《大学物理力学》PPT课件.ppt
1,大学物理（1）,力学（第一册）,神舟号飞船升空,2,范围:,内容:,高速,相对论力学,微观,量子力学,质点运动学质点动力学刚体的定轴转动狭义相对论基础,宏观、低速(经典力学),3,经典力学:17世纪20世纪GaileoKeplerNewtonLagrange;Hamilton20世纪初,经典力学发展为:高速运动领域(VC)相对论力学微观领域 量子力学 但在一般技术领域，包括机械制造、土木建筑、航空航天等，经典力学仍具备着充沛的活力而起着基础理论的作用。两大部分：质点力学；刚体力学；重要概念：动量；角动量；能量；基本规律：牛顿三定律及三大守恒定律,4,第一章 质点运动学（Kinematics of particles）,5,1.1 参考系、坐标系（书1.1）,1.2质点的位置矢量、运动函数（书1.1）,1.3 位移、速度、加速度（书1.2、1.3）,1.4 匀加速运动（书1.4、1.5、1.6）,1.5 圆周运动（书1.7）,1.6 平面曲线运动,1.7 相对运动（书1.8）,本章目录,6,1.1 参考系、坐标系,一.参考系（frame of reference,reference system）,由运动的相对性，,描述运动必须选取参考系。,参考系：,用来描述物体运动而选作参考的物体,或物体系。,运动学中参考系可任选，,不同参考系中物体,的运动形式（如轨迹、速度等）可以不同。,太阳参考系（太阳 恒星参考系）地心参考系（地球 恒星参考系）地面参考系或实验室参考系 质心参考系（第三章3.6）,常用的参考系：,7,二.坐标系（coordinate system）,为定量描述运动，需在参考系上固结坐标系。,坐标系：,固结在参考系上的一组有刻度的射线、,曲线或角度。,参考系选定后，坐标系还可任选。不同坐标系中，运动的数学表述可以不同。,球极坐标系（r,）,柱坐标系（,z）,自然“坐标系”（本章1.6）,x,y,z,r,直角坐标系（x,y,z）,常用的坐标系：,8,1.2 质点的位置矢量、运动函数,一.质点位置矢量（position vector of a particle）,用来确定某时刻,位置矢量：,位置矢量（位矢、矢径）：,质点位置的矢量（用矢端表示）。,或,9,可以给出质点,二.运动函数（function of motion）,机械运动是物体（质点）位置随时间的改变。,在坐标系中配上一套同步时钟，,运动函数。,或,位置坐标和时间的函数关系,10,轨迹/轨道,如：,质点运动的痕迹,如何求轨迹？,从运动方程中消去时间t即可,11,1.3 位移，速度，加速度,一.位移（displacement）,位移 质点在一段时间内位置的改变。,P1,P2,位移：,轨迹,12,二.路程（path）,质点实际运动轨迹的长度 叫路程。,注意：,要分清 等的几何意义。,13,三.速度（velocity）,质点位矢对时间的变化率叫速度。,1.平均速度（average velocity）：,2.（瞬时）速度（instantaneous velocity）：,速度方向：沿轨迹切线方向。,速度大小（速率）（speed）：,14,四.加速度（acceleration）,质点速度对时间的变化率叫加速度。,加速度：,加速度的方向：,变化的方向,加速度的大小：,15,4个基本量：,两类问题：,(求导),(积分),1个核心：,2个公式：,小 结,16,例1 质点，运动方程:,解：,求:(1)质点的(2)运动的轨迹(3)在秒内的位移,17,解：,变加速直线运动，沿x负方向,作业(1)：1.9,1.10,1.11,预习：1.4-1.8,18,1.4 匀加速运动（uniformly acceleration motion）,（自学书第一章1.4、1.5、1.6）,直线运动：（rectilinear motion）抛体运动：（projectile motion）,运动学的两类问题：,求导,19,1.5 圆周运动（circular motion）,20,一.描述圆周运动的物理量,2.角速度,3.角加速度,4.线速度（linear velocity）,（angular velocity）,（angular acceleration）,21,5.线加速度（linear acceleration）,0,t 0时，,t0,22,是引起速度大小改变的加速度。,是引起速度方向改变的加速度。,23,二.角量与线量的关系,左图中分别是什么情形？,24,1.6 平面曲线运动（plane curvilinear motion）,一个任意的平面曲线运动，可以视为由一系,加速度：,系称自然坐标系。,曲率半径,列小段圆周运动所组成。,当地的切线和法线所组成的坐标,在曲线上的各点固结一系列由,25,1.7 相对运动（relative motion）,相对运动是指不同参考系中观察同一物体的运动。,位移关系：,速度关系：,称为绝对速度（absolute velocity）,称为相对速度（relative velocity）,称为牵连速度（connected velocity）,仅讨论一参考系 S 相对另一参考系 S 以速度 平动,时的情形：,26,称为伽利略速度变换（Galilean velocity transformation）,例 雨天骑车人只在胸前铺,加速度关系：,在 相对于S平动的条件下,若,一块塑料布即可遮雨。,27,几点说明：,1.以上结论是在绝对时空观下得出的：,只有假定“长度的测量不依赖于参考系”,只有假定“时间的测量不依赖于参考系”,绝对时空观只在 u c 时才成立。,和,才能给出位移关系式：,（空间的绝对性），,（时间的绝对性），,才能进一步给出关系式：,28,2.不可将速度的合成与分解和伽利略速度变,速度的合成是在同一个参考系中进行的，,伽利略速度变换则应用于两个参考系之间，,3.只适用于相对运动为平动的情形。,换关系相混。,只在u c时才成立。,总能够成立；,29,小结速度和加速度的性质：,相对性：必须指明参考系 矢量性：有大小和方向，可进行合成与分解，合成与分解遵守平行四边形法则 瞬时性：大小和方向可以随时间改变 在 u c时，有伽利略速度变换和加速度变换,第一章结束,30,力学（Mechanics）,质点力学：,复习、提高,1.使知识系统化，条理化；2.注意定理、定律的条件（不要乱套公式）；,刚体、相对论：,要认真体会其思想、观点，掌握其处理问,新内容,题的方法。,4.数学方法上要有提高（矢量运算，微积分）。,3.提高分析能力（量纲分析，判断结果的合,理性等）；,
