大學(xué)物理課件-西安交通大學(xué)[稻谷書店]

1、 University physics AP Fang 方愛平方愛平 理學(xué)院應(yīng)用物理系理學(xué)院應(yīng)用物理系 辦公電話：辦公電話：82663394 辦公室：辦公室：主樓主樓E1111 E-mail： 大學(xué)物理網(wǎng)址：大學(xué)物理網(wǎng)址：202.117.23.17 課件下載：課件下載：“教學(xué)園地教學(xué)園地” 姓名：學(xué)號(hào)姓名：學(xué)號(hào) 密碼：學(xué)號(hào)密碼：學(xué)號(hào) 一、什么是物理學(xué)？一、什么是物理學(xué)？ 物理學(xué)物理學(xué) 研究物質(zhì)世界中研究物質(zhì)世界中最基本形態(tài)和規(guī)律的科學(xué)最基本形態(tài)和規(guī)律的科學(xué) 物理學(xué)研究范圍物理學(xué)研究范圍 物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí)物質(zhì)世界的層次和數(shù)量級(jí) Physics 質(zhì)子質(zhì)子: : m 15 10 類星體類星體:

2、 : m 26 10 空間尺度：空間尺度： 物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)結(jié)構(gòu)物質(zhì)相互作用物質(zhì)相互作用物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律 微觀粒子微觀粒子 Microscopic 介觀物質(zhì)介觀物質(zhì) mesoscopic 宏觀物質(zhì)宏觀物質(zhì) macroscopic 宇觀物質(zhì)宇觀物質(zhì) cosmological 緒緒 論論 University physics AP Fang 基本粒子壽命基本粒子壽命 S 25 10 宇宙壽命宇宙壽命 S 18 10 時(shí)間尺度：時(shí)間尺度： E 15 E 12 E 09 E 06 E 03 1m E+03 E+06 E+09 E+12 E+15 E+18 E+21 E+24 E+27 最小最小 的

3、細(xì)胞的細(xì)胞 原子原子 原子核原子核 基本粒子基本粒子 DNA長度長度 星系團(tuán)星系團(tuán) 銀河系銀河系 最近恒最近恒 星的距離星的距離 太陽系太陽系 太陽太陽 山山 哈勃半徑哈勃半徑 超星系團(tuán)超星系團(tuán) 人人 蛇吞尾圖蛇吞尾圖形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次形象地表示了物質(zhì)空間尺寸的層次 University physics AP Fang 標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型給標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型給 出的宇宙起源與出的宇宙起源與 基本粒子標(biāo)準(zhǔn)?；玖Ｗ訕?biāo)準(zhǔn)模 型給出的物質(zhì)組型給出的物質(zhì)組 成是一致的成是一致的 物物 理理 問問 題題 按空間尺度劃分：按空間尺度劃分： 量子力學(xué)量子力學(xué) 經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)典物理學(xué) 宇宙物理學(xué)宇宙物理學(xué) 按運(yùn)

4、動(dòng)速率大小劃分：按運(yùn)動(dòng)速率大小劃分： 相對(duì)論物理學(xué)相對(duì)論物理學(xué) 非相對(duì)論物理學(xué)非相對(duì)論物理學(xué) 按客體大小劃分：按客體大小劃分： 微觀系統(tǒng)微觀系統(tǒng) 宏觀系統(tǒng)宏觀系統(tǒng) 按運(yùn)動(dòng)速度劃分：按運(yùn)動(dòng)速度劃分： 低速現(xiàn)象低速現(xiàn)象 高速現(xiàn)象高速現(xiàn)象 物理學(xué)的發(fā)展物理學(xué)的發(fā)展 實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 物理物理 理論理論 物理物理 計(jì)算計(jì)算 物理物理 Today Physics University physics AP Fang 二、物理學(xué)中的主要基本理論是什么？二、物理學(xué)中的主要基本理論是什么？ 牛頓力學(xué)牛頓力學(xué)（Newtonian mechanics） 研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基

5、本規(guī)律及關(guān)于時(shí)空相對(duì)性的規(guī)律 電磁學(xué)電磁學(xué)（Electromagnetism） 研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律研究電磁現(xiàn)象、物質(zhì)的電磁運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電磁輻射等規(guī)律 熱力學(xué)熱力學(xué)（Thermodynamics） 研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn)研究物質(zhì)熱運(yùn)動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律及其宏觀表現(xiàn) 相對(duì)論相對(duì)論（Relativity） 研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律研究物體的高速運(yùn)動(dòng)效應(yīng)以及相關(guān)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律 量子力學(xué)量子力學(xué)（Quantum mechanics） 研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究微觀物質(zhì)運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象以及基本運(yùn)動(dòng)規(guī)律 結(jié)論：結(jié)論：物理學(xué)是一門最基本的科學(xué)；是最古老、

6、但發(fā)物理學(xué)是一門最基本的科學(xué)；是最古老、但發(fā) 展最快的科學(xué)；它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段展最快的科學(xué)；它提供最多、最基本的科學(xué)研究手段。 University physics AP Fang 三、物理學(xué)構(gòu)成所有自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)三、物理學(xué)構(gòu)成所有自然科學(xué)的理論基礎(chǔ) 物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ)物理學(xué)是一切自然科學(xué)的基礎(chǔ) 物理學(xué)派生的分支：物理學(xué)派生的分支： 物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué)物理學(xué)構(gòu)成了化學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)、地球物理學(xué) 等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有的等學(xué)科的基礎(chǔ)，物理學(xué)的基本概念和技術(shù)被應(yīng)用到所有的 自然科學(xué)之中自然科學(xué)之中。 物理學(xué)與數(shù)學(xué)之

7、間的關(guān)系物理學(xué)與數(shù)學(xué)之間的關(guān)系 原原 子子 核核 物物 理理 學(xué)學(xué) 原原 子子 分分 子子 物物 理理 學(xué)學(xué) 固固 體體 物物 理理 學(xué)學(xué) 凝凝 聚聚 態(tài)態(tài) 物物 理理 學(xué)學(xué) 激激 光光 物物 理理 學(xué)學(xué) 等等 離離 子子 體體 物物 理理 學(xué)學(xué) 地地 球球 物物 理理 學(xué)學(xué) 生生 物物 物物 理理 學(xué)學(xué) 天天 體體 物物 理理 學(xué)學(xué) 電電 子子 物物 理理 學(xué)學(xué) University physics AP Fang 四、物理學(xué)與技術(shù)四、物理學(xué)與技術(shù) 二十世紀(jì)以來，物理學(xué)被公認(rèn)為科技發(fā)展中最重要的帶頭學(xué)科二十世紀(jì)以來，物理學(xué)被公認(rèn)為科技發(fā)展中最重要的帶頭學(xué)科 第一種模式第一種模式 熱機(jī)的發(fā)明熱

8、機(jī)的發(fā)明 第二種模式第二種模式 電氣化的發(fā)展電氣化的發(fā)展 核能的利用核能的利用 激光器的產(chǎn)生激光器的產(chǎn)生 層析成像技術(shù)層析成像技術(shù)(CT) 電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī) 技術(shù)技術(shù) 物理物理 技術(shù)技術(shù) 物理物理技術(shù)技術(shù) 物理物理 粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn)X 射線的發(fā)現(xiàn)射線的發(fā)現(xiàn) 受激輻射理論受激輻射理論晶體管的發(fā)現(xiàn)晶體管的發(fā)現(xiàn) University physics AP Fang University physics AP Fang 電子計(jì)算機(jī)的誕生電子計(jì)算機(jī)的誕生 1947年年 貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克來發(fā)明了 晶體管晶體管，標(biāo)志著，標(biāo)志著信息時(shí)代信息時(shí)代的

9、開始的開始 1962年年 發(fā)明了發(fā)明了集成電路集成電路 70年代后期年代后期 出現(xiàn)了出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路 1925 26年年 建立了建立了量子力學(xué)量子力學(xué) 1926年年 建立了建立了費(fèi)米費(fèi)米狄拉克統(tǒng)計(jì)狄拉克統(tǒng)計(jì) 1927年年 建立了建立了布洛赫波的理論布洛赫波的理論 1928年年 索末菲提出索末菲提出能帶能帶的猜想的猜想 1929年年 派爾斯提出派爾斯提出禁帶禁帶、空穴空穴的概念的概念 同年貝特提出了同年貝特提出了費(fèi)米面費(fèi)米面的概念的概念 1957年年 皮帕得皮帕得測(cè)量測(cè)量了了第一個(gè)費(fèi)米第一個(gè)費(fèi)米面面 University physics AP Fang 超晶格材料超晶格材料納米

10、材料納米材料光子晶體光子晶體晶體管的發(fā)明晶體管的發(fā)明 大規(guī)模集成電路大規(guī)模集成電路 電子計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)信息技術(shù)與工程信息技術(shù)與工程 當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系當(dāng)今物理學(xué)和科學(xué)技術(shù)的關(guān)系 兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn)兩種模式并存，相互交叉，相互促進(jìn) 量子力學(xué)量子力學(xué) 能帶理論能帶理論人工設(shè)計(jì)材料人工設(shè)計(jì)材料 幾乎所有的重大新幾乎所有的重大新(高高)技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)立，事 先都在物理學(xué)中經(jīng)過長期的醞釀。先都在物理學(xué)中經(jīng)過長期的醞釀。 “沒有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒有今日的沒有昨日的基礎(chǔ)科學(xué)就沒有今日的 技術(shù)革命技術(shù)革命”。 李政李政 道道 University physics AP

11、Fang 五、怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)五、怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)? ? 著名物理學(xué)家費(fèi)曼說：著名物理學(xué)家費(fèi)曼說： 科學(xué)是一種方法。它教導(dǎo)人們：一些事物是科學(xué)是一種方法。它教導(dǎo)人們：一些事物是 怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了怎樣被了解的，什么事情是已知的，現(xiàn)在了 解到了什么程度，如何對(duì)待疑問和不確定性，解到了什么程度，如何對(duì)待疑問和不確定性， 證據(jù)服從什么法則；如何思考事物，做出判證據(jù)服從什么法則；如何思考事物，做出判 斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象斷，如何區(qū)別真?zhèn)魏捅砻娆F(xiàn)象 。 著名物理學(xué)家愛因斯坦說：著名物理學(xué)家愛因斯坦說： 發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷地一般能力，應(yīng)當(dāng)始終發(fā)展獨(dú)立思考和獨(dú)立判斷地一般能力，應(yīng)當(dāng)

12、始終 放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把專業(yè)知識(shí)放在首位。如果放在首位，而不應(yīng)當(dāng)把專業(yè)知識(shí)放在首位。如果 一個(gè)人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了一個(gè)人掌握了他的學(xué)科的基礎(chǔ)理論，并且學(xué)會(huì)了 獨(dú)立思考和工作，他必定會(huì)找到自己的道路，而獨(dú)立思考和工作，他必定會(huì)找到自己的道路，而 且比起那種主要以獲得細(xì)節(jié)知識(shí)為其培訓(xùn)內(nèi)容的且比起那種主要以獲得細(xì)節(jié)知識(shí)為其培訓(xùn)內(nèi)容的 人來，他一定會(huì)更好地適應(yīng)進(jìn)步和變化人來，他一定會(huì)更好地適應(yīng)進(jìn)步和變化 。 學(xué)習(xí)的方法：學(xué)習(xí)的方法：從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，了解從整體上邏輯地、協(xié)調(diào)地學(xué)習(xí)物理學(xué)，了解 物理學(xué)中各個(gè)分支之間的相互聯(lián)系。物理學(xué)中各個(gè)分支之間的相互聯(lián)系。 Univ

13、ersity physics AP Fang O i r i F i f iiii amfF 取一質(zhì)量元取一質(zhì)量元 ititiit Ffma切線方向切線方向 it iit iiit i F rf rma r對(duì)固定軸的力矩對(duì)固定軸的力矩 2 iir m 對(duì)所有質(zhì)元對(duì)所有質(zhì)元 2 () ititi i ii F rf rmr 合內(nèi)力矩合內(nèi)力矩 = 0合外力矩合外力矩 M剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J i m MJ 剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律剛體繞定軸轉(zhuǎn)動(dòng)定律 學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：學(xué)習(xí)的關(guān)鍵：勤于思考勤于思考悟物窮理悟物窮理 University physics AP Fang 經(jīng)典理論解釋氫原子的線狀光譜遇到困

14、難經(jīng)典理論解釋氫原子的線狀光譜遇到困難 電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng) 輻射電磁波輻射電磁波 原子系統(tǒng)的能量逐漸減小原子系統(tǒng)的能量逐漸減小 不可能有穩(wěn)定的原子不可能有穩(wěn)定的原子 原子光譜為連續(xù)的帶狀光譜原子光譜為連續(xù)的帶狀光譜 University physics AP Fang 電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn)電子雙縫干涉實(shí)驗(yàn) 僅縫僅縫A 打開打開 僅縫僅縫B 打開打開 雙縫同時(shí)打雙縫同時(shí)打 開時(shí)實(shí)際得開時(shí)實(shí)際得 到的干涉圖到的干涉圖 電子源電子源 A B 雙縫同時(shí)打雙縫同時(shí)打 開時(shí)所想象開時(shí)所想象 的干涉圖的干涉圖 實(shí)物粒子具有粒子性實(shí)物粒子具有粒子性 實(shí)物粒子具有波動(dòng)性實(shí)物粒子具有波動(dòng)性

15、伴隨實(shí)物粒子的波到底是什么樣的波。伴隨實(shí)物粒子的波到底是什么樣的波。 學(xué)習(xí)的重點(diǎn)：學(xué)習(xí)的重點(diǎn)： 物理模型物理模型 數(shù)學(xué)表述數(shù)學(xué)表述 研究方法與適用條件研究方法與適用條件 University physics AP Fang l不考慮分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并不考慮分子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并忽略其大小忽略其大小 標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體分子間平均距離標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體分子間平均距離 3253 3 23 0 m107 . 2m 104 .22 1002. 6 n 1 3 9 0 1 ()3.3 10 mL n 已知液氮的密度已知液氮的密度 33 mkg108 . 0 氮分子半徑氮分子半徑 10 3 3 ()2.4 10m 4 r

16、n rL 理想氣體的微觀模型理想氣體的微觀模型 理想氣體的狀態(tài)方程理想氣體的狀態(tài)方程 RT M m pV mol 實(shí)際氣體的狀態(tài)方程實(shí)際氣體的狀態(tài)方程RTbV V a p)( 2 University physics AP Fang 六、本學(xué)期的任務(wù)和要求六、本學(xué)期的任務(wù)和要求 任務(wù)任務(wù)： 經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué)狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論電磁學(xué)電磁學(xué) 聽課：聽課：信息量較大，進(jìn)度較快，范圍較寬信息量較大，進(jìn)度較快，范圍較寬 要求：抓住主線，注重分析，學(xué)會(huì)總結(jié)要求：抓住主線，注重分析，學(xué)會(huì)總結(jié) 閱讀：閱讀： 大學(xué)物理大學(xué)物理 吳百詩吳百詩 主編主編 科學(xué)出版社科學(xué)出版社 大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué) 張三慧張三慧

17、主編主編 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社 費(fèi)曼物理學(xué)講義費(fèi)曼物理學(xué)講義 教教 材：材：大學(xué)物理大學(xué)物理 吳百詩吳百詩 主編主編 高等教育出版社高等教育出版社 參考書：參考書： 作業(yè)：作業(yè)： ( 兩本兩本 8. 00元，中二樓元，中二樓3216 ) 要求：獨(dú)立完成，舉一反三，一題多解，扎實(shí)練習(xí)要求：獨(dú)立完成，舉一反三，一題多解，扎實(shí)練習(xí) University physics AP Fang 答疑時(shí)間安排：答疑時(shí)間安排： 2-16周周 周一至周四周一至周四 晚晚 7:30 10:00地點(diǎn)：中二樓地點(diǎn)：中二樓3224 另每?jī)芍馨才艈为?dú)答疑一次：地點(diǎn)：主樓另每?jī)芍馨才艈为?dú)答疑一次：地點(diǎn)：主樓E1111，

18、時(shí)間待定，時(shí)間待定 關(guān)于學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定辦法關(guān)于學(xué)生成績(jī)?cè)u(píng)定辦法 1.平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)平時(shí)成績(jī)占總成績(jī)10%: 根據(jù)根據(jù)作業(yè)完成情況作業(yè)完成情況和和隨堂測(cè)驗(yàn)隨堂測(cè)驗(yàn)評(píng)定成績(jī)（注意：按學(xué)校評(píng)定成績(jī)（注意：按學(xué)校 規(guī)定缺交作業(yè)規(guī)定缺交作業(yè)1/3以上者，不能參加期末考試）。以上者，不能參加期末考試）。 2. 期中考試占總成績(jī)期中考試占總成績(jī)10% 3. 期末考試占總成績(jī)期末考試占總成績(jī)80%: 題型及成績(jī)分布：題型及成績(jī)分布：(1)選擇題選擇題20分；分； (2) 填空題填空題30分；分； (3) 計(jì)算及證明題計(jì)算及證明題50分分 第一篇第一篇 經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué) 經(jīng)典力學(xué)經(jīng)典力學(xué) 物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象與動(dòng)力

19、學(xué)規(guī)律物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象與動(dòng)力學(xué)規(guī)律 機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng) 物體相對(duì)于其他物體的位置隨時(shí)間物體相對(duì)于其他物體的位置隨時(shí)間 發(fā)生的變化，或物體內(nèi)部的各部分的相對(duì)位置發(fā)生的變化，或物體內(nèi)部的各部分的相對(duì)位置 隨時(shí)間發(fā)生的變化。隨時(shí)間發(fā)生的變化。 物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本、最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式物質(zhì)運(yùn)動(dòng)最基本、最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式 力學(xué)是物理學(xué)和許多工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ)力學(xué)是物理學(xué)和許多工程技術(shù)學(xué)科的基礎(chǔ) University physics AP Fang 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 剛體力學(xué)剛體力學(xué) 運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原因運(yùn)動(dòng)規(guī)律的原因 質(zhì)點(diǎn)集合（質(zhì)點(diǎn)系）質(zhì)點(diǎn)集合（質(zhì)點(diǎn)系） 剛體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)剛體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ) 第一章第一

20、章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 預(yù)備知識(shí)：預(yù)備知識(shí)：微積分，矢量代數(shù)，國際單位制（微積分，矢量代數(shù)，國際單位制（SI） 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本概念 一、質(zhì)點(diǎn)一、質(zhì)點(diǎn) 質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)系 剛體剛體 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)： 無大小與形狀的空間幾何點(diǎn)無大小與形狀的空間幾何點(diǎn)P 具有一定的質(zhì)量具有一定的質(zhì)量 m 質(zhì)點(diǎn)系質(zhì)點(diǎn)系 若干質(zhì)點(diǎn)的集合體若干質(zhì)點(diǎn)的集合體 對(duì)實(shí)際物體有條件的、合理的抽象描述對(duì)實(shí)際物體有條件的、合理的抽象描述 理理 想想 模模 型型 二、參照系二、參照系 位置矢量位置矢量 1. 1. 參照系參照系 描述物體的相對(duì)性描述物體的相對(duì)性 描述物體的近似性描述物體的近似性 剛體剛體 大小、形狀

21、的變化可以忽略不計(jì)大小、形狀的變化可以忽略不計(jì) University physics AP Fang 參照物參照物： x y z 0 P 參照物參照物 選取的任意性，選取的任意性， 參照系：參照系：參照物參照物 + + 坐標(biāo)系坐標(biāo)系 + + 時(shí)鐘時(shí)鐘 極坐標(biāo)系極坐標(biāo)系 . 2 . 位置矢量（位置矢量（Position Vector） 222 zyxr r z cos r y cos, r x cos 運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系 rxiyjk z z P ( t ) x z y o 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 ( )r t 方向：方向： 大?。捍笮。?Univ

22、ersity physics AP Fang 三、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程三、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 ( Equations of motion ) P(t)P(t) x x z z y y o o i j k ()r t ( )rr t 時(shí)刻時(shí)刻 1 1： 時(shí)刻時(shí)刻 2 2： ()rr tt ()r tt P 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系： ( )( )( )( )r tx t iy t jz t k 描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài) 運(yùn)動(dòng)疊加（合成）原理運(yùn)動(dòng)疊加（合成）原理 確定物體運(yùn)動(dòng)軌跡確定物體運(yùn)動(dòng)軌跡 軌跡方程軌跡方程 例：例：已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)tRytRxsin,cos分析規(guī)律？分析規(guī)律？ 解：解： ( )(

23、 )( )r tx t iy t j R)t (y)t (xr 22 質(zhì)點(diǎn)做平面質(zhì)點(diǎn)做平面 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng) 物理物理 意義意義 ( ),( ),( )xx tyy tzz t University physics AP Fang 1-2 位移位移 速度速度 加速度加速度 一、位移一、位移（Displacement vector）r ()( )r ttr tr P PP P x y z O P P 反映了物體運(yùn)動(dòng)中位置反映了物體運(yùn)動(dòng)中位置 （距離與方位）的變化。（距離與方位）的變化。 討論討論： ( )r t ()r tt r r 1. 直角坐標(biāo)系中直角坐標(biāo)系中 rxiy jzk 2. 位移與

24、參照物位置的變化無關(guān)位移與參照物位置的變化無關(guān) 3.r 與與r的區(qū)別的區(qū)別 r r O r O )()(tttrrr )()(tttrrr University physics AP Fang 4. 自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系 O P Q s ( )r t ()r tt )tt ( s ) t ( s 前提：質(zhì)點(diǎn)相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng)前提：質(zhì)點(diǎn)相對(duì)參考系的運(yùn)動(dòng) 軌跡已知軌跡已知 r )(tss : ( ),: ()P s t Q s tt ()( )ss tts t 路程路程 5. 位移是位移是矢量矢量（有大小，有方向）（有大小，有方向）,路程是路程是標(biāo)量標(biāo)量 rS 0t 當(dāng)時(shí)，有drdS 6. 位移僅與

25、始、終兩點(diǎn)有關(guān)，而與位移僅與始、終兩點(diǎn)有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)運(yùn)動(dòng)的細(xì)節(jié)無關(guān)無關(guān) 一質(zhì)點(diǎn)以半徑一質(zhì)點(diǎn)以半徑R 作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以圓心為原點(diǎn)，半個(gè)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以圓心為原點(diǎn)，半個(gè) 周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移的大小周期內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移的大小 ，位矢大小的增，位矢大小的增 量為量為 。 例：例： 2rR 0RRr University physics AP Fang 二、速度二、速度 ( 描述質(zhì)點(diǎn)位置變化快慢和方向的物理量描述質(zhì)點(diǎn)位置變化快慢和方向的物理量 ) 1. 平均速度平均速度rt t trttr t r )()( v O r )(ttr )(tr (1) 是矢量是矢量 說明說明 (3) 由于由于位移位移與所起始

26、時(shí)刻及間隔大小有關(guān)，所以談到平均與所起始時(shí)刻及間隔大小有關(guān)，所以談到平均 速度時(shí)應(yīng)指明速度時(shí)應(yīng)指明哪一時(shí)刻哪一時(shí)刻所取所取哪段時(shí)間內(nèi)哪段時(shí)間內(nèi)的平均值。的平均值。 (4) 位矢位矢大小的變化大小的變化對(duì)速度有貢獻(xiàn)，位矢對(duì)速度有貢獻(xiàn)，位矢方向的變化方向的變化同樣對(duì)同樣對(duì) 速度有貢獻(xiàn)。速度有貢獻(xiàn)。 (5) 它只能對(duì)時(shí)間它只能對(duì)時(shí)間 內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位矢隨時(shí)間變化的情況作一內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位矢隨時(shí)間變化的情況作一粗略粗略描述。描述。 (2) 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 rxyz vijk tttt University physics AP Fang t 2. 瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度 0 ()( ) lim t r ttr t t

27、 v A B B A v 速度的性質(zhì)：矢量性速度的性質(zhì)：矢量性 瞬時(shí)性瞬時(shí)性 相對(duì)性相對(duì)性 速度與速率的區(qū)別速度與速率的區(qū)別 dr dt v r B 討論：討論： dt ds A dr dt v dr dt vv dt dr 直角系：直角系： xyz dxdydz ijkijk dtdtdt vvvv University physics AP Fang 指向自然坐標(biāo)正的一側(cè)指向自然坐標(biāo)正的一側(cè) 自然坐標(biāo)系：自然坐標(biāo)系： )()(tsttss 1lim 0 s r s t s vv d d t s d d v )lim)(lim( 00 t s s r tt 方向方向 大小大小 t s d d

28、 方向方向 t r t 0 limv )(tr )(ttr r P sv Q 1 O s L O 參考物 )(lim 0 t s s r t t s s r t d d )lim( 0 s r s 0 lim University physics AP Fang 例例1：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程： 2 26,2tytx 求：求：1 軌跡方程軌跡方程2st1到到st2內(nèi)的內(nèi)的rr v, , , 3st1和和st2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的瞬時(shí)速度 解：解： 22 1.2 ,626/2xt ytyx 26 (/ ) r ij m s t v y x o 2 2(62 )rtitj 21 2(

29、)rrrij m 6 0 12 rrr 1 2 12( ) 22 ( ) tsrij m tsrij m 4 4 rr r 1 r 2 r 1 v 2 v University physics AP Fang 24 dr ij dt vt t 2 2(62 )rtitj 例例2: 如圖，如圖， AC 桿以角速度桿以角速度 C 繞定點(diǎn)繞定點(diǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)， CBAM M v AMlCB 端與重物端與重物用細(xì)繩連接，用細(xì)繩連接， 已知已知 求求: 當(dāng)當(dāng)時(shí)，時(shí)，的速度的速度 B Ml A C R r 解：解： 222 ( )2cos ( )rtRlRlt RCA, rAB設(shè)設(shè) 在在t t 時(shí)刻，

30、時(shí)刻， 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 tsinRl dt dr r22 tcosRllR)t (r2 222 sin M drRl t dtr v sinl r sinrl tsin r sin R University physics AP Fang 思考思考: 已知已知 )t ( zz),t ( yy),t ( xx 求求 v 答案二：答案二：先求出先求出 222 zyx)t ( r ( )dr t dt v 答案一：答案一：先求出先求出 dt )t (dz , dt )t (dy , dt )t (dx 222 dxdydz dtdtdt v 你認(rèn)為哪種方法是正確的？你認(rèn)為哪種方法是正確的？Wh

31、y? University physics AP Fang 三、加速度三、加速度 1. 平均加速度平均加速度v t t ttt t a )()(vvv 2. 瞬時(shí)加速度瞬時(shí)加速度 t ttt a t )()( lim 0 vv )(tv )(ttv v A B )(tv )(ttv )(tr )(ttr O 它是描述它是描述速度矢量變化速度矢量變化的物理量。的物理量。 變化變化：速度：速度大小大小和和方向方向隨時(shí)間變化。隨時(shí)間變化。 說明說明 (1) 加速度反映速度的變化（大小和方向）情況。加速度反映速度的變化（大小和方向）情況。 (2) 加速度的方向總是指向軌跡曲線凹的一面。加速度的方向總是

32、指向軌跡曲線凹的一面。 t d dv 2 2 d d t r University physics AP Fang (3) 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 t a d dv k t z j t y i t x 2 2 2 2 2 2 d d d d d d k t j t i t z y x d d d d d dv v v kajaiaa zyx d d d d , d d d d , d d d d 2 2 2 2 2 2 t z t a t y t a t x t a z z y y x x v v v (4) 自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系 t s vv d d ) d d ( d d t s t 第一項(xiàng)

33、第一項(xiàng) 大小大小 tt s d d d d 2 2 v 方向方向 a t s 2 2 d d 切向加速度切向加速度意義意義反映速度大小的變化反映速度大小的變化 t a d dv University physics AP Fang 2 2 dd dd ss d tt dt 第二項(xiàng)第二項(xiàng) d d t v 法向加速度法向加速度反映速度方向變化的快慢反映速度方向變化的快慢意義意義 anaa n 2 d d n Rt vv 2 2 2 d1d () dtd ss n Rt University physics AP Fang 勻速圓周運(yùn)動(dòng)為例勻速圓周運(yùn)動(dòng)為例 P Q O R s 0 lim t d d

34、tt vv 2 00 limlim tt s sts vv Rs 1 2 1nn 2 n d na dtR v v 22 00 1 limlim tt n sR vv 2 n R v v v v 討論討論 (1) 在一般情況下在一般情況下n t s t t t a 2 2 2 d d d d d d )( d dv v v v 其中其中 為曲率半徑，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)成徑的圓弧所構(gòu)成 n n a a aaatg, 22 n a a a v P A B n 的方向指向曲率圓中心的方向指向曲率

35、圓中心 University physics AP Fang (2) 自然坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系的關(guān)系自然坐標(biāo)系與直角坐標(biāo)系的關(guān)系 當(dāng)當(dāng) rs dd 0 t 222 )d()d()d(dzyxr x x z x y d d d d d 1 22 x x z x y sd d d d d 1d 22 t zyx tss 0 222 0 dvvv tvdd s ts t zyx ts s ddd 0 222 0 0 vvvtv t zyx d 222 vvv University physics AP Fang 思考題：思考題：拋體運(yùn)動(dòng)中的曲率半徑？拋體運(yùn)動(dòng)中的曲率半徑？ y x o B C 對(duì)對(duì)B

36、點(diǎn)：點(diǎn)： a 0 2 B B n a v ? C m m B y x 8 2 22 0 (cos) 8 m m x gy v n agj 0cosB vv 例例1： R 如圖示，求速度大小與時(shí)間的關(guān)系如圖示，求速度大小與時(shí)間的關(guān)系 a an tan解：解： d a dt v 2 n a R v 2 tan dt Rd v v 2 tan ddt R v vo v a 0 0t vv 0 0 tan tan R Rt v v v University physics AP Fang 0 v 例例2: 將光滑鋼絲彎成一豎直平面內(nèi)的曲線，一質(zhì)點(diǎn)可沿鋼絲向?qū)⒐饣摻z彎成一豎直平面內(nèi)的曲線，一質(zhì)點(diǎn)可沿鋼

37、絲向 下滑動(dòng)。下滑動(dòng)。 已知，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的切向加速度為已知，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的切向加速度為 singa g g 重力加速度，重力加速度， 為切向與水平方向夾角為切向與水平方向夾角 求：求： y x O g dy ds P 解：解：由題意知由題意知 sin d ag dt v sindgds v vdydssin, ds dy sin 22 00 2 ()g yyvv d dsd ds dtds vv v ( )yvv 00 y y dgdy v v vv University physics AP Fang University physics AP Fang 已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程為已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程為(SI

38、) jtitr 2 2 求：求：ss31 21 tt之間的路程之間的路程 。 jtijti t tt r 22)2( d d d d 2 v m 98. 9 21 103 ln2103 12 sss 2 1 2 1 d12dd12dd 22 t t s s ttstttsv 222 22 1242tt yx vvv cttt t tt 222 1ln 2 1 1 2 d1 例例3： 解：解：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)速度速度為為 速率速率為為 路程路程有有 圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述以及角量與線量之間的關(guān)系圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述以及角量與線量之間的關(guān)系 角位置（角位置（Angular position）與角位移）

39、與角位移 )t ( 當(dāng)當(dāng)t質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的角位移質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的角位移 規(guī)定：規(guī)定：右手法則確定右手法則確定的正負(fù)取值的正負(fù)取值 角速度（角速度（Angular velocity） 當(dāng)當(dāng)t 定義：定義：質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的角速度質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 0 lim t d kk tdt 描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速率和轉(zhuǎn)動(dòng)方向描述質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)速率和轉(zhuǎn)動(dòng)方向 d P Q o o x P Q y 質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)點(diǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)方程 dk k 三、圓周運(yùn)動(dòng)三、圓周運(yùn)動(dòng) University physics AP Fang 角加速度角加速度 :tt 角加速度角速度對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)角加速度角速度對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù) 2 2 dddd

40、 kk dtdtdtdt 注意：角加速度方向與角速度變化量的方向相同注意：角加速度方向與角速度變化量的方向相同 o P :t r o P d r o P r d 角量與線量的關(guān)系角量與線量的關(guān)系 P o d r v dsdrrd University physics AP Fang 線位移與角位移的關(guān)系：線位移與角位移的關(guān)系： drd kr 速度與角速度的關(guān)系：速度與角速度的關(guān)系： r 大?。捍笮。?rv 方向：由右手法則確定方向：由右手法則確定 r v dr dt v d kr dt d kr dt P o d r rd v r 加速度與角加速度的關(guān)系：加速度與角加速度的關(guān)系： ()ddr

41、a dtdt v r v ddr r dtdt ra 2 n arv a n a University physics AP Fang 例例1：一質(zhì)點(diǎn)作半徑為一質(zhì)點(diǎn)作半徑為 m.10 的圓周運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為的圓周運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為 )rad(t 3 42 試求：試求：1）當(dāng)）當(dāng)st2時(shí)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的切向加速度和法向加速時(shí)，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的切向加速度和法向加速 2）當(dāng)）當(dāng) ? 時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度與半徑成時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的加速度與半徑成 45 角？角？ 解：解： 1）由已知條件，）由已知條件， t dt d 24 2 2 2 22 5230s/m.aaa n 度以及加速度的大小度以及加速度的大小? 3 4

42、2t 2 12t dt d ra ,ran 2 2）設(shè)）設(shè) t 時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度與半徑成時(shí)刻，質(zhì)點(diǎn)的加速度與半徑成 45 角，則角，則 rr 2 rad. t67242 3 n aa t 4 144 24 0.55ttts University physics AP Fang 例例1： 一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以順時(shí)針方向沿半徑為一質(zhì)點(diǎn)在水平面內(nèi)以順時(shí)針方向沿半徑為m2 道運(yùn)動(dòng)。此質(zhì)點(diǎn)的角速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比，即道運(yùn)動(dòng)。此質(zhì)點(diǎn)的角速度與運(yùn)動(dòng)時(shí)間的平方成正比，即 2 KtK 待定常數(shù)待定常數(shù) 已知質(zhì)點(diǎn)已知質(zhì)點(diǎn)s2末的線速度為末的線速度為 s/m32 ，求，求s.t50 時(shí)質(zhì)點(diǎn)的線速度和線加速度？

43、時(shí)質(zhì)點(diǎn)的線速度和線加速度？ 的圓形軌的圓形軌 解：解：先確定常數(shù)先確定常數(shù)K 2 4RRtv 232/tsm sv 32 22 44Kst tRt v 2 22 88.0/,2.0/ n d aRtm sam s dtR vv 2 0.5 (0.5 )42.0/ ts tsRtm s v 613258 2 22 . a a arctg,s/m.aaa n n University physics AP Fang University physics AP Fang 一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為R 的圓周運(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為: 其中其中 都是常數(shù)都是常數(shù), 例例2： 解：解：

44、 求：求： 2 0 2 1 bttsv b, 0 v (2) 加速度的大小等于加速度的大小等于b 的時(shí)刻的時(shí)刻; (1) 在在t 時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度 (3) 加速度的大小等于加速度的大小等于b 時(shí)時(shí),質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)行的圈數(shù)。質(zhì)點(diǎn)沿圓周運(yùn)行的圈數(shù)。 (1) t s d d vbt 0 v t a d dv b R an 2 v R bt 2 0 )( v anaa n bn R bt 2 0 )(v (2) bb R bt a 22 2 0 )( v 0 0 btv b t 0 v 2 0 2 1 bttsv (3) b t 0 v b s 2 0 2 1v 圈數(shù)為圈數(shù)為: Rb4

45、2 0 v 1-3 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題 rr(t),(t) vv ( ),( )rr t aa t 描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量 描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物理量描述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物理量 1.( )( )( )rr ttaa t vv （微分問題）（微分問題） 2.aa(t)r? v? ? （積分問題）（積分問題） 例：例： 0 0 t x t xxdt v x dx dt v 00 xt x xt dxdt v x dxdtv x dxdt v 初始條件初始條件 University physics AP Fang （1）第一類問題（微分問題）第一類問題（微分問題）

46、 ：由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求由運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，求 例例1： 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 為常數(shù)，為常數(shù)， 解：解： 討論：討論： 結(jié)果表征加速度與速度反方向。結(jié)果表征加速度與速度反方向。 當(dāng)當(dāng) 0 (1) x kt xe k v 0 , x kv,av x dx dt vv 0 ,0, x x tx k v v 求求 質(zhì)點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)，直至靜止。質(zhì)點(diǎn)作減速運(yùn)動(dòng)，直至靜止。 2 2 x dd x aa dtdt v ,a v 0 kt x ev 0 () kt x kek vv 根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程， 質(zhì)點(diǎn)速度隨時(shí)間變化質(zhì)點(diǎn)速度隨時(shí)間變化 University physics AP F

47、ang 例例2：如圖示如圖示 求小船靠岸過程中的求小船靠岸過程中的 h x 0 v l x y o u 0 cosuv 解：解：答案答案: ？ 方法方法1 建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程建立運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 答案答案1: 直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 chy),t ( ll hlx:t 22 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 0 22 x dxldll dtdtx lh vv 22 . x xyx d aaaa dt v 0 cos u v 0 y dy dt v , u a University physics AP Fang 解：解：以坐標(biāo)圓點(diǎn)做小船的位以坐標(biāo)圓點(diǎn)做小船的位 矢，確定位移，再根據(jù)矢，確定位移，再根據(jù) 速度定義求解速

48、度定義求解 方法方法2 矢量分析矢量分析 h x 0 v l o rrr 00 limlim tt rrr u tt rrr （2）第二類問題（積分問題）第二類問題（積分問題） 由由 以質(zhì)點(diǎn)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)為引子：以質(zhì)點(diǎn)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)為引子： 0 1 lim cos t r t 0 cos v Ca 0 cosuv 答案答案2: 求運(yùn)動(dòng)方程（初始條件）求運(yùn)動(dòng)方程（初始條件）,av University physics AP Fang r r r r r 00 ,0,aC txxvv dx dt v 0 0 t dadt v v v 0 0 0 () xt x dxat dt v v t 關(guān)系

49、關(guān)系 x t 關(guān)系關(guān)系 d adadt dt v v v x 關(guān)系關(guān)系 d a dt v 00 x x dadx v v v v d dx v v ddx dx dt v 0 atvv 0 ()dxdtat dtvv 2 00 1 2 xxtatv 22 00 2 ()a xxvv University physics AP Fang 例例3： 0 v，小船以速度，小船以速度 軌跡軌跡? u垂直流垂直流 x y o u 水方向向?qū)Π秳澣?。水方向向?qū)Π秳澣ァ?求：求：小船的運(yùn)動(dòng)小船的運(yùn)動(dòng) 0 vd 解：解：直角坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系 中流速度為中流速度為 kyv 根據(jù)題意根據(jù)題意 0t 0 2 x k

50、yy d v vkyv dy 2 1 0 vv 0 2 k d v 由速度定義，可得：由速度定義，可得： 0 2 x dx y dtd v v y dy u dt v )t ( x)t ( y 已知河寬為已知河寬為 d , 河水流速為河水流速為 uuuyx yx , 0, 0 (k 為待定系數(shù)）為待定系數(shù)） University physics AP Fang ty udtdyudtdy 00 00 22 x yut dd vv v 小船的運(yùn)動(dòng)軌跡：小船的運(yùn)動(dòng)軌跡： 2 22 00 u ty x udud vv y 0 v x o u 0 00 2 xt dxutdt d v 2 0u xt

51、d v 典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)第二類問題典型的運(yùn)動(dòng)學(xué)第二類問題 總結(jié)：總結(jié)： 1. 對(duì)實(shí)際問題建立物理、數(shù)學(xué)模型對(duì)實(shí)際問題建立物理、數(shù)學(xué)模型 2. 根據(jù)題意，確定初始條件。根據(jù)題意，確定初始條件。 uty University physics AP Fang min x 例例4：一船平行于海岸線航行，離岸距離為一船平行于海岸線航行，離岸距離為D速率為速率為u 一快艇從港口出發(fā)，以一快艇從港口出發(fā)，以 ()u v 解：解： cosutxtv sin D t v (cos ) sin D u x v v 發(fā)恰好追上？發(fā)恰好追上？ y x u o v D P , u v cos sinsin uDD x v

52、vv sinDtv 2 2 sin(cos )cos 0 sin dxDu d vv v 由此，得由此，得 都是相對(duì)于地面的速度都是相對(duì)于地面的速度 v追擊這條船。追擊這條船。 已知已知 快艇應(yīng)從哪一點(diǎn)出快艇應(yīng)從哪一點(diǎn)出 22 min 2 () 1 ( ) D u D u u x u v v v vv v cos cos u u v v University physics AP Fang 1-4 不同參照系中速度和加速度的變換不同參照系中速度和加速度的變換 一、基本概念一、基本概念 o P o x x y u a y 絕對(duì)參照系絕對(duì)參照系s ， (研究對(duì)象研究對(duì)象) 三種運(yùn)動(dòng)三種運(yùn)動(dòng) P 相對(duì)運(yùn)動(dòng)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)稱為相對(duì)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)稱為相對(duì)運(yùn)動(dòng)； 相對(duì)位移；相對(duì)速度；相對(duì)加速度。相對(duì)位移；相對(duì)速度；相對(duì)加速度。 二個(gè)參照系二個(gè)參照系 一個(gè)動(dòng)點(diǎn)一個(gè)動(dòng)點(diǎn) 相對(duì)參照系相對(duì)參照系s 絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)；動(dòng)點(diǎn)相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)稱為絕對(duì)運(yùn)動(dòng)； 絕對(duì)位移；絕對(duì)速度；絕對(duì)加速度絕對(duì)位移；絕對(duì)速度；絕對(duì)加速度 牽連運(yùn)動(dòng)：牽連運(yùn)動(dòng)：動(dòng)系相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)稱為牽連運(yùn)動(dòng)；動(dòng)系相對(duì)于定系的運(yùn)動(dòng)稱為牽連運(yùn)動(dòng)； 牽連位移；