大學(xué)物理(祝之光)11課件

1、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 時(shí)間 空間第一章機(jī)械運(yùn)動(dòng)物體在空間的位置隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。1日心系ZXY地心系o 為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須選擇另一個(gè)物體作為參考，被選作參考的物體稱為參照系。地面系一 運(yùn)動(dòng)描述的相對性1 參考系與坐標(biāo)系2注意參照系不一定是靜止的。3 對于同一種運(yùn)動(dòng)，由于參照系選擇的不同而有不同的描寫。運(yùn)動(dòng)描述的相對性坐標(biāo)系為了定量地確定質(zhì)點(diǎn)在空間的位置而 固定在參照系上的一個(gè)框架。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 )42 質(zhì)點(diǎn)-理想(物理)模型質(zhì)點(diǎn)沒有大小和形狀，只具有全部質(zhì)量的一點(diǎn)。可以將物體

2、簡化為質(zhì)點(diǎn)的兩種情況：物體不變形，不作轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)物體上各點(diǎn)的速度及加速度都相同，物體上任一點(diǎn)可以代表所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)).即平動(dòng)物體.物體本身線度和它活動(dòng)范圍相比小得很多(此時(shí)物體的變形及轉(zhuǎn)動(dòng)顯得并不重要)。5二 描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量1 位置矢量*位矢 的值為 確定質(zhì)點(diǎn)P某一時(shí)刻在坐標(biāo)系里的位置的物理量稱位置矢量, 簡稱位矢 .式中 、 、 分別為x、y、z 方向的單位矢量.6位矢 的方向余弦PP2 運(yùn)動(dòng)方程分量式從中消去參數(shù) 得軌跡方程 7例1-2：已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程是 式中R 、是常數(shù).解：1) 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程的分量式是: 由 中消去時(shí)間參量t，求: 1)質(zhì)點(diǎn)軌道方程；得到軌跡方程83 位移BABA

3、 經(jīng)過時(shí)間間隔 后, 質(zhì)點(diǎn)位置矢量發(fā)生變化, 由始點(diǎn) A 指向終點(diǎn) B 的有向線段 AB 稱為點(diǎn) A 到 B 的位移矢量 . 位移矢量也簡稱位移. 9 位移的大小為BA所以位移 若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動(dòng)，則在直角坐標(biāo)系 中其位移為又10位移的物理意義 A) 確切反映物體在空間位置的變化, 與路徑無關(guān)，只決定于質(zhì)點(diǎn)的始末位置. B）反映了運(yùn)動(dòng)的矢量性和疊加性.注意位矢長度的變化11位移與路程 （B） 一般情況, 位移大小不等于路程. （D）位移是矢量, 路程是標(biāo)量.（C）什么情況 ？不改變方向的直線運(yùn)動(dòng); 當(dāng) 時(shí) .討論4 路程（ ）: 質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的長度. （A）P1P2 兩點(diǎn)間的路程 是不

4、唯一的, 可以是 或 而位移 是唯一的.12三 速度 描寫物體運(yùn)動(dòng)快慢和方向的物理量。 1 平均速度 在 時(shí)間內(nèi), 質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)A 運(yùn)動(dòng)到點(diǎn) B, 其位移為時(shí)間內(nèi), 質(zhì)點(diǎn)的平均速度平均速度 與 同方向.平均速度大小或BA13 對于變速曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度大小與方向都在隨時(shí)間改變，.無限分割路徑；.以直代曲；以不變代變；用平均速度代替變速度；令取極限。AB2 瞬時(shí)速度14 當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí), 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是沿該點(diǎn)曲線的切線方向. 當(dāng) 時(shí)平均速度的極限值叫做瞬時(shí)速度, 簡稱速度當(dāng) 時(shí),15瞬時(shí)速率：速度 的大小稱為速率 若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動(dòng),其速度為16平均速率BA瞬時(shí)速率討論 一運(yùn)動(dòng)

5、質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)位于矢徑 的端點(diǎn)處，其速度大小為（A）（B）（B）（B）（C）（D）17注意1.平均速度與平均速率的區(qū)別平均速度為物體發(fā)生的位移與時(shí)間之比；為矢量。平均速率為物體經(jīng)過的路程與時(shí)間之比；為標(biāo)量。AB182. 速度與速率的區(qū)別速率為速度的大小，為標(biāo)量：速度為位矢 對時(shí)間的一次導(dǎo)數(shù)，為矢量：19例1： 一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作直線運(yùn)動(dòng)，其位置坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為 x=10+8t-4t2,求：（1）質(zhì)點(diǎn)在第一秒、第二秒內(nèi)的平均速度。（2）質(zhì)點(diǎn)在t=0、1、2秒時(shí)的速度。解：20代入 t = 0 , 1 , 2 得：21解：求t=0秒及t=2秒時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度，并求后者的大小和方向。例2:設(shè)質(zhì)點(diǎn)做二維運(yùn)動(dòng)：

6、方向：大?。?21） 平均加速度B與 同方向 .（反映速度變化快慢的物理量） 單位時(shí)間內(nèi)的速度增量即平均加速度2）（瞬時(shí)）加速度四 加速度A23加速度加速度大小加速度方向24加速度大小質(zhì)點(diǎn)作三維運(yùn)動(dòng)時(shí), 在直角坐標(biāo)系中加速度為加速度方向25 嗎？ 討論在Ob上截取有速度方向變化速度大小變化26O問 嗎？ 討論因?yàn)樗远?勻速率圓周運(yùn)動(dòng)所以27求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類基本問題 一 由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程可以求得質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位矢、速度和加速度； 二 已知質(zhì)點(diǎn)的加速度以及初始速度和初始位置, 可求質(zhì)點(diǎn)速度及其運(yùn)動(dòng)方程 .282)將 對時(shí)間求導(dǎo)例1-2：已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程是 式中R 、是常數(shù).求：2)質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度.29例1-3：設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸作勻變速直線運(yùn)動(dòng)，加速度