第一章 质点运动学(讲义).pdf

力 学 (Mechanics) 中南大学物理学院，符力平 fulipingphys@ 2010-3-1 Textbook: There is no particular textbook used for the class. Reference: There are a lot of reference books on the topic. 第一篇 运动学（Kinematics ） 本稿目录： 1．1 基本单位 1．1．1 长度 1．1．2 质量 1．1．3 时间 1．1．4 量纲分析 1．1．5 估算与数量级的计算 1．2 直线运动 1．2 ．1 参照系和坐标系、质点 1．2 ．2 位置、速度、速率 1．2 ．3 瞬时速度和速率 1．2 ．4 瞬时加速度 1．2 ．5 运动学方程 1．3 矢量 1．3 ．1 标量和矢量 1．3 ．2 矢量代数——图形法 1．3 ．3 矢量表示——坐标法 1．3 ．4 矢量乘积 1．3 ．5 矢量分析 1．4 一般运动 1．4 ．1 位置矢量和运动方程 1．4 ．2 位移和平均速度 1．4 ．3 瞬时速度 1．4 ．4 瞬时加速度 1．4 ．5 二维运动的例 1．4 ．6 三维运动的例 第一章 质点运动学 1．1 基本单位 一些物理量 （physical quantities ）的数学关系式就称为物理定律。大多数物理量为导出量 （derived quantities ）——即它们可以由少数基本量 （basic quantities ）的组合来表示。 力学中基本量有三个：长度、质量和时间。（其它物理量均可由这三者表出） 为了便于交流，有必要引入： 标准 （standard ）——容易接触到、具有测量可靠性，而且不同人在不同地方测量结果都 一样。 1960 年，国际组织为基本物理量建立了一组标准，或称为 SI （Systéme International）（国 际单位制）。其中长度、质量和时间分别为米 （meter ）、千克 （kilogram ）和秒 （second ）。 其它基本量的标准为：开尔文（kelvin ）——温度、安培（ampere ）——电流、坎德拉（candela ） ——幅照度和摩尔（mole ）——物质的量。 1．1．1 长度 直到 1960 年，将保存在法国的铂铱合金棒在0 C 时两条刻线间的距离定义为 1 米。 1982 年，1 米定义为光在真空中 1/299 792 458 秒的时间间隔内运行路程的长度。 1．1．2 质量 在 SI 中，将保存在法国国际计量局中的一个特殊铂铱合金圆柱体的质量定义为千克（这 一质量标准从 1887 年建立后就没有改变过，因为铂铱合金是非常稳定的）。 The National Standard Kilogram, housed under a double bell jar in a vault at the National Institute of Standards and Technology. 1．1．3 时间 ——1960 年，时间标准是用 1900 个年头的平均太阳日来定义的。 （一个太阳日为太阳相继出现在天空正上方的时间间隔） 1 1 1 ⎞ ⎞ ⎞ ⎛