资源描述：
《大学物理学(上册)第1章质点运动学》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第1章质点运动学本章内容1.1质点参考系坐标系时空1.2描述质点运动的物理量1.3加速度为恒矢量时的质点运动1.4曲线运动1.5运动描述的相对性伽利略坐标变换1.1.1质点质点系1.1质点参考系坐标系时空2.质点系当物体不能被看作质点时，可把整个物体看成是由许多质点所组成的“质点系”这样的模型，弄清这些质点的运动，就可以弄清楚整个物体的运动.所以，研究质点的运动是研究物体运动的基础.1.质点质点是具有一定的质量而没有大小和形状的物体.质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型.目的是为了突出研究对象的
2、主要性质,暂不考虑一些次要的因素.1.1.2参考系坐标系1.参照物宇宙中的一切物体都在运动,没有绝对静止的物体,这叫运动的绝对性.参照物:用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系.同一物体的运动,由于我们选取的参照物不同，对它的运动的描述就不同,这称为运动描述的相对性.xy演示2.坐标系为从数量上定量确定物体相对于参考系的位置,须在参考系上固连某种坐标系,这样,物体在某时刻的位置即可用一组坐标表示.可见坐标系不仅在性质上具有参考系的作用,而且还具有数学抽象作用.最常用的坐标系有:直角坐标、球坐标、极坐
3、标、柱坐标、自然坐标等.对物体运动的描述决定于参考系而不是坐标系.yOKxzzxyA直角坐标系OKrxAθ极坐标系切向Oxyz法向osz自然坐标系3.参考系参照物+坐标系+时钟(1)运动学中参考系可任选.(2)参照物选定后,坐标系可任选.2.空间任何运动过程都是在一定的空间范围内展开的,即运动具有广延性.物体在运动中不断变化所占据的这些位置的总体,统称为空间.所以,空间是运动过程广延性或物体间相对位置和形状的反映.1.时间所谓“时刻”指时间流逝中的“一瞬”,对应于时间轴上的一点;“时间间隔”指从某一初
4、始时刻到终止时刻所经历的时间,它对应于时间轴上的一区间.1.1.3时空全世界第一座蒸汽钟时间？空间？运动学的任务就是确定运动质点的空间位置与时间的关系.1.2描述质点运动的物理量1.位置矢量为了确定质点在空间的位置而引入的物理量.确定质点位置的方法为:1）选取参考系;2）建立坐标系;oxyz3）确定单位矢量;定义设t时刻物体在位置P点,则从原点O指向P点的有向线段称为位置矢量.简称位矢r.1.2.1位置矢量与运动方程参考物或者写成：大小：方向：二维空间：一维空间：特殊地：说明：(1)位置矢量既有大小,
5、又有方向,故具有矢量性.(2)选取不同的参考系或在同一参考系上建立不同的坐标系时,它的方向和数值一般是不同的,故具有相对性.(3)在质点运动过程中位矢是随时间而改变的,故还具有瞬时性.运动方程：质点在运动时,其位置矢量的大小和方向均随时间发生变化,对于任一时刻t,都有一个完全确定的位置矢量与之对应,也就是说,位置矢量是时间t的函数,即运动方程描述的是质点位置与时间之间的函数关系,把上述分量式中的时间t消去可得到：2.运动方程直角坐标系轨道方程：2)分量式1)矢量式轨道运动质点在空间所经过的路径.描述轨
6、道的方程叫轨道方程.轨道方程描述的是质点位置之间的函数关系.运动方程和轨道方程的区别：运动方程是轨道方程的参数方程,参数为时间t.讨论1)运动方程也可用其他坐标表示,如选用极坐标时，则有选用自然坐标系时，则有2)意义：已知运动学方程,可求质点运动轨迹,速度和加速度.1）以圆心O为原点。建立直角坐标系Oxy，O点为起始时刻，设t时刻质点位于P（x,y），用直角坐标表示的质点运动学方程为位矢表示为自然坐标表示为解:求1)用直角坐标、位矢、自然坐标表示的质点运动学方程.例一质点作匀速圆周运动,半径为r,角
7、速度为.2)轨道方程2）轨道方程表示为1.2.2位移与路程BABA1.位移经过时间间隔后,质点位置矢量发生变化,由始点A指向终点B的有向线段AB称为点A到B的位移矢量.位移矢量也简称位移.位移是描述质点位置矢量改变的物理量。由矢量三角形得变形后位移定义为：位移的大小为BA所以位移若质点在三维空间中运动，则在直角坐标系中其位移为又2.路程质点所经过的实际运动轨迹的长度为质点所经历的路程，记作△S.位移的物理意义A)确切反映物体在空间中位置的变化,与路径无关，只决定于质点的始末位置.B）反映了运动的矢量
8、性和叠加性.注意位矢长度的变化位移表示某段时间内质点位置的变化,是个过程量;位置矢量表示某个时刻质点的位置,是个状态量.讨论一般情况下,位移与路程并不相等:只有当质点作单方向的直线运动时,路程与位移的大小才是相等的;此外,在的极限情况下,路程与位移的大小相等.位移是矢量,路程是标量.P1P2两点间的路程是不唯一的,可以是或，而位移是唯一的.（1）位移与位置矢量（2）位移与路程与的区别与的区别ABO区别下图各量：思考为了描述质点运动的快慢和运动方向的变化而
