大学物理学电子教案---质点运动学基本概念

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1、大学物理学电子教案质点运动学——基本概念绪论力学内容简介三个概念：参考系、坐标系、质点四个物理量：位置矢量、位移、速度、加速度绪论一、物理学及其研究对象1．什么是物理学？物理学是研究物质运动规律及其相互作用的科学。2．物理学的研究对象机械运动分子热运动电磁运动原子和原子核运动其它微观粒子运动3．物理学的分类经典力学（ClassicalMechanics）热力学（Thermodynamics）电磁学（Electromagnetics）相对论（Relativity）量子力学（QuantumMechanics）按照研究的方法，可分为：理论物理实验物理计算

2、物理1．系统的学科2．基础课3．必修课二、学习物理学的意义三、几点要求：1．课前尽量预习；2．上课认真听讲，要求记笔记；3．课后认真复习，作业要独立完成，按时交作业；4．一些基本的概念要求记住，重要的公式要求会推导。打好必要的物理基础学习科学的思想方法和研究问题的方法三个提高科学实验的能力抽象思维的能力计算能力意大利物理学家和天文学家，实验物理学的先驱者，提出著名的相对性原理、惯性原理、抛体的运动定律、摆振动的等时性等。《关于两门新科学的对话和数学证明对话集》总结了他的科学思想以及在物理学和天文学方面的研究成果。英国物理学家、数学家、天文学家，经典

3、物理学的奠基人。《自然哲学的数学原理》总结了前人和他自己关于力学以及微积分方面的研究成果，其中含有牛顿运动三条定律和万有引力定律。否定绝对时空观，创立了狭义相对论和广义相对论。提出了光量子假设和自激发射和受激发射的概念，为激光的出现奠定了理论基础；用广义相对论研究整个宇宙的时空结构，开创了宇宙学研究的新纪元，导致宇宙膨胀理论的建立。第一部分力学1．什么是力学机械运动是指物体之间或物体各部分之间发生的相对位置的变化。力学——研究机械运动及其规律的物理学分支。2．力学的分类根据研究内容分类运动学（Kinematics）——研究物体运动的规律动力学（Dy

4、namics）——研究物体运动的原因静力学（Statics）——研究物体平衡时的规律根据研究对象分类质点力学——研究对象为质点刚体力学——研究对象为刚体3．数学工具——微积分和矢量力学的总框架力学运动学动力学牛顿定律守恒定律动量守恒定律机械能守恒定律角动量守恒定律运动学——研究物体位置随时间变化的规律主要内容有：三个概念：参考系、坐标系、质点四个物理量：位置矢量、位移、速度、加速度四种运动：直线运动、曲线运动、斜抛运动、圆周运动第一章质点运动学1-1质点运动的描述一、参考系坐标系质点1、参考系运动的绝对性与相对性运动的绝对性：所有的物体都在不停地运

5、动，没有绝对不动的物体运动的相对性：描述物体的运动或静止总是相对于某个选定的物体而言的参考系的定义为描述物体的运动而选择的标准物称为参考系说明参考系的选择是任意的，主要根据问题的性质和研究方便而定。在描述物体的运动时，必须指明参考系。若不指明参考系，则认为以地面为参考系。选不同的参照系，运动的描述是不同的。以地球为参照系地球月亮以太阳为参照系太阳月亮地球轨道2、坐标系引入坐标系的必要性定量地描述物体相对于参照系的运动。物理学中常用的坐标系直角坐标系xyzO说明坐标系的选择是任意的，主要由研究问题的方便而定。坐标系的选择不同，描述物体运动的方程是不同

6、的。3、质点质点的引入任何物体都有大小和形状。物体在运动时它各部分的位置变化是不同的，物体的运动情况是非常复杂的。质点的概念当物体的大小和形状忽略不计时，可以把物体当做只有质量没有形状和大小的点——质点。说明质点的概念是在考虑主要因素而忽略次要因素引入的一个理想化的力学模型。一个物体能否当做质点，取决于研究问题的性质。二、位置矢量、运动方程、位移1、位置矢量基本概念从原点O到质点所在的位置P点的有向线段，叫做位置矢量或位矢。说明位置矢量是矢量：有大小和方向；具有瞬时性；具有相对性；单位：米（m）zOxyP(x,y,z)2、运动方程质点运动时，

7、它相对坐标原点O的位置矢量r是随时间变化的。因此，r是时间的函数运动学的重要任务之一，就是找出各种具体运动所遵循的运动方程。质点运动时，在坐标系中描绘的曲线称为运动的轨迹。轨迹是直线：直线运动轨迹是曲线：曲线运动x·zyz(t)y(t)x(t)r(t)P(t)0例1、自由落体运动的运动方程为例2、平抛运动的运动方程为轨迹方程3、位移定义把由始点到终点的有向线段定义为质点的位移矢量，简称位移。它是描述质点位置变化的物理量。计算xyzOP1P2位移与路程的区别位移是矢量：是指位置矢量的变化路程是标量：是指运动轨迹的长度说明位移是矢量；具有瞬时性；具有相

8、对性；单位：米（m）三、速度1、平均速度xyzO2．瞬时速度定义：平均速度的极限值称为瞬时速度，简称速度3、关于速度的说明