大學(xué)物理第一冊力學(xué)1第1章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)

Kinematicsofparticles21.4

平面極坐標(biāo)中運(yùn)動的描述1.1

空間、時間和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程1.2

位移和速度1.3加速度1.5

直線運(yùn)動與曲線運(yùn)動目錄3運(yùn)動學(xué)(kinematics)動力學(xué)(dynamics)靜力學(xué)(statics)只描述物體的運(yùn)動，不涉及引起運(yùn)動和改變運(yùn)動的原因。研究運(yùn)動與相互作用之間的關(guān)系。研究物體在相互作用下的平衡問題。牛頓力學(xué)只涉及宏觀物體的低速機(jī)械運(yùn)動是整個物理學(xué)的基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于工程技術(shù)4矢量及其運(yùn)算1、加法：平行四邊形法則交換律結(jié)合律2、數(shù)乘：矢量乘標(biāo)量結(jié)果仍為矢量結(jié)合律分配律矢量：有大小、方向，并有下述運(yùn)算規(guī)則5交換律分配律3、標(biāo)量積：4、矢量積：AB6不交換！AB一個要用到的公式：（驗證上式的分量式成立即可）7牛頓對絕對空間和時間的定義：絕對空間，就其本性而言，與外界任何事物無關(guān)，而永遠(yuǎn)是相似的和不可移動的‥‥Absolutspace,initsownnature,withoutrelationtoanythingexternal,remainsalwayssimilarandimmovable‥‥‥一、牛頓的絕對時空觀1.1時間、空間和質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程8絕對、真實(shí)與數(shù)學(xué)的時間本身，由于它的本性而均勻流逝，與外界任何事物無關(guān)‥‥Absolut,trueandmathmaticaltimeofitselfandfromitownnature,flowsequallywithoutrelationtoanythingexternal‥‥‥在弱引力、低速（遠(yuǎn)低于真空光速）運(yùn)動情況下，絕對時空觀符合實(shí)驗結(jié)果。絕對時空觀：對于不同的參考系，長度和時間的測量結(jié)果是相同的。9時間t：絕對時間空間：直角坐標(biāo)系二、運(yùn)動方程：單位矢量

r(t)y(t)x(t)P(t)

z(t)xz

y0運(yùn)動方程：描述質(zhì)點(diǎn)的位置隨時間的變化位置矢量（位矢）：10運(yùn)動方程描述了質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)狀態(tài)：體系的全部物理量的取值情況由運(yùn)動方程可得到粒子的速度，動量，加速度等全部物理量的取值。運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在空間描繪的一條路線。三、運(yùn)動軌道111.2位移和速度一、位移（displacement）：路程（path）：平均速度（av.velocity）：平均速率（av.speed）：sr0r(t+t)r(t)質(zhì)點(diǎn)在一段時間內(nèi)位置矢量的改變量二、速度：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快慢和方向。12瞬時速度：rs0r(t+t)r(t)質(zhì)點(diǎn)在某時刻或某位置處運(yùn)動的快慢和方向13圓周運(yùn)動的速度和角速度14軌道為圓周的運(yùn)動叫圓周運(yùn)動rvS角位移：線位移：角速度：線速度：與成右手螺旋。151.3

加速度xr(t+Δt)r(t)

yz

0v

(t)v

(t+Δt)Δvv

(t)v

(t+Δt)一、直角坐標(biāo)系中的加速度表示式描述速度隨時間變化的物理量16orSvrvS二、圓周運(yùn)動的加速度表示式17角加速度：—切向加速度,—

法向加速度182、加速度按法向和切向的分解由速度方向的改變引起的速度的變化率沿半徑指向圓心vroatana由速度大小的改變引起的速度的變化率沿切線指向速度增大的方向19【例】201.4

平面極坐標(biāo)中運(yùn)動的描述一、平面極坐標(biāo)1、定義在選取的參照系中質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的平面內(nèi)選取極點(diǎn)和極軸，極點(diǎn)和極軸就組成了平面極坐標(biāo)。2、平面極坐標(biāo)中的位矢212、速度加速度（1）速度極軸yx22單位矢量：單位矢量：r增加的方向。增加的方向。則：徑向速度：橫向速度：23（3）加速度24因為：所以有：由：得：有：25徑向加速度：橫向加速度：【思考】圓周運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的徑向加速度和橫向加速度如何表示？261.5

直線運(yùn)動與曲線運(yùn)動第一類問題：（微分）已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程后，求質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度，實(shí)際上就是運(yùn)動方程對時間求一階、二階導(dǎo)數(shù)。第二類問題：（積分）已知質(zhì)點(diǎn)的速度或加速度和某些初始條件，求質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程。27一、直線運(yùn)動若一質(zhì)點(diǎn)沿軸作直線運(yùn)動，某時刻的速度為，并已知時，質(zhì)點(diǎn)位于（稱為初始條件），下面求它的運(yùn)動方程。直線運(yùn)動中速度和加速度的方向都在運(yùn)動直線上，所以可用標(biāo)量表示。28當(dāng)速度，即速度為常數(shù)時，有：對變速運(yùn)動情況，除要求已知位置的初始條件外，還需已知速度的初始條件。如上述沿軸運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，其加速度為時，質(zhì)點(diǎn)的位置和速度分別為和。則因：所以：積分得：29再積分一次得：當(dāng)加速度為常數(shù)，即時，有：30二、拋體運(yùn)動yxv0031如果空氣阻力很大，或雖然空氣阻力可以忽略，但在拋體運(yùn)動范圍內(nèi)重力加速度變化較大，上述理論都要修正。拋體的軌道函數(shù)：32結(jié)束語當(dāng)你盡了自己的最大努力時，失敗也是偉大的，所以不要放棄，堅持就是正確的。WhenYouDoYourBest,FailureIsGr