大學(xué)物理教程.ppt

1、力學(xué)(mechanics )是研究物體機械運動規(guī)律及其應(yīng)用的科學(xué)。 古典力學(xué)通常分為運動學(xué)(kinematics )、動力學(xué)(dynamics )、靜態(tài)力學(xué)(statics )。 運動學(xué)：研究物體運動的描述。 動力學(xué)：研究物體運動與物體之間相互作用的關(guān)聯(lián)及其規(guī)律。 靜力學(xué)：研究物體相互作用引起的平衡問題。 一、絕對空間和絕對時間，絕對空間：空間是客觀的，不管物質(zhì)、物質(zhì)的運動，空間的測量是絕對的。 絕對時間：時間的存在是絕對的，與物質(zhì)、物質(zhì)的運動無關(guān)，時間的測定是絕對的。 二、空間測量、從宇宙范圍尺度到微觀粒子尺度、三、時間測量、古典力學(xué)應(yīng)用是絕對時空觀的概念。 大米是光以1/299797928

2、秒的時間間隔在真空中行程的長度。 秒是與銫-133原子基態(tài)的兩個超微細(xì)能級間轉(zhuǎn)變對應(yīng)的輻射的9192631770周期的持續(xù)時間。 一、質(zhì)點(mass point )、相對性理想模型質(zhì)點運動是研究物質(zhì)運動的基礎(chǔ)，二、參考系(reference frame )和坐標(biāo)系(coordinate )、參考系：為描述物體運動而選定的標(biāo)準(zhǔn)物體。 (運動描述的相對性)在運動學(xué)中，參考系的選擇不是任意的動力學(xué)。 無視物體的大小和形狀，只具有物體質(zhì)量的幾何點。 三、質(zhì)點位置的描述，方向：大?。褐苯亲鴺?biāo)系中：1，位置向量，2，坐標(biāo)系和自然坐標(biāo)系，定義：從基準(zhǔn)點o到質(zhì)點所在位置p的向量稱為質(zhì)點的位置向量，比特向量。

3、表示質(zhì)點到基準(zhǔn)點的距離。 的方向表示質(zhì)點相對于基準(zhǔn)點的方位，四，運動方程式，質(zhì)點的位置隨時間變化的函數(shù)關(guān)系，稱為質(zhì)點的運動方程式。 在直角坐標(biāo)系中，根據(jù)軌跡的形狀，質(zhì)點運動分為直線運動和曲線運動。 質(zhì)點在空間上連續(xù)通過的各點相連的曲線質(zhì)點的運動軌跡。 五、從“軌跡方程”(trajectory )和運動方程中擦除t時：或：正交坐標(biāo)系中：可以將質(zhì)點的初始位置到質(zhì)點的最后位置的向量定義為位移。 位移矢量的大小、位移矢量的方向、二、速度矢量：表示質(zhì)點的運動速度和方向的物理量。1、平均速度、定義：平均速度、2、速度(瞬時速度)、方向為切線方向，方向為前進方向。 另外，在正交坐標(biāo)系中，速度是位置向量的時間

4、變化率。 大小、方向、定義：平均加速度、大?。核矔r加速度、方向： t0時的極限方向。 在曲線運動中，總是指向曲線的凹陷側(cè)。 瞬時加速度是速度的時間變化率。 在直角坐標(biāo)系中，加速度的方向、加速度的大小，其成分是一、運動學(xué)這兩種問題，一、已知質(zhì)點的運動學(xué)方程多把質(zhì)點的速度、加速度等問題稱為運動學(xué)第一類問題。 2、從加速度和初始條件求出速度方程式和運動方程式的問題稱為運動學(xué)的第二類問題。二，解運動學(xué)中兩種問題的一般方法，1，已知：質(zhì)點運動學(xué)方程式。 求：軌跡方程式等。 2 )已知：及初始條件、解法：求導(dǎo)、解法：積分、解是從加速度的定義式得到的，有變換，從初始條件定積分得到的，例題1的質(zhì)點沿x軸向正方

5、向運動，加速度和位置的關(guān)系為a=3 2x。 如果x=0，則以其速度v0=5m/s，求出質(zhì)點移動到x=3m時的速度v。 然后選擇垂直方向為軸的正方向。 坐標(biāo)的原點在研磨點。如果設(shè)小球的上升運動的瞬時速度為v，阻力系數(shù)為k，則空氣阻力，此時的小球的加速度即變換、整理，則例題2以初速度v0從地面垂直地投出m質(zhì)量的小球，如果受到與該瞬時速度成比例的空氣阻力，則小球能上升的最大高度為多少根據(jù)初始條件，y=0時v=v0，進行定積分，小球達(dá)到最大高度h時v=0，得到，另一方面，自然坐標(biāo)系、方向根據(jù)位置(時間)變化，二，自然坐標(biāo)系下的加速度是加速度的定義，設(shè)軌跡曲線上的a點的曲率圓半徑為r，曲率圓心為o。 設(shè)

6、a點的自然坐標(biāo)為s，曲線上接近a點無限的b點的自然坐標(biāo)為s ds，a，b2點的曲率相對于圓心的張角。 通過將兩側(cè)除以dt，將速度的大小變化的速度、速度方向的變化的速度、切線加速度、法線加速度、三、圓周運動、一、圓周運動的角度量的記述、一)角位移，二)軌跡為圓的運動稱為圓周運動。 質(zhì)點運動學(xué)方程式、瞬時角速度，3 )角速度、平均角速度、角速度是角度位置的時間變化率。 的方向被規(guī)定為與向右彎曲的螺旋的關(guān)系。瞬時角加速度、四、角量與劑量的關(guān)系，四)角加速度、平均角加速度、六、圓運動的第二類運動學(xué)問題，解(1)根據(jù)角速度和角加速度的定義，將t=2s代入運動方程式、角速度和角加速度方程式，則將例題1的質(zhì)

7、點設(shè)為半徑R=1.0 m的圓運動，其運動方程式為=2t 3 3t，其中為ra (1)求出1)t=2s時質(zhì)點的角位置、角速度、角加速度。 (2)t=2s時質(zhì)點的切線加速度、法線加速度、加速度。 (2)從劑量和角度量的關(guān)系，設(shè)加速度、加速度的大小、加速度和法線加速度的角度為，則可以得到同一質(zhì)點在不同參考系中的位置矢量、速度和加速度等物理量的關(guān)系規(guī)律。 物體運動的描述取決于觀察者所在的參考系統(tǒng)，1、比特向量關(guān)系、質(zhì)點在等速直線運動的兩個坐標(biāo)系中的比特向量：2、伽利略變換、2、速度關(guān)系、伽利略速度加法定理：(s系統(tǒng)相對于s系統(tǒng))、(s系統(tǒng))、3、3 兩個參考系中的位向量(或位移)直接相加，實際上是缺省

8、的兩個條件：長度的測量是絕對的； 時間測量是絕對的。 4、適用條件、宏觀、低速狀況、特例：s系統(tǒng)對s系統(tǒng)進行等速運動時：1、如果有人騎自行車以速度v向西方行駛，遇到從北向南吹的風(fēng)(風(fēng)速的大小也設(shè)為v )，他覺得風(fēng)，一是選擇問題，a )是從東北方向吹來的。 b )從東南方向吹來的。 c )從西北吹來的。 d )從西南方向吹來的。 2、質(zhì)點在平面上運動，質(zhì)點位置矢量的公式為：質(zhì)點為：a )等速直線運動。 b )變速直線運動。 c )拋物線運動。 d )一般曲線運動。 有的人拉著船靠岸，有的人做運動學(xué)練習(xí)，有的人做4、湖上的小船，有的人用跨高臺的固定繩輪的繩索。 如果繩索速度v 0不變，小船的運動：

9、a )均勻地加速運動。 b )均勻減速運動。 c )變成加速運動。 d )減速運動。 C ，3，1個質(zhì)點在等速率圓運動時a )切線加速度變化，法線加速度也不變化。 b )切線加速度也不變化。 c )切線加速度也不變化。 d )切線加速度也不變化。 法線加速度也不變化。 B 、5、小玉沿斜面向上運動，其運動方程式為r=5t4t-t2(si )，小玉運動到最高點的時刻為：A) t=4S。 B)t=2S。 C) t=8S。 D)t=5S。 b、6、以下哪個是正確的？ (a )加速度一定時，物體的運動方向也不變化。 b )平均速度與平均速度的大小相等。c )與加速度無關(guān)，平均速度式總是d )運動物體的

10、速度不變化時，速度發(fā)生變化。 D ，7，如果某質(zhì)點的運動方程式為(SI )，則該質(zhì)點a )一樣地加速直線運動，加速度向x軸正方向. b )一樣地加速直線運動，加速度向x軸負(fù)方向. c )直線運動，加速度向x軸正方向. d )直線運動，加速度向x軸負(fù)方向. 8， 以質(zhì)點為半徑r的變速圓周運動時的加速度的大小，(v在任意時刻表示質(zhì)點的速度) d )，9，以下的說法正確的是，(a )加速度一定時，物體的運動方向也不變化。 b )平均速度與平均速度的大小相等。 c )物體速度為零時，加速度一定為零。 d )瞬時速度即瞬時速度的大小。 D ，10，運動的質(zhì)點在某一瞬間位于矢量直徑的端點，其速度的大小為， D ，2，以填補問題，1，質(zhì)點， m /s的等速率進行半徑5 m的圓周運動，其質(zhì)點為5 s時1 )位移的大小為2 )經(jīng)過的程度為10m， 5m的2 .質(zhì)點的運動方程式是x=6t-t2(si )，t是0到4s的時間間隔，質(zhì)點位移的大小是()，t是0到4s的時間間隔，質(zhì)點通過的行程是()。 3、質(zhì)點從靜止開始沿著半徑R=1m的圓周運動，其角加速度的時間t的變化規(guī)律， 質(zhì)點的