐光裕、韩桂华 主编，大学物理问题习题精选及详解，国防工业出版社 运动学：研究如何描述物体的运动以及各运动量之间的关系 4.速度 一、直线运动的描述 二、运动量为 t 的函数的两类问题★ 一、抛体运动 3. 用角量表示圆周运动 　 [例4]质点沿 x 轴作直线运动，加速度a=2t。 t =0时，x=1，v=0，求任意时刻质点的速度和位置。 解： 得 §1-2 直线运动 由 可得 [例5]质点沿 x 轴作直线运动，速度v=1+2x，初始时刻质点位于原点，求t 时刻质点的位置和加速度。 解： §1-2 直线运动 得 [例6]质点沿 x 轴正向作直线运动，加速度a=-mx (m为正常数)。t=0时, x=0, v =v0，在什么位置质点停止运动? 解： 得 §1-2 直线运动 质点停止运动时 舍去 §1-2 直线运动 §1-3 曲线运动 抛体运动：二维运动 1. 速度 矢量形式 §1-3 曲线运动 即 §1-3 曲线运动 2. 运动方程 或 初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的叠加 ——直线运动的叠加 如猎人与猴子的演示 §1-3 曲线运动 由vy=0有 (2)射高 讨论： 3. 轨迹方程 消t (1)射程 由y =0得 得 §1-3 曲线运动 二、圆周运动 在自然坐标系中 即与 同向 §1-3 曲线运动 大小 方向 与法向夹角： §1-3 曲线运动 讨论: (1)速度大小的变化引起切向加速度 速度方向的变化引起法向加速度 (2)变速圆周运动， 的方向不指向圆心 (3)匀速圆周运动 ——指向圆心 §1-3 曲线运动 三、一般曲线运动 ? ——曲率半径 讨论： (1)一般曲线运动的法向加速度指向瞬时曲率中心 (2) 总是指向曲线凹的一侧 O——瞬时曲率中心 曲率圆 §2-3 曲线运动 四、圆周运动的角量描述 1. 角量 运动方程 角位移 角速度 角加速度 §1-3 曲线运动 2. 线量与角量关系 §1-3 曲线运动 匀速直线运动 匀变速直线运动 匀速圆周运动 匀变速圆周运动 §1-3 曲线运动 * 研究物体机械运动规律的学科 静力学：研究作用在物体上力的平衡条件(工程力学) 动力学：研究产生或改变运动的原因，即物体间相互作用对运动的影响 一、质点 质点：忽略大小和形状，但具有质量的物体 ——可否视为质点，依具体情况而定 §1-1 质点运动的描述 (1)物体自身线度与其活动范围相比小得多时可视为质点 讨论： §1-1 质点运动学的描述 非质点 质点 地球上的人看地球 地球绕太阳公转 §1-1 质点运动学的描述 (2)物体无转动运动时可视为质点 物体上任一点都可以代表物体的运动 §1-1 质点运动学的描述 二、参考系 1. 为什么要选用参考系 车厢的人： 垂直下落 地面上的人： 抛物运动 孰是孰非？ ——运动的描述是相对的 参考系：为描述物体运动而选用的标准物体或物体系(认为其静止) 2. 什么是参考系 §1-1 质点运动学的描述 三、质点的位置 1.坐标系 (1)直角坐标系： 质点位置：(x,y,z) (2)平面极坐标系 ：极轴 ：辐角 ：极径 质点位置：(r,? ) 通常规定从极轴沿逆时针方向的?为正 §1-1 质点运动学的描述 (3)自然坐标系 在已知运动轨迹上任选一点O为原点建立的坐标系 质点位置：s(t) :切向单位矢量 :法向单位矢量 §1-1 质点运动学的描述 位矢：表征空间某点P的位置的物理量 2. 位置矢量 ——原点O到P的矢量 §1-1 质点运动学的描述 四、运动的描述 矢量形式： 分量形式： 1. 运动方程和轨迹 运动方程：表示运动过程的函数 轨迹：质点在空间所经过的路径 ——消去t 可得轨迹方程 §1-1 质点运动学的描述 2.位移 位移：质点一段时间内位置的改变 §1-1 质点运动学的描述 3. 路程 路程：质点沿轨迹运动所经历的路径长度 (1)路程是标量，大小与位移的大小一般不相等， 即 (2) 在极限情况下有 (3)单方向直线运动时有 讨论： §1-1 质点运动学的描述 平均： 方向： 的方向 §1-1 质点运动学的描述 瞬时： 大小： ——轨道切线方向 方向： 的方向 用自然坐标表示： §1-1 质点运动学的描述 (1)速率：速度的大小 讨论： (2)位移大小 与位矢模的增量 不等 一般地 §1-1 质点运动学的描述 5.加速度 平均： 瞬时： §1-1 质点运动学的描述 大小： 方向： 方向，一