第一次課質點運動的描述

第一次課質點運動的描述1第1頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2第2頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一3第3頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一Q1：為什么學大學物理？A1：低目標：必修課，考試要及格拿畢業(yè)證、學位證。高目標：有真才實學、經世致用、造福桑梓。Q2：大學物理學什么？A2：低目標：基本知識、基本技能高目標：實事求是的科學態(tài)度、獨立批判的科學精神、求真務實的工作方法和辯證唯物主義世界觀。4第4頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一Q3：怎樣學好大學物理？好學、深思、力行［理論（書本）＋實踐（生活）］A3：戰(zhàn)略上重視、戰(zhàn)術上藐視。（愛、美＋重視）5第5頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一我的承諾：良師益友、言傳身教、教書育人，記住一小半的同學（讓我記住的辦法）。我的要求：1、來上課的要求（一般不點名）

2、交作業(yè)；(交作業(yè)的收獲)3、全體同學不作弊；

4、全體同學及格以上；

5、對自己負責、對我們的團隊負責；

6、全體同學收獲無悔的大學物理課堂生活＋無悔的大學生活。

6第6頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一昨天是一張注銷的支票，明天是一張期票，今天是手上的現(xiàn)金，今天是我們唯一能利用的時間，請利用好今天！我最喜歡的話：ARETOUREADY？LET’SGO!7第7頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一對物理大廈的認識：??宏觀、低速物體：牛頓、經典力學微觀、低速物體：愛因斯坦等、量子力學?宏觀、高速物體：愛因斯坦、相對論力學微觀、高速物體：相對論量子力學8第8頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一物理學:

通過位置矢量、位移、速度和加速度及其與運動方程的關系，描述物體在空間的位置隨時間變化的規(guī)律.

辯證唯物主義：1、世界是客觀存在的物質世界，物質不依賴于人的意識，并能為人的意識所反映。2、物質是運動的，運動是絕對的，靜止是相對的。3、運動存在客觀規(guī)律，客觀規(guī)律可被認識。研究問題的原則：由簡到繁。數學上：點、線、面、體。物理上呢？9第9頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一第一章質點運動學10第10頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一本章目錄1.1

質點運動的描述1.2

圓周運動1.3

相對運動教學基本要求11第11頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

一掌握描述質點運動及運動變化的四個物理量——位置矢量、位移、速度、加速度．理解這些物理量的矢量性、瞬時性和相對性．

二理解運動方程的物理意義及作用.會處理兩類問題：（1）運用運動方程確定質點的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）已知質點運動的加速度和初始條件求速度、運動方程的方法．1-0

教學基本要求12第12頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-0

教學基本要求三掌握曲線運動的自然坐標表示法．能計算質點在平面內運動時的速度和加速度，以及質點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度．

四理解伽利略速度變換式,并會用它求簡單的質點相對運動問題．END13第13頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一重點：位移、速度、加速度有關計算，描述質點運動變化的有關計算。難點：由速度或加速度及初始條件求運動方程。第一次課：1.1

質點運動的描述14第14頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1.1

質點運動的描述2.參考系

將實際物體抽象為一個含有質量的幾何點.一、質點參考系1.質點為描述物體運動所選擇的參照物．－物理模型物體能否抽象為質點，視具體情況而定．坐標系：直角坐標系、自然坐標系、極坐標系和球坐標系等.質點（運動規(guī)律）物體（運動規(guī)律）15第15頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一二、位置矢量與運動方程1.

位置矢量

在坐標系中,用來確定質點在空間位置的矢量.大小:方向:1-1

質點運動的描述(x,y,z)16第16頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述2.運動方程消去參數t得質點的軌道方程質點運動時,其位置矢量隨時間變化的函數式.分量式：17第17頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述1.位移

位移大小位移方向反映質點在

時間內空間位置變化的物理量.三、位移與路程2.

路程質點從

A到

B：路程位移18第18頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一AoxyzΔS

B1.

位移的物理意義

確切反映物體在空間位置的變化,與路徑無關,只決定于質點的始末位置.討論2.

位置矢量與位移3.

位移與路程位置矢量對應t，而位移對應t.一般情況下不相同.當t0，B

A時：1-1

質點運動的描述19第19頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述反映質點位置隨時間變化的快慢和方向的物理量.1.平均速度四、速度在t時間內，質點位移為平均速度大?。悍较颍?0第20頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

當t0時反映質點位置矢量的瞬時變化率.1-1

質點運動的描述2.瞬時速度(速度)速度：位置矢量對時間t

的一階導數.oxy大小方向21第21頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一若質點在三維空間中運動，其速度1-1

質點運動的描述瞬時速率

v

表明質點的速率等于速度的大小.路程s對時間t的導數為質點的瞬時速率（反映質點運動的快慢程度）22第22頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述1.平均加速度五、加速度在t

內速度的增量反映速度矢量隨時間的變化情況.oxyAB與同方向23第23頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2.瞬時加速度(加速度)加速度是速度矢量對時間t

的一階導數.加速度大小:加速度方向:oxyAB的極限方向1-1

質點運動的描述24第24頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一曲線運動時指向凹側.直線運動時

.都具有矢量性、瞬時性、相對性.1-1

質點運動的描述關于速度與加速度25第25頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述積分積分一、由質點的運動方程可以求得質點在任一時刻的位矢、速度和加速度；二、已知質點的加速度以及初始速度和初始位置,

可求質點速度及其運動方程．求導求導質點運動學兩類基本問題26第26頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述

，消取參數t，可得軌道方程為例題1-1

設質點運動方程為式中r的單位為m(米)

t的單位為s(秒)

.求:(1)質點的軌道方程；

(2)質點從t11s到t22s時間內的位移；

(3)t22s時的速度和加速度解:

(1)

由題意所以(2)因為，27第27頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一(3)速度方程為加速度方程為1-1

質點運動的描述28第28頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一為

，求t2s時質點的速度和位置.

例題1-2

已知一質點由靜止出發(fā)，其加速度

解:

由題意可知

解得則t=2s時質點速度為質點速度方程為1-1

質點運動的描述29第29頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一取質點的出發(fā)點為坐標原點，有解得則t=2s時質點位置為質點的運動方程為1-1

質點運動的描述30第30頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一

例題1-3

如圖所示，一個熱氣球以lm·s-1的速率從地面勻速上升，因風速的影響，氣球的水平速度隨著上升的高度而增大，其關系為vx2y(SI).求氣球的運動方程、軌道方程和加速度.解得①根據題意解：設t=0

時氣球位于原點o(地面)，由題意yxo1-1

質點運動的描述31第31頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一解得①根據題意yxo所以氣球的運動方程為③由③式，得氣球加速度為由式①、②消去參數t，得軌道方程為解得②1-1

質點運動的描述32第32頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述

例題1－4

質點沿x軸作勻變速直線運動，開始時，速度為v0，處于x0的位置，求質點在任意時刻的速度和位置.解：一維運動，各運動量都可作為標量處理.由由33第33頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一1-1

質點運動的描述六、自然坐標系中的速度與加速度et質點運動軌跡上任取一點作為自然坐標系的原點.質點在某一點的坐標用距離原點的路程

s

來表示.則運動方程enetetenenet---切向單位矢量en---法向單位矢量(指向曲線在該處的曲率中心)1.自然坐標系(沿切線與運動方向一致)34第34頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一2.切向加速度和法向加速度

質點在

t

內沿曲線經歷s

，速度可表示為s切向加速度加速度為反映質點速度大小變化的快慢程度，方向沿著切向.1-1

質點運動的描述35第35頁，共39頁，2023年，2月20日，星期一法向加速度反映質點速度方向變化的快慢程度，方向沿著法向.

當t0時，0.此時趨于的方向.s1-1

質點運動的描述36第36頁，共39頁，2023