大學(xué)物理學(xué)第一章 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù)

1、1,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),1.1 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù),1.2 位移和速度,1.3 加速度,1.5 相對(duì)運(yùn)動(dòng),1. 4 自然坐標(biāo)系 曲線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)是永恒的主題,時(shí)空起源于運(yùn)動(dòng)，是對(duì)運(yùn)動(dòng)的觀察和感悟，又超脫于運(yùn)動(dòng)。,2,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),一、實(shí)際研究對(duì)象的簡(jiǎn)化 理想模型 主要 次要因素,如研究對(duì)象是地球 A.公轉(zhuǎn),主要因素：太陽的引力 而其他天體的作用力和形狀均可忽略,B.自轉(zhuǎn) 形狀不可忽略 這兩種情況應(yīng)作不同的簡(jiǎn)化,1.1 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)函數(shù),物體運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性，對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性。,世界上萬物都處在不停地運(yùn)動(dòng)中，大到日、月、星體，小到各種微觀粒子（分子、原子、質(zhì)子、電子），沒有不運(yùn)動(dòng)

2、的物質(zhì)，也沒有物質(zhì)不運(yùn)動(dòng)，所以物質(zhì)運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。,3,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),二、 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念,質(zhì)點(diǎn)：有質(zhì)量而無形狀和大小的幾何點(diǎn)。 突出了質(zhì)量和位置,質(zhì)點(diǎn)系: 若干質(zhì)點(diǎn)的集合。,參考系：參照物 + 坐標(biāo)系 + 時(shí)鐘,(1) 運(yùn)動(dòng)學(xué)中參考系可任選。,參照物：用來描述物體運(yùn)動(dòng)而選作參考的物體或物體系。,(2) 參照物選定后，坐標(biāo)系可任選。,(3) 常用坐標(biāo)系,直角坐標(biāo)系（ x , y , z ） 球坐標(biāo)系（ r, ）,柱坐標(biāo)系（ , , z ） 自然坐標(biāo)系 ( s ),4,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),三、質(zhì)點(diǎn) 剛體 1.質(zhì)點(diǎn) 物體的形狀可忽略，物體可看做有質(zhì)量的點(diǎn)。 質(zhì)點(diǎn)、剛體 、理想氣體 、點(diǎn)電

3、荷 、 2.剛體 物體形變可忽略。在運(yùn)動(dòng)過程中，剛體上任兩點(diǎn)間距離不變。 剛體由質(zhì)點(diǎn)組成。剛體(模型)是一般物體的一級(jí)簡(jiǎn)化。,3.質(zhì)點(diǎn)系 (一般物體均可看做質(zhì)點(diǎn)系),5,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),1） 模型的建立的普遍意義 遠(yuǎn)距離觀察，物體尺寸小，其形狀、大小對(duì)力學(xué)性質(zhì)影響可以忽略；其形狀與大小因素在特定的力學(xué)問題中不起作用，如剛體平動(dòng)。 從質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)規(guī)律發(fā)展推廣形成質(zhì)點(diǎn)系力學(xué)、剛體力學(xué)、彈性力學(xué)、流體力學(xué),2） 質(zhì)點(diǎn)力學(xué)是基礎(chǔ),如 N個(gè)沙粒組成的物質(zhì)系統(tǒng) 質(zhì)點(diǎn)系,方法：一個(gè)沙粒一個(gè)沙粒地解決,如 連續(xù)體,方法： 切割無限多個(gè)質(zhì)量元 一個(gè)質(zhì)量元一個(gè)質(zhì)量元地解決,6,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),四、位置矢量,

4、任選一參考點(diǎn)O (通常選坐標(biāo)原點(diǎn)),為質(zhì)點(diǎn) t 時(shí)刻的,位置矢量也叫 運(yùn)動(dòng)函數(shù),通常位矢是t 的函數(shù) 寫成,稱矢量,時(shí)刻 t 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn),位置矢量,在直角坐標(biāo)系中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是沿各坐標(biāo)軸的分運(yùn)動(dòng)的矢量合成,7,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),五、 確定質(zhì)點(diǎn)位置的常用方法,從數(shù)學(xué)上確定質(zhì)點(diǎn)在空間的位置隨時(shí)間的變化關(guān)系,運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,坐標(biāo)法 （直角坐標(biāo)系）,（消去 t 即得軌跡方程）,位矢法,自然法,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解決了“物體何時(shí)在何處”的問題,8,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),1. 直角坐標(biāo)法 P(x, y, z),2. 位矢法,表示。,位矢的大小為：,位矢的方向用方向余弦表示：,參考物,質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻位置P (x,y,z) 由位矢,9,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),在已知的運(yùn)動(dòng)軌跡上任選一固定點(diǎn)O，然后規(guī)定從O點(diǎn)起，沿軌跡的一方向（例如向右）量得曲線長(zhǎng)度s 取正值，這個(gè)方向稱為自然坐標(biāo)的正向，反之為負(fù)向，這種表示法稱為自然法。O點(diǎn)稱為自然坐標(biāo)的原點(diǎn)，S稱為自然坐標(biāo)。,O,p