大学物理01-质点力学new

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1、华中师范大学物理学院《普通物理学》电子教案配合韩可芳等编著《基础物理学(上册)》使用力学是研究机械运动及其规律的学科机械运动是一个物体相对于另一个物体的位置，或一个物体内部的一部分相对于其他部分的位置随时间第一篇力学的变化过程。经典力学（牛顿力学）：低速，宏观物体运动学——描述物体的运动；第一章质点力学动力学——物体运动与物体相互作用的关系。静力学——物体在相互作用下的平衡问题。相对论力学：以高速运动物体为研究对象。华中师范大学物理学院李安邦12第一章质点力学§1-1质点运动的描述本章学习时的困难：§1-2运动学的两类问题直线运动内容在中学物理中已有涉及，学习时似懂非懂。§

2、1-3运动叠加原理抛体运动§1-4自然坐标系圆周运动解决办法：§1-5相对运动伽利略变换思考这样一个问题：究竟有什么新东西？§1-6牛顿运动定律§1-7惯性系与非惯性系力学相对性原理矢量描述微积分计算34§1-1质点运动的描述二、参考系一、质点为了确定一个质点的位置或者描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为参考，被选作参考的物体称没有大小和形状，只具有全部质量质点为参考系。的一点。同一质点的运动，若选择的参考系不同，对质点运可以将物体简化为质点的两种情况：动的描述就会不同。物体不变形，不作转动(此时物体上各点的速度及运动的绝对性和相对性加速度都相同，物体上任一点可以代

3、表所有点的1、绝对的：任何物体任何时刻都在不停地运动着运动)。2、相对的：运动的描述是相对其他物体而言的物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及转动显得并不重要)。注意运动学中，参考系的选择可以是任意的动力学中，参考系不能随便选择561坐标系三、描述方法为了定量地描述质点的位置或运动，须在参考系上选择适当的坐标系。物理量：Z地面系位置矢量、位移、速度和加速度（都是矢量）o表示方法：日心系Y矢量法（直观）X地心系坐标法自然法（质点做曲线运动且运动轨道已知时）选择合适的参考系，以方便确定物体的运动性质；建立恰当的坐标系，以定量描述物体的运动；提出准确的物理模型，

4、以突出问题中最基本的运动规律。78P四、位置矢量运动学方程运动学方程质点相对参考系的运动，可用位矢随时间的变化来P点的位置矢量（位矢）：rrtO描述。位矢r随时间t的变化的函数关系在直角坐标系中，P点坐标(x,y,z)Zrr(t)rixjykz称为质点的运动学方程。PP点矢径r大小位置坐标x,y,z随时间变化的函数关系rrx2y2z2krx=x(t),y=y(t),z=z(t)zP点矢径r方向OjY称为质点运动方程的分量式xyzixcoscoscosy轨道：运动质点在空间所经过的路径rrrX910sB五

5、、位移Arr2r1r(t2)r(t1)r思考题：r与r的区别(p40)r位移是矢量，有大小和方向rrBA直角坐标系中rr(x2x1)i(y2y1)j(z2z1)kO1rixyjzkr2os与r的区别：1、s为路程(轨道长度)，是标量)arrrrrr2、一般情况下，

6、r

7、≠s。质点做单方向直线运动2121时，才有

8、r

9、＝s，或t0rddsb)r为标量，r为矢量元位移的大小＝元路程11122P六、速度（单位：米/秒）v(t)动画《01位矢与速

10、度》rrQ平均速度vrtvOrr瞬时速度trttrrdrvlimlimt0tt0ttd质点在某时刻的速度是该时刻位矢对时间的一阶导数速度的大小：速率速度方向：t→0时，r的极限方向在P点的切线并指向质点前进的运动方向1314直角坐标系中rixyjzk七、加速度（单位：米/秒2）（描述速度改变的快慢和方向）rddxdydz瞬时速度vijk平均加速度v1dtdtdtdtAvv(t2)v(t1)·Bvivjvkaxyzttt·v21r222

11、21速度大小vvvxvyvz瞬时加速度r2rxyz2o平均速度vijkvvddrv1tttta(t)lim2t0tdtdtΔvvivjvkxyzv加速度是速度对时间的一阶导数2s速度是矢量，平均速率v或位矢对时间的二阶导数t速率是标量。sdsr、v描述质点运动状态的物理量瞬时速率vlimt0tdt15a描述质点运动状态变化的物理量162vvddr位矢r位移r速度v加速度aa(t)lim2直