級機(jī)械緒論及描述運(yùn)動的四個物理量

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密碼：2011dxwlkj大學(xué)物理老師劉鳳敏2

自動化專業(yè)主要研究的是自動控制的原理和方法，自動化單元技術(shù)和集成技術(shù)及其在各類控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。

它以數(shù)學(xué)、物理、自動控制理論為基礎(chǔ)，以電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)為主要工具，面向工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制及各行業(yè)、各部門的自動化。自動化專業(yè)3本學(xué)期授課內(nèi)容第1-3章:力學(xué)第6-7章：機(jī)械振動與波動第4-5章:熱學(xué)物理學(xué)（上冊）第8章:波動光學(xué)4參考書：《大學(xué)物理教程》

陳信義主編

清華大學(xué)出版社5

什么是物理學(xué)？為什么要學(xué)大學(xué)物理？

怎樣學(xué)好大學(xué)物理學(xué)？

達(dá)到何目的？緒論6一、物理學(xué)及其研究的問題1、什么是物理學(xué)physics-----物理學(xué)所研究的是物質(zhì)運(yùn)動最基本、最普遍的形式自然

物理物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)

物質(zhì)的運(yùn)動、變化規(guī)律

物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動、電磁運(yùn)動、原子分子的熱運(yùn)動、以及原子分子內(nèi)部的運(yùn)動。72、大學(xué)物理的教學(xué)內(nèi)容

（1）經(jīng)典物理部分運(yùn)動學(xué)、牛頓力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、波動光學(xué)。

（2）近代物理部分狹義相對論與量子力學(xué)基礎(chǔ)量子力學(xué)牛頓力學(xué)電磁學(xué)相對論熱力學(xué)波動光學(xué)8二、物理學(xué)的地位與作用物理學(xué)是一切科學(xué)技術(shù)之母！它對人類未來的進(jìn)步起著關(guān)鍵的作用。物理學(xué)是一項國際事業(yè)，它曾為人類文明作出過巨大貢獻(xiàn)；對當(dāng)代的生活產(chǎn)生了不可估量的影響；91、大學(xué)物理在各個領(lǐng)域中的作用：10112009年諾貝爾物理學(xué)獎獲得者"光纖之父"高錕人類社會離不開物理。12三是為后續(xù)課程奠定必要的理論知識基礎(chǔ)。2、大學(xué)物理對在校大學(xué)生的作用：《大學(xué)物理》是全校工科學(xué)生必修的重要基礎(chǔ)課程，

也是在大學(xué)階段學(xué)習(xí)的唯一的“自然科學(xué)”課程?；竟δ芤皇翘嵘茖W(xué)素質(zhì)；二是培養(yǎng)創(chuàng)新精神和應(yīng)用能力；

對畢業(yè)后的工作和工作中進(jìn)一步學(xué)習(xí)新理論、新知識、新技術(shù)，不斷更新知識都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。13三、物理學(xué)的主要特點(diǎn)1、物理學(xué)是一門實驗科學(xué)，是觀察、實驗與科學(xué)思維的產(chǎn)物。

(1)基本概念

(2)基本定律

(3)基本思想基本概念+基本定律+基本思想+基本方法+基本精神2、物理學(xué)的基本結(jié)構(gòu)

(4)基本方法如歸納法、類比法等14（1）理想模型（2）理想過程(5)基本精神3、物理學(xué)的具體研究對象如獻(xiàn)身精神、合作精神等15

4、大學(xué)物理與中學(xué)物理的關(guān)系與差別

（1）中學(xué)物理是學(xué)習(xí)大學(xué)物理的基礎(chǔ)；大學(xué)物理是中學(xué)物理的繼承與發(fā)展，但不是簡單的重復(fù)。

（2）有三點(diǎn)主要差別：

1）研究的對象不同

3）研究的目的不同

2）研究的方法和使用的工具不同如果說中學(xué)老師是你的“拐棍”，那么大學(xué)老師是你的“指路人”

。大學(xué)物理能夠?qū)ξ锢砀拍詈臀锢硪?guī)律進(jìn)行深入探討，進(jìn)行精確的、定量的、共性的、復(fù)雜的、本質(zhì)的研究。16四、如何學(xué)好大學(xué)物理1）樂學(xué)律：2）學(xué)思結(jié)合律：3）學(xué)用結(jié)合律：4）用思結(jié)合律：1、學(xué)習(xí)物理學(xué)的困難（1）內(nèi)容廣泛（2）時空跨度大（3）方法變化大2、如何學(xué)好大學(xué)物理？5）及時答疑答疑時間：雙周三7-8節(jié)；答疑地點(diǎn):

圖書館樓7樓701物理教研室有興趣、有信心；勤于思考，善于思考；聽好課，看懂書，會做題，善應(yīng)用；不斷總結(jié)，不斷提高。17（3）一般使用國際單位制。3.

作業(yè)要求（1）獨(dú)立完成全部作業(yè)，及時交作業(yè)。作業(yè)要整潔、有條理。（2）寫已知條件并畫圖，推導(dǎo)有簡單文字說明；中間步驟用字母表示，最后結(jié)果方代入數(shù)字。交作業(yè)時間：自控5班和機(jī)械5-6班周一下午交作業(yè)。184、成績考核

考核方式平時成績30%+期末成績70%5、物理競賽1、校內(nèi)；2、校外書山有路勤為徑，學(xué)海無涯悟作舟。19

如果一個人掌握了他的學(xué)科基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會了獨(dú)立思考與工作，他必定會找到自己的道路。結(jié)束語……

愛因斯坦20第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)位置矢量質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)：

運(yùn)動學(xué)：研究物體的位置隨時間變化的規(guī)律。位移速度加速度質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方程21

第一部分描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動及其變化的四個物理量

22

參照系慣性參照系非慣性參照系

為描述物體的運(yùn)動而選擇的標(biāo)準(zhǔn)物叫做參照系.一、參照系質(zhì)點(diǎn)1.參照系23凡是適用牛頓運(yùn)動定律的參照系，叫做慣性參照系。（1）慣性參照系慣性系:相對于地球靜止或作勻速直線運(yùn)動的物體.24（2）非慣性系:相對地面慣性系做加速運(yùn)動的物體.(A)平動加速系:相對于慣性系作變速直線運(yùn)動,但是本身沒有轉(zhuǎn)動的物體.例如:在平直軌道上加速運(yùn)動的火車.25非慣性系:相對地面慣性系做加速運(yùn)動的物體.(B)轉(zhuǎn)動參考系:相對慣性系轉(zhuǎn)動的物體.例如:轉(zhuǎn)盤在水平面勻速轉(zhuǎn)動.26272

質(zhì)點(diǎn)

物體能否抽象為質(zhì)點(diǎn)，視具體情況而定．地—日平均間距：

1.5

×108km地球半徑：

6.37

×

103km太陽地球如果我們研究某一物體的運(yùn)動，而可以忽略其大小和形狀對物體運(yùn)動的影響，若不涉及物體的轉(zhuǎn)動和形變，我們就可以把物體當(dāng)作是一個具有質(zhì)量的點(diǎn)（即質(zhì)點(diǎn)）來處理。28二、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的四個物理量

1

位置矢量*29位矢的方向余弦P*

運(yùn)動方程分量式從中消去參數(shù)得軌跡方程

30[例1]已知：求軌跡方程：312

位移BA32

BA

若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動，則在直角坐標(biāo)系中其位移為位移確切地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.33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.討論

（A）P1P2

兩點(diǎn)間的路程是不唯一的,可以是或而位移是唯一的.（C）什么情況下呢？不改變方向的直線運(yùn)動;當(dāng).時34注意的意義不同．，，353速度

（1）平均速度平均速度與

同方向.平均速度大小BA36（2）

瞬時速度（簡稱速度）當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時,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.

思考：瞬時速度對和有何要求？37瞬時速率：速度的大小稱為速率若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動,對比平均速度大小38例2、

一運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在某瞬時位于矢徑的端點(diǎn)處，其速度大小為（A）（B）（B）（B）（C）（D）39例3、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為：

求：401）平均加速度B與同方向.2）（瞬時）加速度4、加速度A41加速度大小加速度加速度大小質(zhì)點(diǎn)作三維運(yùn)動時加速度為加速度方向（設(shè)

與軸夾角為）：42加速度大小加速度方向曲線運(yùn)動指向凹側(cè)直線運(yùn)動注意：物理量的共同特征是都具有矢量性和相對性．43積分積分質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)兩類基本問題一由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程可以求得質(zhì)點(diǎn)在任一時刻速度和加速度；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)動方程.求導(dǎo)求導(dǎo)44例4、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為加速度與x軸正方向間夾角

=

.(SI)當(dāng)t=2s時，加速度的大小為

;45例5：一質(zhì)點(diǎn)沿x軸正向運(yùn)動，其加速度與位置的關(guān)系為a=3+2x。若在x=0處，其速度v0=5m/s，求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到x=3m處時所具有的速度V。解：46例6、已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動學(xué)方程為+(2t+3)

(SI)