大学物理 1、质点运动.pptx

第一章 质点运动 2 他们又能加速到多少呢? 引言 3 马在往前跑抛起的球怎么始终都能落到手上? 引言 4 各大行星为什么都围着太阳转,轨道是什么样子? 引言 5 炮弹朝哪个方向打才射得最远? 引言 6 人们总是和各种各样的运动联系在一起，如滑雪、骑摩托车、火箭发射，球、汽车、行星等，运动的主体相对于地面都有位置的变化，物理学中把物体位置的变化叫机械运动。 引言 7 人们观察高空中的风筝时，往往只能看见一个很小的点在运动这时物体可以用一个具有该物体质量的点来代替，这称为质点。 质点是研究真实物体运动的一个理想模型，物体大小和形状可以被忽略，视为质点。 引言 8 地球绕太阳公转时地球可视一个质点。 一切平动的物体，都可以视为一个质点。 引言 9 物理学有许多理想简化模型： 质点、刚体、连续介质、理想气体、平面波、 点电荷、电偶极子、理想电路、分子电流、… 引言 10 目录 1-1 物理基准 1-2 质点运动的描述 1-3 相对运动 1-4 牛顿运动定律 1-5 能量 1-6 动量 11 一、长度、时间和质量标准 物体运动相关的三个基本单位——长度、时间和质量。 1-1物理基准 1、长度的国际单位是米（m）。对于“米”的最新规定为：一米等于光在真空中传播299792458分之一秒所走的距离。 2、时间的国际单位是秒（s）。1972年制作的地球时钟定义，一秒是从铯原子中放射出9192631770次光振动所需要的时间。 3、质量的国际单位是千克（kg）。一直保存在巴黎国际计量局的铂铱圆柱体质量为1千克。 其它物理量的单位由长度、时间和质量单位表示。 12 参考系（坐标系）：描写物体运动选择的标准物。 二、参考系 运动是绝对的。同一物体的运动，由于我们选取的参照系不同，对它的运动的描述就不同，这称为运动描述的相对性。因此，描述运动必须指出参照标准。 1-1 质点运动的描述 三维笛卡尔坐标系 13 运动学中参考系可任意选择，不同参考系中物体的运动形式（如轨迹、速度等）可以不同。 1-1 质点运动的描述 常用的坐标系： ▲ 直角坐标系（ x , y , z ） ▲ 平面极坐标系（r,θ）（本章§1.2） ▲ 平面自然坐标系（本章§1.2） x r p O 平面极坐标系 （r,θ） θ ） 14 目录 1-1 物理基准 1-2 质点运动的描述 1-3 相对运动 1-4 牛顿运动定律 1-5 能量 1-6 动量 15 描写质点空间位置的物理量。 y P(x,y) x o x y 一、质点的位矢和位移 方向：从坐标原点指向终点 是矢量，大小为： 为单位矢量，大小为1。 1-2 质点运动的描述 16 描写质点位矢随时间变化。 1-2 质点运动的描述 从上式消去时间参数 t ，得运动的轨迹方程： 运动方程分量式： 3、轨迹方程 在 时间内, 质点从点A 运动到点 B, 其位移为 17 方向： 从起点指向终点 1-2 质点运动的描述 在直角坐标系中，由于 位移为 位移描写位置变化的物理量。 18 5、位移与路程的区别： 路程： 为物体经过实际轨迹的长度，为标量。 位移： 从起点指向终点的有向线段，为矢量。 1-2 质点运动的描述 位移不同于路程！ 补例1. 已知质点在一平面上作圆周运动, 运动方 程为 求其运动轨迹。 【解】 将时间t 消去，得运动轨迹： 结论： x，y方向的两个简谐振动合 成为圆周运动，反之亦然。 1-2 质点运动的描述 补例2. 已知质点运动方程为 求其运动轨迹。 【解】 运动轨迹是直线。 消去时间t ，得运动轨迹方程： 1-2 质点运动的描述 21 1、平均速度定义： x O y rA A B rB 二、速度 1-2 质点运动的描述 在 时间内, 质点从点A 运动到点 B, 其位移为 当 时，平均速度的极限值叫做瞬时速度, 即 速度描写运动快慢和方向的物理量。 2、速度定义： vA vB 22 x O y rA A B rB 速度方向：沿运动轨迹的切线方向。 x、y方向的分量。 为速度在 、 1-2 质点运动的描述 在直角坐标系中，由于 速度为 23 满足图中速度矢量三角形。 速度变化为 1、平均加速度定义： 加速度描写速度变化快慢和方向的物理量，为速度对时间的一阶导数。 三、加速度 1-2 质点运动的描述 在 时间内, 2、加速度定义： 当 时，平均加速度的极限值叫做瞬时加速度, 即 24 由于 为加速度在 x、y 方向的分量。 加速度方向为速度变化的方向，指向运动轨迹的凹的一侧。 a 加速度是描写速度变化的物理