第1章质点力学(1-3)(中南大学物理)ppt课件.ppt

《第1章质点力学(1-3)(中南大学物理)ppt课件.ppt》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、以牛顿运动定律为基础的力学理论称为牛顿力学（又叫经典力学）。它研究的对象是宏观低速运动的物体。根据研究对象的不同我们可将其分为质点力学、刚体力学和流体力学。第一篇力学力学——是研究物体机械运动规律的科学。机械运动——是指物体之间或物体各部分之间的相对位置随时间变化的过程。本章研究的对象是质点力学.包刮质点运动学和质点动力学两部分。质点没有“大小和形状”，只具有全部质量的一点。可以将物体简化为质点的两种情况：物体不变形，不作转动。(此时物体上各点的速度及加速度都相同，物体上任一点的运动可以代表物体的运动。)物体本身线度和它活动范围相比小得很多.（此时物体的形变及

2、转动都显得并不重要.如研究地球绕太阳公转时，可把地球视为质点;但研究地球自转时就不能把地球视为质点了)第一章质点力学本章基本要求掌握理解●质点、参照系、坐标系、惯性系●角动量定理及质点的角动量守恒律●位矢、位移、速度、加速度●运动的叠加原理●功、动能、势能、动能定理及机械能守恒定律●冲量、动量、动量定理及其守恒定律了解●相对运动力学相对性原理●牛顿运动定律及动力学问题本次课要求掌握内容：1、如何描述一个物体的运动？2、什么叫位矢？它与位移有什么区别？4、如何描述一个物体的运动状态及其运动状态变化？3、什么是运动方程？它与轨道方程有什么异同？5、质点运动的速度、

3、加速度是怎样定义的？如何求得？6、质点运动学的两类问题是指什么？7、什么叫运动叠加原理？9、什么是加速度的禀性方程？8、质点做曲线运动时如何描述其运动状态？日心系ZXY地心系o为了描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为参考，被选作参考的物体称为参照系。地面系因此，参照系的选择是任意的，不一定是静止的物体。为了定量地确定物体的运动，须在参照系上选用一个坐标系。参照系坐标系1-1运动的描述一.参照系和坐标系二、位置矢量运动方程位置矢量（位矢）：P(x,y,z)xyzO位矢方向位矢大小直角坐标系中运动方程：质点运动的空间轨迹成为轨道.轨道方程:轨道P(x,y,z

4、)xyzO例如：运动方程消去时间t得到轨道方程三、位移ΔsΔrAr1r2ГOBvvv直角坐标系中位移矢量:在t时间间隔内位矢的增量位移大小位移方向路程s:质点在t时间内运动的弧长.是标量.·r2r1ΔrxyzBAoΔS·s与的区别元位移的大小元路程b)r2r1oΔrΔrABC路程s为质点运动的轨道长度,是标量.而为矢量,是位矢的增量.与r及的区别a)为标量，与都为矢量平均速度瞬时速度四、速度速度是位矢对时间的一阶导数速度方向时，的极限方向在P点的切线并指向质点运动方向PQO速度大小直角坐标系中瞬时速度平均速度平均速率瞬时速率PQO注意:速度是矢量，

5、速率是标量。一般情况单向直线运动情况瞬时速率等于瞬时速度的大小加速度是:速度对时间的一阶导数或位矢对时间的二阶导数.五、加速度平均加速度瞬时加速度Δvv1v2BAov1v2··直角坐标系中注意矢量性：四个量都是矢量，有大小和方向加减运算遵循平行四边形法则是某一时刻的瞬时量不同时刻量不同是过程量瞬时性：相对性：不同参照系中，同一质点运动描述不同，具体数学表达形式也不同。加速度的比较位矢位移速度是描述质点运动状态的物理量是描述质点运动状态变化的物理量六.质点运动学的两类问题：已知运动方程，求质点的速度和加速度已知质点的速度(或加速度)和初始条件，求质点运动方程及其

6、它未知量用求导数的方法运用积分的方法解:设此时绳的长度为l.那么有：例1：在离河水面高为h的岸边上有人用绳跨过定滑能拉船靠岸，船在离岸水平距离为s处此人以匀速率v0收绳（如图示）。求：船的速率v.hs例2如图lhshsl则只能是：能否为：例2.一质点沿x轴作直线运动，其位置坐标与时间的关系为x=10+8t-4t2,求：（1）质点在第一秒内、第二秒内的平均速度。（2）质点在t=0、1、2秒时的速度。解：代入t=0,1s,2s得：例3.一质点由静止开始作直线运动，初始加速度为a0，以后加速度均匀增加，每经过τ秒增加a0，求经过t秒后质点的速度和运动的距离。(直线运

7、动中可用标量代替矢量）解：据题意知，加速度和时间的关系为：1-2运动叠加原理一.运动叠加原理因此，对任意曲线运动的研究我们都可以视为直线运动的研究。运动的可叠加性是运动的一个重要特性。（可用“百发百中”的实验来说明）当物体同时参与两个或多个运动时,其总的运动乃是各个独立运动的叠加,这个结论称为运动叠加原理或运动的独立性原理如抛体运动可视为沿水平方向和竖直方向的直线运动的叠加。即质点在（xy）平面内运动。yxv00开始时：任意时刻(t)时：是两种运动的叠加抛体运动也可视为沿初速度方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动的叠加。yxv0t0抛体运动位矢图v

8、yvxv00抛体运动速度矢量图二、平面