ch2-1(切向加速度符号)

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1、§2.1质点运动学的基本概念主要内容：1.物体的理想模型化方法2.参考系坐标系3.时间4.空间与质点位置描述5.速度6.加速度重庆科技学院数理系RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念一.物体的理想模型化方法★物理学的研究对象通常都是一个很复杂的运动客体；★考虑所有相关因素和变量往往会带来额外的干扰和困难；★把实际研究对象在一定条件下抽象成一个理想化的模型,突出研究的主要矛盾,暂时忽略某些次要因素,简化问题。★理想模型只能近似反映原物体的规律,若要精确描述,还必须通过实验加以修正。实验物理模型数据归纳绎演理论研究对象抽数象值指导修正解最

2、佳化处理数学模型实际应用《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念◇质点——一个理想模型★质点:在所研究的问题中，可忽略形状和大小的物体。——有质量而无形状和大小说明☆质点理想模型，突出了物体的质量，而忽略其他性质。☆质点的选择是相对的。★质点系:当物体不能被看做质点时,我们仍可把物体上每一小部分看成是质点,于是该物体就被看成是由许多个质点组成的“质点系”。说明:质点系也是一个理想模型。《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念二.参考系坐标系为描述物体的运动而选取的用作相对位置变化描述的其它物体称为参考

3、系。选不同的参考系,对同一运动物体运动的描述不同。v运动的绝对性：自然界中的物体,无论其存在形式如何,均处于永恒的运动之中。u运动描述的相对性：对运动的描述量随所选参考系的不同而不同。《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念二.参考系坐标系参考系：为描述物体的运动而选取的用作相对位置变化描述的其它物体称为参考系。选不同的参考系,对同一运动物体运动的描述不同。v运动的绝对性：自然界中的物体,无论其存在形式如何,均处于永恒的运动之中。u运动描述的相对性：对运动的描述量随所选参考系的不同而不同。《工科物理教程》RQe↑↓第2

4、章§2.1质点运动学的基本概念y可对物体的运动作定量描述。常用坐标系有★直角坐标系:三维正交坐标系。以参考点O为坐标oxz原点，x、y、z3个坐标轴。★极坐标系:横向径向二维正交坐标系。以参考点O点作为rA极点，引一射线Ox称为极轴。平面上任一q点A的位置用极径r和极角q来确定。xO★自然坐标系:二维正交运动坐标系。坐标轴分为sen切向和法向。跟随物体A沿运动轨迹运O动，O点为计时和计长起点。Aeτ《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念火车的运动很适合使用自然坐标系来描述。《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质

5、点运动学的基本概念三.时间t//s周期过程半衰期或寿命1038质子(下限)时间是物体运动过程的持1018宇宙238U地球续性和顺序性的反映。1015太阳绕银河中心1012226Ra时刻:109哈雷彗星绕太阳106地球公转时间延续过程中的每一个103地球自转中子时间点用时刻表示。100脉冲星周期10-3声振动时间间隔:10-6m子p介子10-9时间延续过程中的两个时-12分子转动10原子振动间点之间的时间差。10-15可见光10-1810-21自然界中常见周期现10-24共振粒子象的周期或物质寿命10-44普朗克时间《工科物理教程》RQe↑↓

6、第2章§2.1质点运动学的基本概念四.空间与质点位置描述◇位置矢量y定义参考点引向质点所在处的矢量。用符号表示r。P(x,y,z)在直角坐标系中jrβαrxiyjzkkoix位矢的大小：222zrrxyz位矢的方向余弦：xyzcosα,cosβ,cosγrrr《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念◇运动方程对于运动的质点，位矢r是y时间t的函数，即rr(t)——质点运动方程r(t)★在直角坐标系中，矢量式oxrx(t)iy(t)jz(t)kz参考系开继始

7、续分量式xx(t)yy(t)zz(t)t0eτqq(t)ens(t)en★在极坐标系中rr(t)etn1eeτ★在自然坐标系中ss(t)自然参考系τt2《工科物理教程》RQe↑↓第2章§2.1质点运动学的基本概念◇位移y定义位置矢量的增量(反映了x,y,z111r大小和方向的变化)。1rx,y,z222rr(tt)r(t)r(t)2在直角坐标系中：r(tt)r(xiyjzk)1111oxzr2(x2iy2jz2k)参考系开继始续则

8、rr2r1(x2iy2jz2k)(x1iy1jz1k)(xx)i(yy)j(zz)k212121xiyjzk注意位矢与坐标原点