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,YOUR SITE HERE,*,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,大学物理教程,第1页,第,1,章 质点运动学,1.1,质点运动描述,1.2,圆周运动,1.3,相对运动,第2页,1.1,质点运动描述,参考系与坐标系,1.1.1,1.,经典力学中时间与空间,力学研究对象是物体机械运动,.,所谓机械运动是指物体空间位置随时间改变,.,在经典力学范围内，空间和时间不依赖于物质存在和运动时空背景，称为绝正确时空观，但空间和时间需要借助物质存在和运动去度量,。,经典力学绝对时空观与人们感觉经验相协调，轻易使人接收,.,不过它毕竟只是时空性质一个假设,.,近代物理学表明空间和时间与物质存在和运动是紧密联络，绝对时空观只是实际时空性质一个近似,。,第3页,1.1,质点运动描述,2.,参考系,物体运动是绝正确，不过描述物体运动却是相正确，即在含有不一样运动状态参考对象看来，同一个物体运动状态是不一样,。,从站在路边人角度去看和从骑自行车人角度去看，一辆在公路上行驶汽车运动状态是不一样,。,但我们认为，在含有相同运动状态（相对静止）参考对象看来，一个物体运动状态是相同,。,为了描述物体运动，我们选择与一个确定参考对象相对静止全部物体作为一个系统，称为参考系,。,在一个确定参考系中，物体运动状态是能够确定,。,第4页,1.1,质点运动描述,3.,坐标系,在选定参考系后，为定量描述物体运动，我们取参考系中任意一点作为坐标原点建立坐标系,。,惯用坐标系有直角坐标系、极坐标系、柱坐标系、球坐标系等，另外还有描述曲线运动自然坐标系,。,第5页,1.1,质点运动描述,质点,1.1.2,在研究力学问题时，我们经常需要对研究对象进行模型化，最基本力学模型是质点,。,所谓质点，是指忽略对象大小和形状，并将全部质量集中在一个几何点上模型,.,把物体看成质点来处理是有条件、相正确，而不是无条件、绝正确,.,比如,研究地球绕太阳公转时，因为地球到太阳平均距离约为地球半径,10,4,倍，则地球上各点对于太阳运动能够看作相同,。,第6页,1.1,质点运动描述,质点位置矢量和运动方程,1.1.3,为了定量描述质点运动，我们在选定参考系上建立坐标系，则质点位置就能够用从坐标原点,O,到质点所在位置,P,矢量,r,来描述，称为位置矢量，简称位矢,。,图,1.1,直角坐标系中位矢,第7页,1.1,质点运动描述,第8页,1.1,质点运动描述,质点位移和旅程,1.1.4,第9页,1.1,质点运动描述,第10页,1.1,质点运动描述,图,1.2,位移与旅程,第11页,1.1,质点运动描述,质点速度和速率,1.1.5,1.,平均速度和瞬时速度,第12页,1.1,质点运动描述,为何能够这么定义质点在,t,时刻瞬间速度？如图,1.3,所表示,。,当,t,0,时，,B,点,B,1,B,2,B,3,无限靠近,A,点，,AB,趋近于,A,点切线,.,速度方向沿运动轨迹切线方向,。,图,1.3,平均速度和瞬时速度,第13页,1.1,质点运动描述,2.,平均速率和瞬时速率,若质点在时间间隔,t,内发生旅程为,s,，则定义,t,时间内平均速率为,第14页,1.1,质点运动描述,例,1.2,如图,1.4,所表示，质点做半径为,R,匀速率圆周运动，周期为,T,，求以下过程中质点平均速度和平均速率,。,（,1,）四分之一周期从,A,到,B,；,（,2,）半个周期从,A,到,C,。,图,1.4,例,1.2,图,第15页,1.1,质点运动描述,质点加速度,1.1.,普通情况下，质点沿某一轨迹运动时，其速度随时间改变,.,如图,1.5,所表示，在质点运动过程中，某一时刻,t,质点位于,A,点，经过,t,时间间隔后位于,B,点,。,第16页,1.1,质点运动描述,图,1.5,速度及其改变量,第17页,1.1,质点运动描述,第18页,1.1,质点运动描述,直角坐标系中运动学两类问题,1.1.7,1.,第一类问题,第19页,1.1,质点运动描述,2.,第二类问题,第20页,1.1,质点运动描述,例,1.6,一人在阳台上以投射角,=30,和速度,v,0,=20 m,s,1,向台前地面投出一小球，球离手时距离地面高度为,h=10 m.,试求：球投出后何时着地？在何处着地？着地时速度大小和方向怎样？,图,1.6,例,1.6,图,第21页,1.1,质点运动描述,第22页,1.2,圆周运动,自然坐标系,切向速度和法向加速度,1.2.1,圆周运动是一类特殊平面曲线运动,.,质点作圆周运动时，因为其轨道曲率半径处处相等，而速度方向一直在圆周切线上,。,自然坐标系是以质点运动轨道为坐标轴一维坐标系,.,如图,1.7,所表示，在轨道曲线上,。,图,1.7,自然坐标系,第23页,1.2,圆周运动,第24页,1.2,圆周运动,图,1.8,切向加速度和法向加速度,第25页,1.2,圆周运动,圆周运动角量描述,1.2.,用自然坐标系表述圆周运动中质点位置、旅程量纲是长度时，我们将这种表述方法称为线量表述,。,同一个运动还可采取不一样表,。,图,1.9,圆周运动角量描述,第26页,1.2,圆周运动,.,角位置和角位移,在平面极坐标系中，圆周运动中质点位置能够由极角唯一确定，我们称极角为角位置,。,普通要求逆时针方向为正方向，则从极轴初始位置开始，逆时针方向角位置都是正；顺时针方向角位置都是负,。,角位置单位是弧度（,rad,）,。,第27页,1.2,圆周运动,.,角速度,角速度实际是矢量，有大小和方向,。,质点作平面圆周运动时，其角速度方向遵照右手螺旋法则，可知其方向为垂直运动平面，且沿大拇指竖直轴正方向，如图,1.10,所表示,.,不过，在圆周运动中，角速度矢量方向，只有两个方向，沿着轴向上或向下,。,图,1.10,角速度方向,第28页,1.2,圆周运动,.,角,加,速度,一样，能够定义角加速度来描述角速度改变快慢,.,定义逆时针右手螺旋方向为正方向,。,与角速度一样，角加速度也有正负,。,在国际单位制中，角加速度单位是弧度秒,-2,（,rad,s,-2,）,第29页,1.2,圆周运动,4.,角量描述与线量描述关系,在描述半径为,R,圆周运动时，我们同时建立平面极坐标系和自然坐标系，如图,1.11,所表示,。,以圆心为极点，任意射线为极轴,Ox,建立平面极坐标系，逆时针为极角正方向,。,以极轴,Ox,与圆周交点,O,（,=0,）作为原点，以圆周为坐标轴，建立自然坐标系，逆时针为自然坐标,s,正方向,。,图,1.11,角量与线量关系,第30页,1.2,圆周运动,第31页,1.3,相对运动,描述一个物体运动时，采取不一样参考系会有不一样结果,。,若已知物体相对某一参考系,S,运动，现在希望知道该物体相对另一参考系,S,运动，而,S,又相对,S,在运动时，那么就要讨论在两个不一样参考系,S,和,S,中，描述质点,P,运动时内在联络,。,本节仅讨论最简单情况，,S,相对,S,做平动，即两个参考系坐标轴一直保持平行,。,第32页,1.3,相对运动,图,1.12,两个参考系中质点运动,第33页,1.3,相对运动,第34页,1.3,相对运动,例,1.9,电车以速率,v,0,=10 m,s,1,向东行驶，风裹着雨使雨有,7 m,s,1,向西分速度,.,坐在行驶电车中，人能够看到雨与竖直方向成,45,角下落,.,求雨相对地面速率为多少？,如图,1.13,所表示,.,则雨相对于地面速率,第35页,1.3,相对运动,图,1.13,例,1.9,图,第36页,1.3,相对运动,例,1.10,河两岸相互平行，一船由,A,点朝与岸垂直方向匀速驶去，经,10 min,抵达对岸,C,点，若船从,A,点出发仍按第一次渡河速率不变，但垂直抵达彼岸,B,点，需,12.5 min,。,已知,BC=l=120 m,，求：,（,1,）水流速率,v,；,（,2,）渡河时船速率,u,；,（,3,）河宽,L.,第37页,1.3,相对运动,图,1.14,例,1.10,图,第38页,1.3,相对运动,第39页,1.3,相对运动,第40页,Thank You!,第41页,
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