大学物理02运动学1

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1、预备知识标量与矢量一、标量和矢量物理学中经常遇到的物理量有两类：标量和矢量。1、标量：只有大小没有方向的物理量*标量具有两方面的含义：1）大小（包括数值和正负）2）单位标量通常可分为算术量（恒为正）和代数量（有正负）例：长度、质量、时间、能量、温度、电量等。2、矢量：既有大小又有方向的物理量*矢量包含三方面的含义：*表示一个矢量必须从大小和方向两方面进行矢量的方向很重要，例：大小相同但方向不同的力的作用效果不同。1）大小2）方向3）单位例：速度、加速度、力、动量、位移等。二、矢量的表示1、文字表示：黑体：A（用于印刷）上端带有箭头的字母：(用于书写)2、图形表示：带有箭头的有向线段

2、。ab箭头表示方向线段的长短表示大小3、一般表示：（长度为1的矢量）4、坐标表示（解析表示）：xyz模(大小)：方向余弦：三、矢量的和与差1）一般表示：2）图形表示：三角形法则（首尾相接）1、和平行四边形法则：3）解析表示：四、矢量的标积（点乘）1、一般表示法：2、坐标表示法：五、矢量的矢积（叉乘）方向：右手螺旋大小：六、矢量的微商七、矢量的积分力学Mechanics第一章牛顿力学Kinematices杰出的英国物理学家，经典物理学的奠基人。他的不朽巨著《自然哲学的数学原理》总结了前人和自己关于力学以及微积分学方面的研究成果，其中含有三条牛顿运动定律和万有引力定律,以及质量、动量、

3、力和加速度等概念。在光学方面，他说明了色散的起因，发现了色差及牛顿环，他还提出了光的微粒说．经典力学的创始人IsaacNewton1643~17271687年，牛顿IsaacNewton1643~1727《自然哲学的数学原理》三大定律和万有引力定律、光学、数学把地面和天体运动的规律归纳为统一的因果关系牛顿(IsaacNewton)《自然哲学的数学原理》扉页“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学，由于进行光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无穷级数理论而创立了科学的数学，由于认识了力学的本性而创立了科学的力学。”牛顿在自然科学领域里作了奠基的贡献，堪称科学巨匠。牛顿

4、一生很谦逊，他临终前说：“如果我的见识，真有超过笛卡尔的地方，那也是因为我是站在前辈巨人的肩上，才能望得远啊！”。恩格斯说：力学Mechanics力学研究的是物体的机械运动与物体间相互作用关系的学科。力学是自然哲学中发展最早的学科之一。力学是物理学的一块重要基石，同时也是许多工程技术科学的基础。经典力学的创始人IsaacNewton1642~1727运动学动力学§1-1运动学运动学是从几何观点来研究和描述物体机械运动的规律.31运动状态是用位置、速度、加速度等物理量来描述的.2运动学的核心是运动(学)方程.33一、质点的概念1、质点Particle在所研究的问题中，当物体的大小和形

5、状不起作用，或所起作用并不显著而可以忽略不计时，可以把物体看成是质点。2、理想模型Idealmodel建立理想模型是经常采用的一种科学思维方法，根据所研究问题的性质，突出主要因素，忽略次要因素，使问题简化但又不失客观真实性的一抽象思维方法；除质点外，还有刚体、线性弹簧振子、理想气体、点电荷等。§1-1运动学二、确定质点位置的方法1、参考系Referencesystem：描述物体运动时被选作参考的其他物体或物体系，称为“参考系”(Referencesystem)或“参照系”(Rrameofreference)2、确定质点相对于参考系位置的方法自然法Natural：自然坐标坐标法Coo

6、rdinate：选定三维坐标系OXYZ，用坐标值（x,y,z)来表示空间一质点P的位置。XZY0r(t)zyx·P(t)位矢法PositionVector：选定一固定点O，由O点向质点P引一矢量（位置矢量，位矢）·坐标系参考系（地面）坐标系（直角坐标系）高空飞机（视为质点）rφθ参考系（地心）球极坐标系卫星的大小为其三个方向余弦为coscoscos（其单位矢量为）（其单位矢量为）（其单位矢量为）位置矢量Positionvector位置矢量描述质点运动的物理量三、描述质点运动状态的物理量Parametersfordescribingparticlemotion(x,y,z)**位置矢

7、量:（其单位矢量为）（其单位矢量为）（其单位矢量为）2、运动学方程EquationofKinematics随时间变化用以确定在选定的参考系中质点相对坐标系的位置随时间变化的数学表达式：xyz0运动(学)方程:轨迹方程:关于质点运动轨迹的曲线方程位移：在某一段时间内位矢的增量位移（位矢的增量）的大小：3、位移Displacement路程:是指质点沿轨迹走过的距离。路程是标量。位移与路程:OyzxAB1）平均速度Averagevelocity2）瞬时速度Instantan