质点运动学第二章.docVIP

质点运动学第二章 前言 力学是物理学的基础，是物理系的学生步入大学后接触的第一门专业课。但刚进入大学的一年级学生，对力学特别是质点力学部分，往往有“似曾相识”的感觉，因而在学习时，对它缺乏足够的重视。同时不少学生又常常保留着中学的解题习惯，不太会按照大学普物理学的解题要求作题。所以，教师就要通过教学活动启发学生的学习积极性，通过严格的解题训练，使学生作题时努力做到思路清晰、逻辑严密、推理准确，为达到这一目的，习题课是比不可少的。 同时作习题是学好力学的重要环节之一，不仅有利于巩固概念，还有利于提高分析解决问题的能力。因此上好习题课是力学教学所必须的。 在习题课上，通过讨论问题、学生自己作题和讲解例题，可以加深同学们对基本概念和规律的理解，使学生更准确、更深入、更完整的掌握基本理论，提高运用所学理论分析解决具体问题的能力。同时也通过严格的解题训练，培养学生们学习物理的科学态度和良好的作风，为进一步的学习打下基础。 结合教学内容、重点、难点和同学们容易出错的问题安排习题课的内容，而不是面面俱到。 第二章质点运动学 一、章节小结 本章讨论了质点运动学，引进了描述质点运动特征的物理量：位置矢量、速度和加速度，简述了他们的相互关系。着重分析了质点运动的瞬时性、矢量性和相对性。 （一）．基本概念 1．力学研究的对象—机械运动：宏观物体之间的相对位置的变动。包括运动学和动力学 2．运动学：只描述物体的运动。 动力学：研究运动与物体间相互作用的关系。 3．质点：忽略物体形状和大小的一种物理模型。使用于只涉及平动而不考虑转动和形变的情形。 4．参考系：研究物体运动时所参照的物体或彼此不做相对运动的物体群 坐标系：参考系的数学抽象，指固定在参考系上的数学坐标。它的作用是把运动物体在每一时刻相对于参考系的位置定量的表示出来。如直角坐标系、自然坐标系、极坐标系。 5．时间：表征物体运动的持续性。1秒=9192631770 133Cs辐射周期 空间：表征物体运动的广延性。1米=299792458分之一秒内光在真空中所运行路程长度 （二）．运动学方程 1．位置矢量：由参考点引向质点所在位置的矢量。如在直角坐标系中 ，其大小 ， 其方向 ， ， 且 2．运动学方程（运动函数）：表示质点位置随时间变化的函数， 在直角坐标系中： 运动方程的标量形式：x=x(t), y=y(t) z=z(t) 注意：x(t)、y(t)、z(t)是 在三个坐标轴上的分量，是标量，可正可负。 自然坐标系：s=s(t) 直线运动的运动学方程：x=x(t) 3．运动轨迹：质点运动时描出的轨迹，也即位置矢量的矢端画出的曲线（矢端曲线） 轨迹方程：如在O-xy平面上 y=y(x) 4．位移：位置矢量的增量，即自质点初位置引向末位置的矢量。 在直角坐标系： （三）．速度和加速度 1．速度：平均速度 位置矢量对时间的平均变化率 瞬时速度 位置矢量对时间的一阶导数 2．加速度：平均加速度 瞬时加速度 3. 直线运动：速度 加速度 4．曲线运动：选取适当的坐标系将运动加以分解 （1）直角坐标系 速度 其大小 方向 ， ， 加速度： 其大小 方向 ， ， （2）自然坐标系： 速度 加速度 切向加速度 法向加速度 ， ： 和 的夹角。 5．圆周运动 速度 角速度 角加速度 加速度 法向加速度 指向圆心； 切向加速度 沿切线方向 （四）．由加速度求速度和位移 1． 一般情况 2．匀加速运动： 常矢量 3．匀加速直线运动 4．抛体运动 取竖直向上为坐标轴的正方向则： （五）．伽利略变换 1．坐标变化 2.速度变换关系 绝对速度—物体相对静止参考系的运动速度 用 表示 相对速度—物体相对运动参考系的运动速度 用 表示 牵连速度—运动参