01绪论运动描述之一.pptVIP

力学（mechanics) 三.运动方程 一门研究机械运动(mechanical motion)的科学 两种基本形式： 1.平动--- 物体上任意两点间的连线在运动 过程中恒保持平行的运动 2 . 定轴转动---各点绕一固定轴作圆周运动的运动形式 1. 质点---把实际物体看成只有质量而无大小 形 状的力学研究对象。 两个基本模型： 机械运动：物体之间或同一物体各部分之 间相对位置的变化 2. 刚体---任何情况下大小形状都不发生变化的力学研究对象 不能看成质点的物体可看成质点的集合---质点系 注意： 物体能否抽象为质点，视具体情况而定． 地—日平均间距： 1.53 ×108 km 地球半径： 6.373 × 103 km 太阳 地球 第一章 质点运动 时间 空间 1-1 质点运动的描述之一 1-2 质点运动的描述之二 1-3 经典时空观及其局限性 1-4 相对论时空观 教学基本要求 一、掌握位矢、位移、速度和加速度等概念. 二、能借助于直角坐标系计算质点在平面内运动时的速度和加速度. 三、掌握质点作圆周运动时的切向加速度、法向加速度、角速度、角加速度等概念和角量与线量的关系，并能做相关计算. 四、了解惯性参考系、伽利略变换和经典时空观，了解伽利略相对性原理，了解狭义相对论产生的科学背景（含洛伦兹变换）.了解狭义相对论的基本原理和时空观的基本理论. *五、了解狭义相对论中同时的相对性及长度收缩和时间膨胀等相对论效应，会做简单的相关计算. 1-1 质点运动的描述之一 一.?运动描述的相对性 1、参考系 ﹡ 描述物质运动具有相对性 ﹡ 物质运动具有绝对性 以地球为参照物 地球 卫星 以太阳为参照物 太阳 卫星 地球轨道 东汉“尚书纬·考灵曜”云：“地恒动不止而人不知，比如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而不觉也。” 运动是绝对的，而描述物体的运动是相对的 参考系：用来描述物体运动而选作为参考的物体或物体系 ·太阳参考系 ·地心参考系 ·地面参考系或实验室参考系 ·质心参考系 (1)运动学中参考系可任选，不同参考系中物体的运动形式 （如轨迹、速度等）可以不同。描述物体运动时，必须 指明参考系。 (2)若不指明参考系，则认为以地面为参考系。 (3)常用参考系: 2、坐标系：固结在参考系上的一组有刻度的射线、曲线或 角度。是参考系的数学抽象。 (1) 直角坐标系： 直角坐标 (x,y,z)确定质点位置 (2)平面极坐标系 平面极坐标 ( r,? ) 确定质点的位置 通常规定从极轴沿逆时针方向的?为正 ?（极角） r（极径） P(r,? ) O(极点） x（极轴） 分别是x、y、z方向的单位矢量 横向单位矢量: 径向单位矢量: (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 自然坐标 s(t) 确定质点的位置 :切向单位矢量 :法向单位矢量 二.描述质点运动的物理量 位矢：表征空间某点P的位置，由 原点O到P的矢量 1. 位置矢量（位矢） 位矢 的方向余弦 式中 、 、 分别为x、y、z 方向的单位矢量. * P 2.位移和路程 位移：描述质点一段时间内位置的改变 路程：在一段时间内，质点所经过的 路径的总长度 注意 意义不同! 一般情况下 位矢大小的增量 位移（位矢增量）的大小 但 即元路程等于元位移大小 通常也有 在极限情况下有 3.速度：描述质点位置变化快慢和变 化方向的物理量 平均速度 在 时间内，质点位移为 B A 瞬时速度（简称速度） 若质点在三维空间中运动，其速度 当 时, 速度大小（速率）: --轨道切线向前方向 速度方向： 的方向 用自然坐标表示： 一运动质点在某瞬时位于位矢 的端点处，其速度大小为 （A） （B） （C） （D） 讨论 注意 速率 4. 加速度：描述质点速度变化快慢和变化方向的物理量 平均加速度 （瞬时）加速度 方向：沿速度增量的方向 * * * * * * * 一. 什么是物理学? 物理学是研究物质世界最基本形态的科学 物理学研究的范围 —— 物质世界的层次和数量级 物理学 (Physics) 物 质 结 构 物质相互作用 物质运动规律 微观粒子 Microscopic 介观物质 mesoscopic 宏观物