大学物理课件第1章-质点力学基础

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1、课程介绍物理书都充满了复杂的数学公式。可是思想及理念，而非公式，才是每一物理理论的开端。－－爱因斯坦一、大学物理学什么？“物”——物质世界“理”——普遍规律物理学:研究物质世界的基本结构、基本相互作用和最普遍的运动规律。经典物理力学电磁学（场）热学相对论量子力学物理学的基本框架分支学科：激光物理，半导体物理，原子物理，核物理…振动和波光学近代物理二、为什么要学习“大学物理”？物理学:是工程技术的基础。*第一次工业革命（17～18世纪）：建立在牛顿力学和热力学发展的基础上，其标志是以蒸汽机为代表的一系列机械的产生和应用。*第二次工业革命（19世纪）：建立在电磁理论发展的基础上，其标志

2、是发电机、电动机、电讯设备的出现和应用。*第三次工业革命（20世纪）：建立在相对论和量子力学发展的基础上，其标志是以信息技术为代表的一系列新学科、新材料、新能源、新技术的兴起和发展。物理学:是自然科学的一个重要组成部分。三、如何学好这门课数学要学好课前要预习认真听课课后复习、并独立完成作业把握三个环节：要入门四、教材及参考资料《大学物理》由南京理工大学编机械工业出版社出版《大学物理作业题》高等教育出版社出版由东南大学等七所工科院校编参考书《物理学》第一章质点力学基础一个物体相对于另一个物体的空间位置随时间发生变化；或一个物体的某一部分相对于其另一部分的位置随时间而发生变化的运动。机

3、械运动力学研究物体机械运动及其规律的学科。运动学：动力学：以牛顿运动定律为基础，研究物体运动状态发生变化时所遵循规律的学科。研究物体在空间的位置随时间的变化规律以及运动的轨道问题，而并不涉及物体发生机械运动的变化原因。质点：具有一定质量的几何点。太阳行星可以把行星绕太阳的运动看做是质点的运动。§1-1质点参考系运动方程参考系和坐标系描述物质运动具有相对性用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统。物质的运动具有绝对性为描述物体的运动而选取的参考物体。坐标系：参考系：位置矢量与运动方程Pr参照系YZXO位置矢量（位矢）从坐标原点o出发，指向质点所在位置P的一有向线段位矢用坐标值表示为：位

4、矢的大小为：位矢的方向：P(x,y,z)zyxo运动方程：矢量形式参数形式轨道方程xozy设质点作曲线运动t时刻位于A点，位矢t+t时刻位于B点，位矢位移矢量：在t时间内，位矢的变化量（即A到B的有向线段），简称位移。zyxoBA§1-2位移速度加速度在直角坐标系中zyxoBA路程：质点在轨道上所经过的曲线长度ΔS速度速度是反映质点运动的快慢和方向的物理量平均速度tB时刻位于B点在t时间内发生位移：BAozyx设质点作一般曲线运动tA时刻位于A点平均速度：平均速度的方向与t时间内位移的方向一致瞬时速度AB质点在某一时刻所具有的速度ozyx速度的方向为轨道上质点所在处的

5、切线方向。速度的矢量式：速度的三个坐标分量：速度的大小：速率在t时间内，质点所经过路程s对时间的变化率平均速率：瞬时速率：一般情况：当t0时：sBA加速度加速度是反映速度变化的物理量t时间内，速度增量为：平均加速度结论：平均加速度的方向与速度增量的方向一致。t1时刻，质点速度为t2时刻，质点速度为xozy当t0时，平均加速度的极限即为瞬时加速度。瞬时加速度：加速度的矢量式：加速度的大小：当t趋向零时，速度增量的极限方向加速度的方向：运动方程是运动学问题的核心1、已知运动方程，求质点任意时刻的位置、速度以及加速度2、已知运动质点的速度函数（或加速度函数）以及初始条件

6、求质点的运动方程运动学的两类问题例1已知质点的运动方程为求：（1）轨道方程；（2）t=2秒时质点的位置、速度以及加速度；（3）什么时候位矢恰好与速度矢垂直？解：(1)消去时间参数（2）方向沿y轴的负方向（3）两矢量垂直例2.设某一质点以初速度作直线运动，其加速度为。问：质点在停止前运动的路程有多长？解：两边积分：两边积分：例3路灯距地面高度为h，身高为l的人以速度v0在路上匀速行走。求：（1）人影头部的移动速度。（2）影长增长的速率。ox2xx1hl解：（1）两边求导：（2）令为影长以代入得：1-3平面曲线运动一、回顾特殊的平面曲线运动匀速直线运动匀变速直线运动一般直线运动抛体运动

7、直线运动：二平面曲线运动中的切向和法向加速度自然坐标系：把坐标建立在运动轨迹上的坐标系统。soPQs质点的加速度：切向加速度：法向加速度：加速度的大小：加速度的方向（以与切线方向的夹角表示）：圆周运动及其角量描述质点所在的矢径与x轴的夹角。角位移：角位置：质点从A到B矢经转过的角度。规定：逆时针转向为正顺时针转向为负角速度：角加速度：可以把角速度看成是矢量！方向由右手螺旋法则确定。右手的四指循着质点的转动方向弯曲，拇指的指向即为角速度矢量的方向。角