1[1].1 质点运动的描述

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1、大学物理电子教案1第一节质点运动的描述movementofparticle1.1.1位矢和位移1.1.2速度1.1.3加速度1.1.4运动的相对性1.1.5几种基本的运动海南大学－大学物理电子教案22008土木工程专业1.1.1位矢和位移运动的绝对性和相对性运动的绝对性：一切物质都处于永恒的运动之中运动的相对性：对于同一种运动，由于参照的物体选择的不同,运动的形式不同。若有A、B、C三车，沿平直公路水平向左行驶，且VA>VB，VB=VC，VD=0，则B车的运动情况如何？海南大学－大学物理电子教案32008土木工程专业海

2、南大学－大学物理电子教案42008土木工程专业运动描述的相对性伽利略坐标变换海南大学－大学物理电子教案52008土木工程专业参考系referencesystem：描述物体运动时被选作参考的其他物体或物体系。运动的相对性决定描述物体运动必须选用参考系运动学中参考系的选择是任意的，参考系不同，物体运动的形式不同。常见的参考系太阳参考系地心参考系质心参考系地面参考系或实验室参考系海南大学－大学物理电子教案62008土木工程专业日心系zxy地心系o地面系在大多数情况下，以地面为参考系——基本参考系海南大学－大学物理电子教案72

3、008土木工程专业确定质点相对于参考系位置的方法坐标法Coordinate：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。yx^zzy0^x^·z(t)y(t)x(t)P(t)·r(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）。自然法Natural：在已知运动轨迹上任选一固定点O，规定一正方向，曲线长度s称自然坐标。海南大学－大学物理电子教案82008土木工程专业位矢positionvector：从坐标原点指向质点位置的有向线段。描述质点空间

4、位置的物理量。描述质点运动的基本物理量直角坐标系中的数学表示大小：方向：海南大学－大学物理电子教案92008土木工程专业质点位置随时间变化的关系——运动方程例如：将运动方程中的时间消去，得到质点运动的轨迹方程。一般情况轨迹方程是空间曲线。oxyzP(x,y,z)海南大学－大学物理电子教案102008土木工程专业位移displacement：一段时间内位矢的增量,反映质点运动时位置的变化。P2(x,y,z)xzyP1(x,y,z)大小：方向：直角坐标系中的数学表示海南大学－大学物理电子教案112008土木工程专业路

5、程pathlength注意：三个量的几何意义。r(t+Δt)r(t)0ΔrΔrΔSr(t+Δt)r(t)ΔrxyzP2P10··ΔS位移（位矢的增量）的大小位矢大小的增量海南大学－大学物理电子教案122008土木工程专业显然但即r(t+Δt)r(t)0ΔrΔrΔSr(t+Δt)r(t)ΔrxyzP2P10··海南大学－大学物理电子教案132008土木工程专业课堂练习：一质点以半径为R作匀速圆周运动，以圆心为坐标原点，质点运动半个周期，其位移大小其位矢大小的增量质点作圆周运动答案：质点从A运动到B海南大学－大学物理电子教

6、案142008土木工程专业1.1.2速度velocity平均速度averagevelocity方向：P2(x,y,z)xzyP1(x,y,z)大小：平均速度只能粗略反映一段时间内物体位置变化的快慢情况与方向相同海南大学－大学物理电子教案152008土木工程专业瞬时速度instantaneousvelocity大小：方向：位矢对时间的变化率，能精确反映质点位置变化快慢的物理量沿切向并指向质点运动的方向海南大学－大学物理电子教案162008土木工程专业速率speed平均速率averagespeed:瞬时速率instanta

7、neousspeed:=stdd而平均速率与平均速度大小的区别所以速度大小与速率值相等P2(x,y,z)xzyP1(x,y,z)=tlimΔ0sΔtΔv海南大学－大学物理电子教案172008土木工程专业1.1.3加速度acceleration平均加速度（粗略）BvvΔAvAvrAArBBxyzo反映质点速度变化快慢情况的物理量瞬时加速度（精确）海南大学－大学物理电子教案182008土木工程专业加速度分量componentsofacceleration海南大学－大学物理电子教案192008土木工程专业质点作曲线运动时，加

8、速度方向总是指向曲线凹的一侧大小方向质点做直线运动时，加速度与速度的夹角为0或180。海南大学－大学物理电子教案202008土木工程专业加速度与速度的夹角大于90，速率减小。加速度与速度的夹角小于90，速率增大。加速度与速度的夹角等于90，速率不变。海南大学－大学物理电子教案212008土木工程专业质点的运动学方程为x=