时空与质点机械运动的描述.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大学物理,*,*,大学物理,*,电子教案,大学物理,1,大学物理,第1章 时空与质点机械运动的描述,2,大学物理,1-1,物质 运动 时间 空间,1-2,质点运动的描述,1-3,质点运动变化的描述,3,大学物理,1-1,物质 运动 时间 空间,4,大学物理,一、物质与运动,物质,：,物质就是客观存在，是能量的表达。,运动,：,运动是物质的固有属性，由能量的涨落引起。,物质有两种基本形式：实物与场。,二、时间与空间,秒,：铯,133,原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射周期的,9 192 631 770,倍。,5,大学物理,6,大学物理,日地距离,1AU1.510,11,m,1.,天文单位（,AU,）：,2.,光年（,l.y.,）：,1 l.y.10,16,m,3.,差秒距,（,PC.,）：,1Pc=1AU/1,210,5,AU,=310,16,m,=3,光年,=,太阳系的直径约为,80AU,，,即,10,13,m,数量级。,视线,L,基线,r,空间单位,7,大学物理,因数,词头名称,符号,英文,中文,10,24,10,21,10,18,10,15,10,12,10,9,10,6,10,3,10,2,10,1,10,-1,10,-2,10,-3,10,-6,10,-9,10,-12,10,-15,10,-18,10,-21,10,-24,yotta,zeta,exa,peta,tera,giga,mega,kilo,hecto,deca,deci,centi,milli,micr,nano,pico,femto,atto,zepto,yocto,尧它,泽它,艾可萨,拍它,太拉,吉咖,兆,千,百,十,分,厘,毫,微,纳诺,皮可,飞母托,阿托,仄普托,幺科托,Y,Z,E,P,T,G,M,k,h,da,d,c,m,n,p,f,a,z,y,8,大学物理,1-2,质点运动的描述,9,大学物理,1.,运动的相对性,一、质点的机械运动,质点,(mass point,particle):,力学中的一个理想模型，它是具有一定质量而没有大小和形状的理想物体。,参考系,:,为描述物体的运动而选择的标准物,.,运动的相对性,:,物体运动的形式随参考系的不同而异,.,以地球为参照系,地球,月亮,以太阳为参照系,太阳,月亮,地球轨道,10,大学物理,x,z,y,A,B,r,P,1,从,原点,指向,质点,所在位置的,有向,线段（大小、方向）,2.,位置矢量,方向,大小,11,大学物理,3.,运动方程,分量式,从运动方程,消,t,得轨迹方程,4.,轨道方程,12,大学物理,位移矢量只与始末位置有关，与质点所经过的路径无关。,B,A,二、位移矢量,位置的变化,13,大学物理,位移与路程,（,B,）,一般情况,位移大小不等于路程,.,（,D,）,位移是矢量,路程是标量,.,（,C,）,什么情况？,讨论,（,A,）,P,1,P,2,两点间的,路程是不唯一的,可以是 或 而位移,是唯一的,.,不,改变方向的直线运动,;,当 时,.,路程（）,:,质点实际运动轨迹的长度,.,14,大学物理,三、速度矢量,位置变化的快慢,1.,平均速度,方向,:,与,同,.,大小：,B,A,用相同时间间隔内的位置变化来比较位置变化的快慢,。,矢量,15,大学物理,2.,瞬时速度,当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度,简称,速度,.,大小：,该时刻质点所在处沿运动轨迹的切线并指向质点前进的方向。,方向：,16,大学物理,3.,速率,当,t0,时，,瞬时速率：速度 的大小称为速率,平均速率,瞬时速率,B,A,例,（,B,）,一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处，其速度大小为,(,单选,),(,A,),（,C,）,（,D,）,17,大学物理,1-3,质点运动变化的描述,18,大学物理,一、加速度矢量,速度矢量变化的快慢,1.,平均加速度,2.,瞬时加速度,B,A,19,大学物理,大小,二、加速度矢量在直角坐标系中的表述,方向,20,大学物理,1.,切向加速度和法向加速度,自然坐标系,切向,内法向,很小，则 ，并指向圆心，即与 方向同。,三、加速度矢量在自然坐标系中的表述,21,大学物理,法向加速度,表示质点速度,方向,变化的快慢。,切向加速度,的大小表示质点,速率,变化的快慢。,方向,:,22,大学物理,2.,一般曲线运动中的 和,和 对任何平面上的曲线都适用,曲率半径,a,n,=,0,a,=,0,匀速直线运动,a,n,=,0,a,0,变速直线运动,a,n,0,a,=,0,匀速曲线运动,a,n,0,a,0,变速曲线运动,23,大学物理,例,有人说，匀速率圆周运动的质点是作变加速运动,你说对吗？,（对）,答：匀速率圆周运动,即加速度矢量变，所以是变加速运动。,总加速度,大小不变，方向时刻指向圆心（改变）。,24,大学物理,求导,求导,积分,积分,质点运动学两类基本问题,一,由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；,二,已知质点的加速度以及初始速度和初始位置,可求质点速度及其运动方程,.,25,大学物理,四、圆周运动的角量描述,A,B,规定,：逆时针为，顺时针为。,单位,:,弧度（,rad,）,矢量,方向,:,由右手螺旋法则确定,单位,:,rad/s,r,v,S,2.,角位移,3.,角速度,1.,角位置,26,大学物理,4.,角加速度,角速度对时间的变化率,匀速圆周运动；,匀速直线运动,匀变速直线运动,匀变速圆周运动,27,大学物理,五、角量和线量的关系,切向加速度,法向加速度,x,w,b,R,d,S,0,d,P,2,P,1,28,大学物理,例,1-5,已知一质点由静止出发，它的加速度在,x,轴和,y,轴上的分量分别为,a,x,=10,t,和,a,y,=15,t,2,。求,t,=5s,时质点的速度和位置。,解：取质点的出发点为坐标原点。,依题意：,t,=0,v,0,x,=0,v,0,y,=0,，,对上式进行积分，得,=,125,i+,625,j,(,m/s,),t,=0,时，,x,0,=,y,0,=0,29,大学物理,