大学物理-01运动学.ppt

1,第一章 质点运动学,1.1 描述质点运动的物理量,2,1.1 描述质点运动的物理量,预备知识1.1.1 几个基本概念1.1.2 描述质点运动的物理量 1.位置矢量 2.位移 3.速度 4.加速度 小结,返回,3,什么是矢量（向量）？,具有一定大小和方向的量。,从几何的观点来看，矢量可以表示为有向线段。,在物理学中，矢量常用来代表具有实际含义的某些物理量，如：位矢、速度、力、电场强度矢量可以全面的表达出这些物理量的大小和方向两方面的属性。,选定了单位之后，线段的长短就表示矢量的大小，线段的指向即表明矢量的方向。,矢量的大小叫做矢量的模,大小等于1的矢量叫做单位矢量,（加法符合平行四边形法则）,4,矢量的加法,平行四边形法则：,三角形法则：,矢量的减法,5,矢量的正交分解：,其中：,6,若有：,则,7,质点运动学：描述质点（或物体）的位置随时间的变化。,1.参照系（参考系）,在描述物体的运动时，用来作参照的物体或相对静止的物体系。,2.坐标系,（与参照系相对静止）,3.质点,代表物体的具有质量的点（一个抽象的概念）,为了定量地描述物体的运动而建立,1.1 描述质点运动的物理量,几个基本概念,返回,8,1.位置矢量：,描述质点在某一时刻的空间位置。,z,y,x,P(x,y,z),某时刻t，质点P 的位矢为,描述 随t 变化规律的表达式称为质点的运动学方程:,大小：,方向：,（矢量形式）,描述质点运动的物理量,9,2.位移：,定义：质点在某一时间段内位置的改变量。,位移大小：,方向：,描述质点位置的变化。,运动学方程的标量形式：,消去t，即得轨道方程：,返回,10,注意：,（1）位移与位置矢量大小的变化量的区别,（2）位移与路程的区别,S,P2,P1,O,一般情况：,只有当,.质点作直线单向运动。,.,返回,11,描述质点位移变化的快慢程度。,（1）平均速度：,大小：,方向：,（2）瞬时速度：,速度方向沿轨道切线并指向质点前进方向,3、速度,12,令:,则,速度大小：,（速率）,速度方向：,13,平面运动（二维）情况：,大小：,方向：,一维运动情况：,常采用标量形式,表示质点向 x 轴负向运动,表示质点向 x 轴正向运动,14,（3）速率：,速度的大小称为速率,为位移,为路程,即，速率为路程对时间的变化率,平均速率：,注意：,一般情况下,即平均速率一般不等于平均速度的大小,返回,15,4、加速度,描述质点速度变化的快慢程度。,(1).平均加速度:,(2).瞬时加速度:,(引入方法与速度相同),正交分解式：,16,大小：,方向：,平面运动情况：,大小：,方向：,一维运动情况：,加速度用标量表示,返回,17,已知：,求(1).t=3 s 时的速度；(2).1s 4s 内的平均速度。,解：(1).,(2).,例1,18,一质点运动轨迹为抛物线,求：x=-4 m 时（t 0)质点的速度、速率、加速度。,解：,例2,x=-4m 时 t=2s,19,例3,已知质点运动的加速度为:,求：任一时刻质点的位置(运动方程)?,解:,返回,20,小结：,1、基本概念：质点、参照系、坐标系,2、描绘质点运动的物理量：,（1）位置矢量：,运动学方程：,运动学方程的标量形式：,消去t，即得轨道方程：,21,（2）位移：,（3）速度：,平均速度：,瞬时速度：,（4）加速度：,平均加速度:,瞬时加速度:,速率：,返回,