大學(xué)物理I授課人：何濤電子郵箱：hetao_gdou@163.com前面的話嚴(yán)肅課堂紀(jì)律考試成績：考勤（20%）+平時作業(yè)（20%）+期末考試（60%）采用課本：《新編基礎(chǔ)物理學(xué)》第二版，王少杰等，北京-科學(xué)出版社。參考書：《大學(xué)物理學(xué)》，王少杰等，同濟大學(xué)出版社。為什么要上大學(xué)物理課？科普基礎(chǔ)開智教大學(xué)物理的是什么人？物理高手物理菜鳥科技工作者對待講課的內(nèi)容背必要的公式和推導(dǎo)記住你學(xué)過這個東西對待省略的內(nèi)容目錄打鉤自學(xué)怎么拿高分？聽懂+看懂聽懂看懂做習(xí)題為什么要拿高分？抬高身價不浪費艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英國皇家學(xué)會會長，英國著名的物理學(xué)家，百科全書式的“全才”。著有《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》。他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。在力學(xué)上，牛頓闡明了動量和角動量守恒的原理，提出牛頓運動定律。在光學(xué)上，他發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡，并基于對三棱鏡將白光發(fā)散成可見光譜的觀察，發(fā)展出了顏色理論。還系統(tǒng)地表述了冷卻定律，并研究了音速。在數(shù)學(xué)上，牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發(fā)展出微積分學(xué)的榮譽。他也證明了廣義二項式定理，提出了“牛頓法”以趨近函數(shù)的零點，并為冪級數(shù)的研究做出了貢獻。--百度百科關(guān)于矢量的書寫

第1篇力學(xué)自然界中存在的各種運動形式：機械運動、分子熱運動、電磁運動、原子核和電子運動，還有其他微觀粒子的運動，等等。其中機械運動是人類接觸最早，研究最早的運動形式。機械運動：物體相對于其他物體的位置（距離和方向）的變化以及物體各部分之間的相對運動（如形變）.在物理學(xué)中專門研究物體的機械運動及規(guī)律的學(xué)科分支是力學(xué)（mechanics）。通常把力學(xué)分成運動學(xué)（kinematics）、動力學(xué)（dynamics）、狹義相對論（specialrelativity）三部分。第1章質(zhì)點運動學(xué)教學(xué)基本要求

一掌握位置矢量、位移、加速度等描述質(zhì)點運動及運動變化的物理量.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.掌握運用運動方程確定質(zhì)點的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知質(zhì)點運動的加速度和初始條件求速度、運動方程的方法.

三能計算質(zhì)點在平面內(nèi)運動時的速度和加速度，以及質(zhì)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.一、參考系時間和空間的測量一.質(zhì)點運動學(xué)的基本概念質(zhì)點：有質(zhì)量而無形狀和大小的幾何點。突出了質(zhì)量和位置質(zhì)點系:

若干質(zhì)點的集合。xyzO參照物參考系：參照物+坐標(biāo)系+時鐘(1)運動學(xué)中參考系可任選。參照物：用來描述物體運動而選作參考的物體或物體系。P(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,θ,

）柱坐標(biāo)系（

,

,z）自然坐標(biāo)系

(s)二.確定質(zhì)點位置的常用方法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，則有：參考物質(zhì)點某時刻位置P(x,y,z)

由位矢

??3.自然坐標(biāo)法已知質(zhì)點相對參考系的運動軌跡時，常用自然法。4.運動學(xué)方程(函數(shù))直角坐標(biāo)下自然坐標(biāo)下已知運動學(xué)方程，可求質(zhì)點運動軌跡、速度和加速度意義:一質(zhì)點作勻速圓周運動，半徑為

r，角速度為

。以圓心O為原點。建立直角坐標(biāo)系Oxy

，O

點為起始時刻，設(shè)t時刻質(zhì)點位于P（x,y），用直角坐標(biāo)表示的質(zhì)點運動學(xué)方程為位矢表示為自然坐標(biāo)表示為例解求用直角坐標(biāo)、位矢、自然坐標(biāo)表示的質(zhì)點運動學(xué)方程。求解hx坐標(biāo)表示為例如圖所示，以速度v

用繩跨一定滑輪拉湖面上的船，已知繩初長l0，岸高h(yuǎn)取坐標(biāo)系如圖依題意有質(zhì)點運動學(xué)的基本問題之一，是確定質(zhì)點運動學(xué)方程。為正確寫出質(zhì)點運動學(xué)方程，先要選定參考系、坐標(biāo)系，明確起始條件等，找出質(zhì)點坐標(biāo)隨時間變化的函數(shù)關(guān)系。O船的運動方程說明2.質(zhì)點運動的矢量描述一.位移位移矢量反映了物體運動中位置(距離與方位

)的變化。討論(1)位移是矢量（有大小，有方向）位移不同于路程(2)位移與參照系位置的變化無關(guān)(3)與Δr

的區(qū)別OPP’OO分清

二.速度(描述物體運動狀態(tài)的物理量

)1.平均速度O2.瞬時速度ABB'討論(1)速度的矢量性、瞬時性和相對性。

(2)注意速度與速率的區(qū)別

三.加速度1.平均加速度2.瞬時加速度討論(1)加速度反映速度的變化（大小和方向）情況。ABO(2)加速度的方向總是指向軌跡曲線凹的一面。

3.用直角坐標(biāo)表示位移、速度和加速度一.位移x

yzO時刻t，質(zhì)點位于P，位矢為時刻t+t

，質(zhì)點位于Q，位矢為時間

t

內(nèi)質(zhì)點的位移為建如圖所示坐標(biāo)，則

二.速度1.平均速度2.瞬時速度速度的大?。海ㄋ俾剩┧俣鹊姆较蛴梅较蛴嘞冶硎緸橛懻?/p>

一運動質(zhì)點在某瞬時位于矢徑的端點處，其速度大小為（A）（B）（B）（B）（C）（D）

例1

設(shè)質(zhì)點的運動方程為其中（1）求時的速度.（2）作出質(zhì)點的運動軌跡圖.解（1）由題意可得速度分量分別為時速度為速度與軸之間的夾角（2）運動方程由運動方程消去參數(shù)可得軌跡方程為0軌跡圖246-6-4-2246三.加速度大小為方向用方向余弦表示為加速度大小加速度加速度大小質(zhì)點作三維運動時加速度為

嗎？

討論在Ob上截取有速度方向變化速度大小變化O問嗎？

討論因為所以而例勻速率圓周運動所以求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分質(zhì)點運動學(xué)兩類基本問題

一由質(zhì)點的運動方程可以求得質(zhì)點在任一時刻的位矢、速度和加速度；

二已知質(zhì)點的加速度以及初始速度和初始位置,可求質(zhì)點速度及其運動方程.1.第一類問題已知運動學(xué)方程，求(1)t=1s

到

t=2s

質(zhì)點的位移(3)軌跡方程(2)t=2s

時已知一質(zhì)點運動方程求例解(1)(2)(3)當(dāng)

t=2s

時由運動方程得軌跡方程為解已知求和運動方程代入初始條件代入初始條件2.第二類問題已知加速度和初始條件，求例,t=0

時，由已知有4.用自然坐標(biāo)表示平面曲線運動中的速度和加速度一.速度速度矢量在切線上的投影?

二.加速度第一項：方向為意義：第二項：反映速度大小變化的快慢大小為叫切向加速度叫法向加速度

當(dāng)

時因而法向加速度：大小為方向為反映速度方向變化的快慢意義：加速度曲率半徑法向加速度：一汽車在半徑R=200m

的圓弧形公路上行駛，其運動學(xué)方程為s=20t-0.2t2(SI)

.根據(jù)速度和加速度在自然坐標(biāo)系中的表示形式，有例汽車在

t=1s時的速度和加速度大小。求解討論在一般情況下

其中

為曲率半徑，引入曲率圓后，整條曲線就可看成是由許多不同曲率半徑的圓弧所構(gòu)成

的方向指向曲率圓中心

?

求拋體運動過程中的曲率半徑？如B點思考

已知質(zhì)點運動方程為求之間的路程。例解質(zhì)點運動速度為速率為路程有5.圓周運動按右手法則確定

的正負(fù)變化一.角位置與角位移質(zhì)點作圓周運動的角速度為描述質(zhì)點轉(zhuǎn)動快慢和方向的物理量角位置（運動學(xué)方程)當(dāng)

為質(zhì)點圓周運動的角位移二.角速度

三.角加速度角加速度

角速度對時間的一階導(dǎo)數(shù)角加速度的方向與四.角量與線量的關(guān)系的方向相同1.位移與角位移的矢量關(guān)系式2.速度與角速度的矢量關(guān)系式大小方向(由右手法則確定)(標(biāo)量式)3.加速度與角加速度的矢量關(guān)系式第一項為切向加速度第二項為法向加速度(2)設(shè)t’

時刻，質(zhì)點的加速度與半徑成45o角，則(2)當(dāng)

=?

時，質(zhì)點的加速度與半徑成45o角？(1)當(dāng)t=2s

時，質(zhì)點運動的an

和一質(zhì)點作半徑為0.1m

的圓周運動，已知運動學(xué)方程為(1)運動學(xué)方程得求解例以及at的大小一質(zhì)點在水平面內(nèi)以順時針方向沿半徑為2m

的圓形軌道運動。此質(zhì)點的角速度與運動時間的平方成正比，即ω=kt2

，k

為待定常數(shù).已知質(zhì)點在2s

末的線速度為32m/s

t=0.5s時質(zhì)點的線速度和加速度解例求當(dāng)t=0.5s時由題意得6.相對運動·一.基本概念絕對參照系s，相對參照系s'

(研究對象)三種運動

s'

系相對于s

系的位移：

B點相對于s'

系的位移：

B點相對于s系的位移：絕對、相對和牽連運動二個參照系一個動點—

牽連位移—

相對位移—

絕對位移二.速度變換定理加速度變換定理1.速度變換2.加速度變換一個帶篷子的卡車，篷高為h=2