第一章 质点的运动ppt课件.ppt

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1、第一篇力学**力学的分类：1、经典力学：研究弱引力场中宏观物体的低速运动。2、狭义相对论力学：研究宏观高速物体的运动。3、广义相对论力学：研究强引力场中物体的运动。4、量子力学：研究微观物体的运动。主要讨论经典力学，适当了解狭义相对论力学。经典力学——主要研究物体机械运动的现象与动力学规律•机械运动——物体相对于其他物体的位置随时间发生变化，或物体内部的各个部分的相对位置随时间发生变化物质运动最基本、最简单的运动形式如：车辆的行驶，河水的流动，天体的运行等。•力学是物理学和许多工程技术学科的基础质点运动学质点动力学刚

2、体力学运动规律的原因质点的集合（质点系）刚体运动的基础学习要求：掌握物理学中的基本概念、基本原理及基本方法，提高分析问题、解决问题的能力。重点：牛顿三大运动定律，动量定理、功能原理、角动量定理。牛顿三大运动定律的适用范围：研究低速宏观物体的运动。动量定理、能量守恒、角动量定理无论是在经典力学、相对论力学、量子力学都是普适的。第一章质点的运动重点：1.模型:质点、质点系2.概念：位矢、位移、速度、加速度；角位置、角位移、角速度、角加速度；惯性系、非惯性系；3.计算:运动学的两类基本问题：微分，积分难点:相对运动课时:1

3、-1质点参考系运动方程对复杂的运动进行抽象提出物理模型物体运动的基本规律。1、质点与质点系•质点：无大小与形状的空间几何点具有一定的质量•质点系——若干质点的集合对实际物体的有条件的和合理的抽象理想模型质点：具有质量而没有大小和形状的理想物体，称做质点。*质点是理想模型，任何物体都有一定的形状和大小，如电子是有结构的。物体是否可看作质点，不能单纯看它的大小，而应根据具体情况而定。如：地球绕太阳公转：地球半径：日地距离：地球可看作质点。地球自转：不能将地球看作质点。2、参考系和坐标系运动是绝对的，运动的描述是相对的

4、。参考系——为了（定性）描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体，叫参考系*运动学中，参考系的选择是任意的。任何实物物体均可被选作参考系；但场一般不用做参考系，场虽然是物质存在的一种形式，但它不是具体的实物物体。*运动描述的相对性——参考系不同，对同一物体的运动的描述不同。我们把牛顿第一定律在其中成立的参考系叫做惯性系,牛顿第一定律在其中不成立的参考系叫做非惯性系。*惯性系和非惯性系坐标系——为了把物体在各个时刻相对于参考系的位置定量地描述出来，需要在选定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标,简称坐标系。坐标系是

5、固结于参考系上的一个数学抽象。xyz0P参照物力学中常见的坐标系：直角坐标系；自然坐标系；极坐标系；球坐标系；柱坐标系。3.空间和时间经典力学认为：空间和时间是绝对的，不依赖于物质的独立的客观存在。宇宙尺度：1026m；微观粒子尺度：10-15m宇宙年龄：1018s；微观粒子寿命：10-24s空间长度<10-35m（普朗克长度），时间间隔<10-43s（普朗克时间）现有时空概念可能要改写。4.运动方程运动方程：位置矢量与时间的关系，r=r(t)。具体形式与参照系有关。直角坐标系：r(t)=x(t)i+y(t)j+z

6、(t)k，轨迹方程x=f(y,z)1-2位移速度加速度1.位矢位矢：从原点O指向质点位置P的有向线段。具体形式与参照系有关。直角坐标系P(t)xzyo运动学方程P(t)xzyo时刻1：时刻2：直角坐标系中：•准确描述物体运动状态•运动叠加（或合成）原理•确定物体的运动轨迹——轨迹方程例：已知，，求轨迹方程解：物体做平面圆周运动物理意义2位移矢量xyzOAB’•位移反映了物体运动中位置（距离与方位）的变化•几点讨论：1位移是矢量（有大小，有方向）2直角坐标系中3位移与参照系位置的变化无关4与的区别Or(t)r’(t+

7、t)r质点由起点A到终点B的有向线段3.速度（1）平均速度•直角坐标系中zr’(t’)xyr(t)o注意：质点运动大小和方向的变化平均速率：（2）瞬时速度ABB’直角坐标系中：•速度的性质：矢量性，瞬时性，相对性•速度与速率的区别B’’讨论〔例1－2〕.讨论以下表达式的对错：分析:（1）（4）错（2）错Δｔ=dt→0时，位移的大小与路程可视为相等,即:因而（3）正确，（5）正确〔例1－3〕一运动质点在某瞬时处于的端点处，其速度的大小为解：（1）故(B)错（2）由图知故(C)、（D)错（3）(A)对。〔例〕一质点在

8、平面上作一般曲线运动，其瞬时速度为，瞬时速率为v,平均速度为，平均速率为，它们之间必定有如下关系：解：（B)对。4.加速度平均加速度OAB瞬时加速度•直角坐标系中几点讨论：•加速度反映速度变化（大小和方向变化）的情况*（1）瞬时加速度等于Δｔ→0时，平均加速度的极限值，等于速度矢量对时间的一阶导数，位置矢量对时间的二阶导数;（2）其方向为Δ