普通物理学祝之光 总第一章.pdf

石家庄学院普通物理讲义祝之光第一章质点运动时间空间主讲教师-吴海滨

第一章质点运动时间空间

一、1.1质点运动的描述之一

教学要求：掌握位矢、位移、速度和加速度等概念.

掌握质点在直角坐标系运动速度和加速度的计算

重点：理解速度、加速度的概念

难点：矢量计算

一、运动描述的相对性

1.参考系

研究物体运动时被选作参考物的物体或物体群,称为参考系。

在力学范围内所说的运动,是指物体位置的变更。宇宙中的一切物体都处于永恒的运动

之中,绝对静止的物体是不存在的。显然,一个物体的位置及其变更,总是相对于其他物体

而言的,否则就没有意义,这便是机械运动的相对性。因此,为了描述一个物体的运动情形,

必须选择另一个运动物体或几个相互间保持静止的物体群作为参考物。只有先确定了参考物,

才能明确地表示被研究物体的运动情形。研究物体运动时被选作参考物的物体或物体群,称

为参考系。例如,研究地球相对于太阳的运动,常选择太阳作参考系;研究人造地球卫星的

运动,常选择地球作参考系;研究河水的流动,常选择地面作参考系等。

2.坐标系

为了定量的确定运动质点的位置，描述其运动，要在选择的参考系上规定一个坐标系。

例：坐标系的选取可以为：

直角坐标系(x,y,z)，极坐标系(r,,)，

柱坐标系,,z。



注意：参考系和坐标系选取的原则：

（1）物体运动的相对性。

（2）根据问题的性质、计算和处理上的方便来决定。

（3）地面附近一般选择地球作为参考系；大多数情况用笛卡尔直角坐标系。

二．描述质点运动的物理量：

1.位置矢量Y

M：讨论的质点,o：参考系上的一个固定点,坐标原点。

位置矢量（位矢）：

yyrr**PP



从原点向M点做线段rOM,在任意时刻的位置,

o

zzX

rr

用来表示，这个矢量就称为质点M(x,y,z)的位矢。xx

Z

r



i,j,k表示x,y,z方向的单位矢量，可以写成：rxiyjzk（图）

222

位矢r的值为：rrxyzYY



位矢r的方向余弦

PP

cosxrrr



cosyr



o

coszr