普通物理学六版电子教案课件.ppt
一、质点,物体：具有大小、形状、质量和内部结构的物质形态。,质点：具有一定质量没有大小或形状的理想物体。,1-1 质点运动的描述,一般情况下，物体各部分的运动不相同，在运动的过程中大小、形状可能改变，这使得运动问题变得复杂。,某些情况下，物体的大小、形状不起作用，或者起次要作用而可以忽略其影响简化为质点模型。,研究地球公转,a. 转动物体自身线度与其活动范围相比小得多时可视为质点,可否视为质点，依具体情况而定：,研究地球自转,地球上各点的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形状不能忽略，这时不能作质点处理。,b. 物体平动时可视为质点,物体上任一点都可以代表物体的运动,二、参考系和坐标系,1.为什么要选用参考系,车厢内的人：,竖直下落,地面上的人：,抛物运动,-运动的描述是相对的,例如：,匀速运动车厢内某人竖直下抛一小球，观察小球的运动状态,孰是孰非？,参照系：为描述物体运动而选用的标准物体或物体系,2.什么是参照系,坐标系：为了定量描述物体的位置与运动情况，在定 的参考系上建立的带有标尺的数学坐标，称 坐标系。,常用的坐标系有直角坐标系(x,y,z)，极坐标系(, )，球坐标系(R, )，柱坐标系(R, ,z )。,空间反映了物质的广延性，与物体的体积和位置的变化联系在一起。,时间反映物理事件的顺序性和持续性，与物理事件的变化发展过程联系在一起。,各个时代有代表性的时空观：,墨子：空间是一切不同位置的概括和抽象；时间是一切不同时刻的概括和抽象。,三、时间和空间,莱布尼兹：空间和时间是物质上下左右的排列形式和先后久暂的持续形式，没有具体的物质和物质的运动就没有时空间和时间，强调时间空间的客观性而忽略与运动的联系。,牛顿：空间和时间是不依赖于物质的独立的客观存在，强调与运动的联系忽略客观性。,爱因斯坦：相对论时空观，时间与空间客观存在，与运动密不可分。,目前的时空观范围：宇宙的尺度1026m(20亿光年)到微观粒子尺度10-15m，从宇宙的年龄1018s(20亿年，宇宙年龄)到微观粒子的最短寿命10-24s。,物理理论指出,空间和时间都有下限：分别为普朗克长度10-35m和普朗克时间10-43s 。,将运动方程中的时间消去，得到质点运动的轨道方程。,运动方程：,轨道方程：,运动方程与轨道方程的关系：,在一定的坐标系中，质点的位置随时间按一定规律变化，位置用坐标表示为时间的函数，叫做运动方程。,四、运动学方程, 直角坐标描述, 定义：从参考点O指向空间P点的有向线段叫做P点的位置矢量 ，简称位矢或矢径。表示为：,位矢描述质点在空间的位置,表达式:,大 小：,方向：,五、位失,位移描述质点位置变动的大小和方向,A,B,O,质点沿曲线运动,位移：从初位置指向末位置的有向线段。,六、位移,直角坐标表示：,即,位移：是矢量，表示质点位置变化的净效果，与质 点运动轨迹无关，只与始末点有关。,路程：是标量，是质点通过的实际路径的长，与质 点运动轨迹有关。,比较位移和路程,平均速度：,在直角坐标系中,粗略描述：,位移：,速度描述质点运动的快慢和方向,七、速度,精确描述：,瞬时速度：当t 趋于0时， B点趋于 A 点，平均速度的极限表示质点在 t 时刻通过 A 点的瞬时速度，简称速度。表示为：,瞬时速度定义,直角坐标系中矢量形式：,直角坐标系中分量形式：,方向:,当 时位移 的极限方向，该位置的切线方向，指向质点前进的一侧。,大小:,速度与速率的关系,（1）,平均速度的大小不等于平均速率,（2）,速度的大小等于速率。,（3）,加速度是描述质点速度的大小和方向随时间变化快慢的物理量。,八、加速度,加速度描述质点速度大小、方向变化快慢,1.平均加速度,在t时间内，速度增量为 ，,2.瞬时加速度,当t趋于0时，P1点趋于P2点，平均加速度的极限表示质点在t 时刻通过P1点的瞬时加速度与简称加速度.,分量表示:,加速度定义,在直角坐标系中,大小,矢量表示,方向,加速度与速度的夹角大于90，速率减小。,加速度与速度的夹角小于90，速率增大。,加速度与速度的夹角为0或180，质点做直线运动。,加速度与速度的夹角等于90，质点做圆周运动。,消去 t 得轨迹方程：,抛物线,解：(1) 先写运动方程的分量式,(2) 位置矢量：,（3）位移:,（4）平均速度,(5)速度,大小,a =2 沿 -y 方向，与时间无关。,（6）加速度,大小,例题1-1 已知：匀加速直线运动的加速度为a，t=0时，速度为v，位置为x，求该质点的运动学方成.,两端积分可得到速度,解：因质点作直线运动，可用标量式运算，用正负号表示方向,根据速度定义,根据速度的定义式：,两端积分得到运动方程,消去时间，得到,式（1）、（2）和（3）就是匀变速直线运动的公式.,选择进入下一节1-0 教学基本要求1-1 质点运动的描述1-2 圆周运动和一般曲线运动1-3 相对运动 常见力和基本力1-4 牛顿运动定律1-5 伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力,
