大学物理学施建青版上册上课课件.1–1质点运动的描述.pptVIP

* 第一章 运动的描述 1 – 1 质点运动的描述 * 力学是研究物体机械运动的规律及其应用的科学 分为三部分： (1)运动学：如何描述物体的运动，不涉及引起运动的原因。 (2)动力学：物体运动和物体间相互作用的内在联系。 (3) 静力学：物体在相互作用下的平衡问题。 一、描述运动的基本概念 研究力学要明确两个基本思想: 1.物体运动是绝对的,但运动的描写是相对的。 参照系:描写物体运动选择的标准物。选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性. 坐标系:可精确描写物体运动，建立在参照系上，使运动描述定量化的数学抽象 。 常用的坐标系有直角坐标系(x,y,z)，极坐标系(R,?)，球坐标系(R,?, ? )，柱坐标系(R, ?,z ),自然坐标系。 x y z o z ? R 参考方向 z o ? R x y ? 解决物理问题时一般要将复杂的实际问题进行简化,建立理想化的物理模型。例如: ① 物体上所有点的运动轨迹都相同,用一个点的运动来代替整个物体运动。 质点: ②物体运动范围物体本身线度(大小和形状对运动没有影响或影响可以忽略)。 2.建立理想化的模型 1、位置矢量和位移 1.位置矢量： 描写质点空间位置的物理量，从坐标原点指向质点所在位置的矢量 。 P o 运动方程： 二、描述运动的基本物理量 2、位移矢量 大小： （不是 ） 路程：质点运动过程中经过的空间距离 直角坐标系中运动的描述 位矢 * 位矢 的值为 位矢 的方向余弦 P P 运动方程 分量式 从中消去参数 得轨迹方程 位移的大小为 B A 位移 若质点在三维空间中运动， 则在直角坐标系 中其位 移为 位移的物理意义 A) 确切反映物体在空间位置的变化, 与路径无关，只决定于质点的始末位置. B）反映了运动的矢量性和叠加性. 注意 位矢长度的变化 位矢与位移的区别： 位矢为从坐标原点指向质点所在位置的有向线段； 位移为从起点指向终点的有向线段。 方向 时间 位矢与某一时刻对应； 位移与某一段时间对应。 x O y rA A B rB 位移与路程 （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 ？ 不改变方向的直线运动; 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. (质点实际运动轨迹的长度) （A）P1P2 两点间的路程 是不唯一的, 可以是 或 而位移 是唯一的. 3、速度和速率 1). 描写物体运动快慢和方向的物理量。 2).平均速度 定义： 物体的位移与发生这段位移所用的时间之比。 x O y A B 3).速度 对于变速曲线运动的物体，速度大小与方向都在随时间改变， ①.无限分割路径； ②.以直代曲； ③以不变代变；用平均速度代替变速度； ④令 取极限。 A B 速度 方向：沿运动轨迹的切线方向。 平均速率：反映质点经过路程快慢的物理量 瞬时速率：(速度的大小) 注意 (1).平均速度与平均速率的区别 平均速度为物体发生的位移与时间之比；为矢量。 平均速率为物体经过的路程与时间之比；为标量。 A B (2). 速度与速率的区别 速度为位矢r对时间的一次导数，为矢量. 速率为速度的大小，为标量. ①.定义：描写质点速度变化快慢和方向的物理量。 速度变化为 4)、加速度 x O y A B ② 平均加速度： ③加速度 速度 在直角坐标系中的表示 速度大小： 加速度： 加速度大小 1.位移和速度之间的关系 三、位移、速度与加速度之间的关系 2.速度与加速度之间的关系 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 一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处，其速度大小为 （A） （B） （B） （B） （C） （D） 吗？ 讨论 在Ob上截取 有 速