大学物理课件：1 质点的运动规律.ppt

第一篇 力 学 静力学：研究物体平衡的条件 运动学：研究物体位置随时间的变化 动力学：研究各类运动发生的原因 二、物体运动是绝对的而运动的描述是相对的 绝对性：不存在绝对静止的物体 相对性：描述运动需以别的物体（参照系）作参照, 在不同的参照系中，对同一物体的运动具有不同的描述。 法向加速度： 方向指向圆心 物理意义：速度方向改变的反映。 切向加速度： 方向沿切向 物理意义：速度大小改变的反映。 ? A 一般平面曲线运动： 方向：指向轨道内侧 其中： 【例】已知一质点在XOY平面内运动， 试求：1、质点作何运动？ 2、1—2秒内质点的平均速度。 3、t=1秒时质点的an和at为多少？该处的ρ为多少？ 解：1、 匀变速曲线运动 2、 3、 地面上人看来： 1o基本参照系S：相对地球静止的参照系。S系中的位移、速度、加速度分别称为 绝对位移、绝对速度、绝对加速度。 2o运动参照系S / ：相对基本参照系运动的参照系。S /系中位移、速度、加速度分别称为相对位移、相对速度、相对加速度。 S O S / O′ §1. 3 运动描述的相对性 3o基本关系式 一般关系式： v v 地 雨 雨 v , , , 车 地 车 一般关系式： = + 雨 v , 地 v 地 , 车 v 雨 , 车 雨 v , 地 v 地 , 车 注意： ——伽利略相对性原理 伽利略（1566-1642） 意大利物理学家 [例1]. 某人东行,v=50m/min时感觉有南风， v=75m/min时感觉有东南风，求风速。 解：标出方位如图所示 北 东 南 西 由题给条件作矢量图 ? D A B 由图： BC=75-50=25 ?BD=BC=25 AD=(AB2+BD2)1/2 =(502+252)1/2 ?=tan-1(25/50)=27o 所以,风速大小为55.9m/min;方向为东偏北27o C 45o R B A VA VB VB VBA 力 基本概念 基本规律 力的分类 牛顿定律 牛顿运动定律的应用 隔离体法 力 第一定律、惯性力 F=ma F12=-F21 弹簧弹力 法向支持力 正压力 滑动摩擦力 万有引力 弹性力 力的分类 摩擦力 张力 静摩擦力 重力 牛顿定律 适用条件：质点(宏观)、低速、惯性系 惯性力 隔离体法 选物体、分析力、取坐标、列方程 一、对三条定律的说明 1.第一定律 （1）指明了任何物体都具有惯性 （2）阐明了力的真正涵义， 即：力是改变物体运动 状态的原因，而不是 维持运动状态的原因。 [物体具有保持运动状态不变的属性] 牛 顿 2.第二定律 [物体运动状态变化的规律] §1. 4 牛顿运动定律 某方向的力只改变该方向物体运动状态。解题时应根据需要对力进行分解合成。 矢量性 自然坐标系 说明： 表达式： 3.第三定律 [力的相互作用性] ?作用力、反作用力的同时性，同时产生、 同时消失，并且为同一性质力。 ? 作用力、反作用力作用在不同物体上， 不能相互抵消； ?第三定律不是一条普遍适用的定律。 比如：电磁场中运动电荷受到的电磁力。 说明： 瞬时性 对应性 * 质点运动学（Kinematics of particles） 第一章 质点的运动规律 §1.1 理想模型—质点、刚体 §1.2 质点的运动及其描述 §1.3 匀变数运动 §1.4 圆周运动 §1.5 相对运动 §1.6 牛顿运动定律 §1.7 惯性参照系和非惯性参照系 质点运动学 描述运动的物理量 运动规律 运动方程（轨迹与方程） 运动的叠加原理 运动的相对性原理 位置矢量 位移 速度 加速度 切向 法向 一、质点：物体只有质量而没有大小、形状的 几何抽象 理想模型(物理学中常用的一种科学分析方法) §1. 1 质点运动的描述 三、描述质点运动的物理量 坐标系： 参照系的数学抽象，用于对运动定量描述。 X Z Y o ? 切向 法向 直角坐标系 自然坐标系 x y z o 1o位置矢量(位矢): r P k i j γ β a k r = x i + + y j z z x y o A B 位移： r A j k + + yA zA rA = i xA r B B B j k + + y z r B = i x B = i j k + + z x y Δ Δ Δ r = + + 2 2 2 z x y Δ Δ Δ Δ 注意： Δ s r Δ 2 o速度 v = Δ r