大學(xué)物理質(zhì)點運動學(xué)的教案

1、第1講 質(zhì)點運動學(xué)基本概念第1講：質(zhì)點運動學(xué)基本概念內(nèi)容：緒論、§11 1緒論 （20分鐘） 2力學(xué)的研究對象及其分類 （05分鐘） 3參照系，坐標(biāo)系和質(zhì)點 （20分鐘） 4描述質(zhì)點運動的四個物理量 （55分鐘）要求： 1了解物理學(xué)的研究對象及其分類； 2了解力學(xué)的研究對象及其分類； 3理解參照系、坐標(biāo)系和質(zhì)點的概念； 4掌握描述質(zhì)點運動的四個物理量；重點與難點： 1描述質(zhì)點運動的四個物理量； 2微積分(Calculus)的應(yīng)用。作業(yè)：問題：P24：1，2，3，5習(xí)題：P25：1，3，8預(yù)習(xí)：§1-2，§1-3，§1-4緒論一、物理學(xué)及其研究對象：1什么

2、是物理學(xué)？ 自然界是由物質(zhì)組成的，一切物質(zhì)都在不停地運動著。在自然界中，既沒有不運動的物質(zhì)，也沒有脫離物質(zhì)的運動。自然界有許多運動形式，如機械運動、電磁運動、分子熱運動、原子和原子核運動、化學(xué)運動和生物運動等等。所有這些運動既相互聯(lián)系，又相互區(qū)別（在本質(zhì)上）。物理學(xué)就是研究物質(zhì)運動中最普遍、最基本的運動形式的一門學(xué)科。物理學(xué)是研究物質(zhì)的運動形態(tài)與相互作用的基本規(guī)律的科學(xué)。物理學(xué)的研究目的在于認識物質(zhì)運動的普遍規(guī)律。物理學(xué)是研究自然界基本規(guī)律的科學(xué)，它的英文單詞“Physics”來源于希臘文，原義是自然。中文的含義是“物”（物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)）和“理”（物質(zhì)的運動、變化規(guī)律），與現(xiàn)代觀點相吻合。2

3、物理學(xué)的研究對象： 機械運動 力學(xué)(Classical Mechanics) 分子熱運動 熱學(xué)(Thermodymics) 電磁運動 電磁學(xué)、光學(xué)(Electromagnetics、Optics) 原子和原子核運動 原子物理學(xué)、原子核物理學(xué)(Atomics Physics)物理理論的三部分內(nèi)容：l 概念：通常是抽象的、不能直接感知；l 假設(shè)：關(guān)于這些概念（物理量）的數(shù)學(xué)表示；l 關(guān)系：一個或一組方程，用于表示物理量之間的關(guān)系。 基本粒子運動： 基本粒子物理學(xué)(Fundamental Particle Physics)3物理學(xué)的分類： 物理學(xué)理論分為五大塊：l 經(jīng)典力學(xué)（Classical Me

4、chanics）l 熱力學(xué)（Thermodynamics）l 電磁學(xué)（Electromagnetics）l 相對論（Relativity）l 量子力學(xué)（Quantum Mechanics）按照研究的方法，可分為：理論物理，實驗物理和計算物理。4大學(xué)物理學(xué)課程的任務(wù)和目的在大學(xué)物理中，物理學(xué)的研究內(nèi)容包括：力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、振動與波、光學(xué)、相對論與近代物理學(xué)等。1）學(xué)習(xí)物理學(xué)的基本原理、基本思想和基本方法；2）學(xué)習(xí)力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)和近代物理等基本知識；3）了解物理學(xué)的最新進展及其在自然科學(xué)中的地位和作用；4）了解物理學(xué)知識的廣泛應(yīng)用。5學(xué)習(xí)物理學(xué)的困難1）物理學(xué)內(nèi)容廣泛：涵蓋力學(xué)、熱學(xué)

5、、光學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域；2）時空跨度大：從經(jīng)典到近代，從宏觀到微觀和宇觀；3）方法變化大：從中學(xué)的常量問題到應(yīng)用矢量和微積分處理復(fù)雜的變量問題。二、學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義：進入科學(xué)技術(shù)的任何一個領(lǐng)域，都必須敲開物理學(xué)的大門。三個提高l 科學(xué)實驗的能力l 抽象思維的能力l 計算能力1物理學(xué)是一門科學(xué)（素質(zhì)課）。物理學(xué)本身是一門嚴(yán)謹?shù)膶W(xué)科體系，它有系統(tǒng)的理論和方法，學(xué)習(xí)物理學(xué)可以培養(yǎng)我們自身的理論修養(yǎng)、邏輯思維能力和分析問題解決問題的能力，學(xué)會科學(xué)的思想方法和研究問題的方法。2物理學(xué)是基礎(chǔ)課。物理學(xué)的知識在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，物理學(xué)也是后繼專業(yè)課程的基礎(chǔ)課。上大學(xué)的好處：l 大學(xué)的課程設(shè)置培養(yǎng)人才l

6、大學(xué)的資源設(shè)施l 大學(xué)的影響3物理學(xué)是必修課。物理學(xué)也是工科專業(yè)的一門必修課。l即：1學(xué)習(xí)物理學(xué)有好處；2需要學(xué)習(xí)物理學(xué)；3必須學(xué)習(xí)物理學(xué)。*大學(xué)物理課程的地位、性質(zhì)和目的大學(xué)物理是一門必修公共基礎(chǔ)課；通過本課程的學(xué)習(xí)：（1）使學(xué)生較全面系統(tǒng)地獲得自然界各種基本運動形式及其規(guī)律的知識；（2）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思想和研究方法，使學(xué)生在科學(xué)實驗、邏輯思維和解決問題的能力等方面都得到基本而系統(tǒng)的訓(xùn)練。大學(xué)物理教學(xué)的目的就是讓學(xué)生打下堅實的物理基礎(chǔ)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，開闊思路及激發(fā)其探索和創(chuàng)新精神，增強學(xué)生自我更新知識的能力，以適應(yīng)飛速發(fā)展的科技時代的種種要求。在課程的教學(xué)過程中，要通過各個教學(xué)環(huán)節(jié)逐步

7、培養(yǎng)學(xué)生具有抽象思維能力、邏輯推理能力和自學(xué)能力，并特別注意培養(yǎng)學(xué)生具有靈活運用所學(xué)知識去綜合分析問題和解決問題的能力。*課程的學(xué)習(xí)方法（1）態(tài)度上重視，認真聽課，不懂就問；（2）做好預(yù)習(xí)、聽課、復(fù)習(xí)幾個環(huán)節(jié)；（3）完成足夠的思考題和習(xí)題；三、幾點要求： 1課前盡量預(yù)習(xí)；2上課認真聽講，要求記筆記，不懂的內(nèi)容要及時問； 3課后認真復(fù)習(xí)，作業(yè)要獨立完成，按時交作業(yè)； 4一些基本的概念要求記住，重要的公式要求會推導(dǎo)。關(guān)于記筆記：最簡單的就是把主要的內(nèi)容抄下來。1)書上的東西不是自己的，只有自己寫的東西才有可能是自己的；2)有助于培養(yǎng)自己的思考能力，避免外界干擾；3)復(fù)習(xí)有依據(jù)。 要求記筆記，并用一

8、本質(zhì)量較好的筆記本記筆記。關(guān)于做習(xí)題： 美國物理學(xué)家費曼：習(xí)題能夠充實課堂講授。使講過的概念更加實際和更加完整和更加易于記憶。作業(yè)要求：完成一定數(shù)量的作業(yè)習(xí)題是為了熟練掌握、靈活運用基本物理概念和原理，提高分析解決問題的能力。長期堅持認真地做好每一道習(xí)題還有助于培養(yǎng)嚴(yán)謹?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，提高清晰的論證和表述能力。為了同學(xué)們高標(biāo)準(zhǔn)地完成物理作業(yè)，提出如下基本要求：1按時交作業(yè)；2要寫“已知”、“求”、“解”或抄題或題號；3使用定理、定律要注明對象與條件；4要有必要的圖示；5先給出文字解，再代入數(shù)據(jù)，給出數(shù)值解（保留三位有效數(shù)字）；6字跡工整、清晰，不要亂涂、亂改、亂畫，保持作業(yè)本干凈。（1）認真復(fù)習(xí)；

9、（2）弄清題意；（3）畫示意圖；（4）明確根據(jù)；（5）先求文字解；（6）對結(jié)果進行必要的討論。趙凱華：怎樣學(xué)習(xí)物理學(xué)？1）勤于思考：用自己的語言陳述物理學(xué)的概念、定義、公式中的符號和本身的物理意義，自己推公式，掌握它們成立的條件，關(guān)鍵步驟和推導(dǎo)的技巧；2）悟物窮理：多提問題，建立自己的物理圖象。 在大學(xué)物理的學(xué)習(xí)中，除了學(xué)習(xí)物理學(xué)事實、定律、方程和解題技巧外，還必須努力從整體上掌握物理學(xué)，要了解各個分支間的聯(lián)系。在學(xué)習(xí)中，對于基本物理定律的優(yōu)美、簡潔、和諧以及輝煌應(yīng)有所體會，要學(xué)習(xí)鑒賞物理學(xué)的普適程度，了解其適用范圍；還要學(xué)習(xí)區(qū)別理論和應(yīng)用，物理思想和普適程度，一般規(guī)律和特殊事實，主要效應(yīng)與次

10、要效應(yīng)，傳統(tǒng)推理與現(xiàn)代推理等。四、 計劃：大學(xué)物理包括理論課和實驗課，教學(xué)大綱規(guī)定理論課128學(xué)時，實驗課56學(xué)時。實驗課由實驗室負責(zé)。本學(xué)期理論課：64學(xué)時，講力學(xué)、熱力學(xué)、電學(xué)內(nèi)容，其中 力學(xué)： 32學(xué)時，包括習(xí)題課：4學(xué)時 熱力學(xué)： 14學(xué)時，包括習(xí)題課：2學(xué)時 電學(xué)： 16學(xué)時，包括習(xí)題課：2學(xué)時 機動： 2學(xué)時課程學(xué)習(xí)方法：l 講課l 習(xí)題討論課l 作業(yè)l 自學(xué)、寫小論文l 答疑l 期中測驗、期末考試五、成績計算：考試成績：70%閉卷考試 平時成績：10作業(yè)、課堂表現(xiàn) 小論文： 20要求有自己的觀點平時成績主要以平時作業(yè)完成情況、課堂紀(jì)律和回答問題情況以及中期考查情況綜合定量評定。具

11、體是：（1）采用固定座位，分班對號就座；課堂違紀(jì)一次扣1分；遲到、早退1次扣0.5分；曠課1節(jié)扣1分；（2）缺交一次作業(yè)扣1分；遲交作業(yè)一次扣0.5分；欠作作業(yè)1題扣0.5分；（3）10分扣完為止。六、教材與參考書教材：物理學(xué)（第四版）（上、中、下）、馬文蔚，高等教育出版社參考書： 1物理學(xué)學(xué)習(xí)指南、馬文蔚，高等教育出版社 2大學(xué)物理學(xué)（力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)）、張三慧主編，清華大學(xué)出版社3基礎(chǔ)物理學(xué)、陸果，高等教育出版社 4大學(xué)物理學(xué)、盧德馨，高等教育出版社5大學(xué)物理習(xí)題討論課指導(dǎo)，沈慧君，王虎株，清華大學(xué)出版社6漆安慎力學(xué)基礎(chǔ)7）趙凱華電磁學(xué)、學(xué)習(xí)指南8南開大學(xué) 大學(xué)普通物理網(wǎng)上教學(xué)系統(tǒng)，9同

12、濟大學(xué) 工科大學(xué)物理學(xué)習(xí)輔導(dǎo)系統(tǒng)，10裝備指揮設(shè)備技術(shù)學(xué)院 大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，第一部分 力學(xué)一、什么是力學(xué)（Mechanics）？物理學(xué)研究自然界中最基本的現(xiàn)象和規(guī)律, 一切物理現(xiàn)象都是物質(zhì)運動的表現(xiàn)。在物質(zhì)的各種運動形式中，最簡單、最基本的一種運動是物體之間或物體各部分之間相對位置的變化，稱為機械運動（Mechanical Motion）。機械運動是一切物理運動中最簡單的運動；機械運動的例子很多，如車輛的行駛、機器的轉(zhuǎn)動、星體的運動等。質(zhì)點的曲線運動是機械運動中最基本的形式。力學(xué)就是研究機械運動及其規(guī)律的科學(xué)。力學(xué)是其他學(xué)科的基礎(chǔ)。二、力學(xué)的分類：根據(jù)研究內(nèi)容的不同，力學(xué)分為靜力學(xué)、運動

13、學(xué)和動力學(xué)三部分。 運動學(xué)（Kinematics）研究物體運動的規(guī)律； 動力學(xué)（Dynamics） 研究物體運動的原因； 靜力學(xué)（Statics） 研究物體平衡時的規(guī)律。 運動學(xué)研究的是如何描述物體的運動，以及各運動學(xué)量之間的關(guān)系，它不涉及引起和改變運動的原因；動力學(xué)研究的是物體運動與物體間相互作用的內(nèi)在聯(lián)系；靜力學(xué)研究的是物體在相互作用下的平衡問題。根據(jù)研究對象的不同，力學(xué)又可分為質(zhì)點力學(xué)和剛體力學(xué)。 質(zhì)點力學(xué)研究對象為質(zhì)點：1，2，3章 剛體力學(xué)研究對象為剛體：4章三、數(shù)學(xué)工具微積分和矢量牛頓和萊布尼茲在研究經(jīng)典力學(xué)的過程中，同時創(chuàng)立了微積分（Calculus），可見在處理力學(xué)問題中微積分

14、的重要性。此外，矢量（Vector）在力學(xué)中也是一個重要的數(shù)學(xué)工具。四、本部分內(nèi)容：第一章 質(zhì)點運動學(xué)第二章 牛頓定律第三章 動量守恒定律和能量守恒定律第四章 剛體的轉(zhuǎn)動第五章 萬有引力場第十八章 相對論 第五章不講。第一章 質(zhì)點運動學(xué)運動學(xué)是研究物體位置隨時間變化規(guī)律的力學(xué)內(nèi)容。本章主要內(nèi)容有：1 三個概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點2 四個物理量：位置矢量、位移、速度、加速度3 四種運動：直線運動、曲線運動、斜拋運動、圓周運動 本章的內(nèi)容絕對不是高中物理內(nèi)容的簡單重復(fù)，它包含許多新的物理思想和數(shù)學(xué)方法，一定要重視。 包括4節(jié)：§11 質(zhì)點運動的描述§12 加速度為恒量時的運動

15、方程§13 圓周運動§14 相對運動§11 質(zhì)點運動的描述一、參考系 坐標(biāo)系 質(zhì)點1參考系1）運動的絕對性與相對性(Relativity)（1）運動的絕對性：在自然界中所有的物體都在不停地運動，絕對不動的物體是沒有的。例如：放在桌子上的書相對于桌子是靜止的，但它卻隨地球一起繞太陽運動，這就是運動的絕對性。（2）運動的相對性：描述物體的運動或靜止總是相對于某個選定的物體而言的，即在觀察一個物體的運動，總是選取其他的物體作為標(biāo)準(zhǔn)。選取的參考物不同，對物體運動的描述也是不一樣的，這就是運動的相對性。 汽車的運動：車上的人和地面上的人2）參考系（Reference sys

16、tem）的定義：為描述物體的運動而選擇的標(biāo)準(zhǔn)物（或物體組）稱為參考系。3）說明：（1）參考系的選擇是任意的，主要根據(jù)問題的性質(zhì)和研究方便而定。 物體相對于地球的運動以地球為參考系 物體相對于太陽的運動以太陽為參考系（2）在描述物體的運動時，必須指明參考系。參考系不同，對同一物體運動的描述是不同的。例如，勻速運動的火車上落下一物體 以火車作為參考系：自由落體運動，直線 以地面作為參考系：平拋運動，拋物線以太陽為參照系太陽月亮地球軌道（3）若不指明參考系，則認為以地面為參考系。2坐標(biāo)系1）引入坐標(biāo)系的必要性：為了定量確定物體相對于參考系的位以地球為參照系地球月亮置，需要在參考系上選定一個固定的坐標(biāo)

17、系。坐標(biāo)系的原點一般選在參考系上，并取通過原點標(biāo)有單位長度的有向直線作為坐標(biāo)軸。2）物理學(xué)中常用的坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系（Rectangular Coordination） x方向單位矢量：i y方向單位矢量：j z方向單位矢量：k如A（1,2,4）, i +2j +4 k 規(guī)定選用右手系。 坐標(biāo)系的選擇是任意的，主要由研究問題的方便而定。坐標(biāo)系的選擇不同，描述物體運動的方程是不同的，但對物體運動的規(guī)律是沒有影響。3）說明：（1）坐標(biāo)系是由參考系抽象而成的數(shù)學(xué)框架；（2）常用的坐標(biāo)系是直角坐標(biāo)系，還有其它坐標(biāo)系，如極坐標(biāo)系（Polar Coordination）、柱坐標(biāo)系（Cylindrical C

18、oordination）、球坐標(biāo)系（Spherical Coordination）和自然坐標(biāo)系（Natural Coordination）等；（3）物體的運動不能脫離空間，也不能脫離時間；因此要定量描述物體的運動，還要建立適當(dāng)?shù)臅r間坐標(biāo)軸。時間軸上的點表示時刻，它與物體的某一位置相對應(yīng)；兩個時刻之間的間隔表示時間，它與物體位置的某一變化過程相對應(yīng)。*笛卡兒(Rene Descartes，15961650)法國哲學(xué)家、物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、生理學(xué)家。解析幾何的創(chuàng)始人。笛卡兒對物理的發(fā)展曾做出很大貢獻：否認真空的存在，論述了動量守恒問題，提出宇宙永遠保持著同量的運動，還推導(dǎo)出了拋體的軌跡，發(fā)現(xiàn)了光的折

19、射的基本定律。在光學(xué)理論上堅持光的微粒說和光是一種壓力的觀點。 笛卡兒最杰出的成就是在數(shù)學(xué)上創(chuàng)立了解析幾何學(xué)。1637年，在創(chuàng)立了坐標(biāo)系后，成功地創(chuàng)立了解析幾何學(xué)。他的這一成就為微積分的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。 笛卡兒的成就還有許多，如發(fā)展了質(zhì)量和時間是和空間的三個量綱一樣重要的基本量綱的見解；第一個提出了近代慣性原理；在數(shù)學(xué)上最早論述了橢圓曲線畫法；在生理學(xué)上首先提出了神經(jīng)傳導(dǎo)和反射機能的理論等。恩格斯曾評價他說：“數(shù)學(xué)中的轉(zhuǎn)折點是笛卡兒的變數(shù)；有了變數(shù)，運動進入了數(shù)學(xué)，有了變數(shù)，辯證法進入了數(shù)學(xué)，有了變數(shù)，微分和積分也就立刻成為必要的了”。3質(zhì)點（Particle，Mass Point）1）質(zhì)點的

20、引入任何物體都有大小和形狀。一般說來，物體在運動時它各部分的位置變化是不同的，物體的運動情況是非常復(fù)雜的。例如，平直公路上行駛的汽車，車身：平動 車輪：平動，轉(zhuǎn)動2）質(zhì)點的概念把物體看成一個只有一定質(zhì)量的幾何點質(zhì)點是一個理想化的力學(xué)模型，當(dāng)物體的大小和形狀忽略不計時，可以把物體當(dāng)做只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點，這就是質(zhì)點。3）說明：（1）質(zhì)點的概念是在考慮主要因素而忽略次要因素引入的一個理想化的力學(xué)模型。突出重要因素，選取適當(dāng)?shù)哪Ｐ痛鎸嶋H物體，這不僅對于學(xué)習(xí)物理學(xué)，而且對于學(xué)習(xí)其它一切科學(xué)技術(shù)，都是一種極為重要的方法；（2）一個物體能否當(dāng)做質(zhì)點，并不取決于它的實際大小，而是取決于研究問題的性質(zhì)

21、。例如：地球繞太陽公轉(zhuǎn)：地球可當(dāng)做質(zhì)點 地球自轉(zhuǎn) ：地球不可當(dāng)做質(zhì)點附：地球公轉(zhuǎn)軌道平均半徑：1.55108 km 地球半徑 ：6370 km 兩者之比 ：2.33×104 （3）當(dāng)一個物體不能當(dāng)作質(zhì)點時，可以把整個物體看作是由許多質(zhì)點組成的質(zhì)點系（System of Particle）。分析這些質(zhì)點的運動，就可以弄清楚整個物體的運動。因此研究質(zhì)點的運動是研究實際物體復(fù)雜運動的基礎(chǔ)。4. 時間和時刻一個過程對應(yīng)的時間間隔稱時間，某一瞬時稱時刻。二、位置矢量、運動方程、位移1位置矢量（Position Vector）1）位置矢量的基本概念： 要描述一個質(zhì)點的運動，首要問題是如何確定質(zhì)點

22、相對于參考系的位置。可以在參考系上取一點O稱之為原點，從原點O到質(zhì)點所在的位置P的有向線段能唯一地確定質(zhì)點相當(dāng)于參考系的位置。因而定義從原點O到質(zhì)點所在的位置P點的有向線段r，叫做位置矢量或位矢。它是矢量，有大小和方向。 大?。?方向：2）說明：l 位置矢量是矢量：有大小和方向；l 位置矢量具有瞬時性：運動質(zhì)點在不同時刻的位置矢量是不同的；l 位置矢量具有相對性：位置矢量的大小和方向，與參考系以及坐標(biāo)系的原點的選擇有關(guān)。在不同的參考系中，同一質(zhì)點的位置矢量是不同的。l 單位：米（m）3）質(zhì)點的運動方程和軌跡 質(zhì)點運動時，它相對坐標(biāo)原點O的位置矢量r是隨時間變化的。因此，r是時間的函數(shù)，即軌跡是

23、直線：直線運動軌跡是曲線：曲線運動 r r (t) 矢量式或 標(biāo)量式這就是質(zhì)點運動方程，它包含了質(zhì)點運動的全部信息。運動學(xué)的重要任務(wù)之一，就是找出各種具體運動所遵循的運動方程，或者說知道運動方程，也就可以解決質(zhì)點的運動問題。質(zhì)點運動時，在坐標(biāo)系中描繪的線稱為質(zhì)點運動的軌跡。即在運動方程的分量式中，消去時間t得f(x，y，z)=0。 例1自由落體運動的運動方程為 例2平拋運動的運動方程 從上運動方程中消去 t軌跡方程 2位移（Displacement）1）位移的概念描述質(zhì)點位移變化的物理量：質(zhì)點運動，從始點A到終點B。它相對于原點的位置矢量由rA變化到rB,我們把由始點A到終點B的有向線段AB定

24、義為質(zhì)點的位移矢量，簡稱位移，用r表示。2）位移的計算由矢量計算可知rA+r=rBr=rB - rA即位移r等于終點B與始點A的位置矢量之差。大小：|r |=|AB|方向：AB或 ， 大?。悍较颍?）位移與路程的區(qū)別：位移是矢量：是指位置矢量的變化；路程是標(biāo)量：是指運動軌跡的長度。4）路程S與位移大小的區(qū)別路程是t內(nèi)走過的軌道的長度，而位移大小是質(zhì)點實際移動的直線距離，位移和位矢均為矢量，但路程為標(biāo)量，路程用S表示。即使在直線運動中，位移和路程也是截然不同的兩個概念。*當(dāng)t0時，。5）說明：l 位移是矢量：有大小和方向；l 位移具有瞬時性：運動質(zhì)點在不同時刻的位移是不同的；l 位移具有相對性：

25、在不同的參考系中，同一質(zhì)點的位移是相同的。l 單位：米（m）小結(jié)：位移是位置矢量的增量，是與運動過程有關(guān)的物理量，它是時間間隔的函數(shù)，與位置矢量不同的是，一旦參考系確定，位移和坐標(biāo)系原點的選擇無關(guān)。*關(guān)于“米”的定義：l 19世紀(jì)：通過巴黎的地球子午線長度的四千萬分之一定義為一米；l 1889年：國際計量大會（General Conference on Weight and Measures）上，通過用鉑銥合金米尺上兩刻度線的距離為一米。（國際米原器：精度為百萬分之一。）l 1960年：國際計量大會規(guī)定，米等于氪86原子的2p10和5d5能級間躍遷輻射的真空波長的1,650,763.73倍的長

26、度。l 1983年：國際計量大會規(guī)定，1米是光在真空中，在1/299,792,458S的時間間隔內(nèi)運行路程的長度。三、速度（Velocity）描述質(zhì)點位置隨時間變化的快慢和方向的物理量1平均速度：t1時刻，質(zhì)點的位置矢量 t2時刻，質(zhì)點的位置矢量 位移 所用時間 t= t2- t1定義t時間內(nèi)的平均速度為 平均速度是矢量，大小為|r |/t，表示質(zhì)點在確定時間間隔內(nèi)運動的快慢程度, 方向就是質(zhì)點在這段時間內(nèi)位移的方向。說明：平均速度與質(zhì)點的位移和所用的時間有關(guān)。因而在敘述平均速度時，必須指明是哪一段時間內(nèi)或哪一段位移內(nèi)的平均速度。2瞬時速度精確地描述質(zhì)點在某一時刻或某一位置運動快慢和運動方向定

27、義：平均速度的極限值稱為瞬時速度，簡稱速度，用v表示。 即位置矢量（或位移）對時間的一階導(dǎo)數(shù)。速度是矢量，大小簡稱速率（speed），方向為沿軌道上質(zhì)點所在位置的切線并且指向前進的一方。3標(biāo)量式 標(biāo)量式：4關(guān)于速度的說明：1）速度是矢量，即有大小又有方向，二者只要有一個變化，速度就變化v=const 勻速運動vconst 變速運動2）速度具有瞬時性：運動質(zhì)點在不同時刻的速度是不同的；3）速度具有相對性：在不同的參考系中，同一質(zhì)點的速度是不同的。4）速度的單位： m·s-1*常用的初等函數(shù)導(dǎo)數(shù)公式：*時間的單位：秒(s)1hour=60min 1min=60sec*關(guān)于“秒”的定義1地

28、球自轉(zhuǎn)一周所需時間的1/86400；21967年，1秒是銫133原子基態(tài)的兩個超精細能級之間躍遷所對應(yīng)輻射的9192631770個周期的持續(xù)時間。四、加速度（Acceleration）描述質(zhì)點速度變化快慢的物理量加速度的概念最先是由Galileo提出的。*伽利略(Galileo Galilei，15641642)杰出的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，實驗物理學(xué)的先驅(qū)者。l 提出著名的相對性原理、慣性原理、拋體的運動定律、擺振動的等時性等。l 伽利略捍衛(wèi)哥白尼日心說。l 關(guān)于兩門新科學(xué)的對話和數(shù)學(xué)證明對話集一書，總結(jié)了他的科學(xué)思想以及在物理學(xué)和天文學(xué)方面的研究成果。 伽利略所取得的巨大成就，開創(chuàng)了近代

29、物理學(xué)的新紀(jì)元。歷史證明了伽利略在科學(xué)事業(yè)上的成功。1979年11月10日羅馬教皇正式承認，對伽利略的審判是不公正的。1平均加速度：t1時刻，P1點，質(zhì)點的速度t2時刻，P2點，質(zhì)點的速度 定義t= t2- t1 時間內(nèi)的速度的增量與所用時間t= t2- t1的比值叫做質(zhì)點的平均加速度，用表示。 平均加速度是矢量，大小為|v|/t，表示質(zhì)點在確定時間間隔內(nèi)速度改變的快慢程度，方向就是質(zhì)點在這段時間內(nèi)速度增量的方向。說明：在敘述平均加速度時，必須指明是哪一段時間內(nèi)或哪一段位移。2瞬時加速度精確地描述質(zhì)點在某一時刻或某一位置運動變化的快慢 定義：平均加速度的極限值稱為瞬時加速度，簡稱加速度，用a表

30、示。 即加速度為速度對時間的一階導(dǎo)數(shù)或位置矢量(或位移)對時間的二階導(dǎo)數(shù)。方向：速度增量的極限方向，在曲線運動中，總是指向曲線的凹側(cè)。 3標(biāo)量式 標(biāo)量式： 4關(guān)于加速度的說明：1）加速度是矢量，即有大小又有方向，二者只要有一個變化，加速度就變化 a=const 勻變速運動 aconst 非勻變速運動對于直線運動：當(dāng)加速度的方向與速度的方向相同時，加速運動；當(dāng)加速度的方向與速度的方向相反時，減速運動。并不是說，加速度為正就是加速運動，加速度為負就是減速運動。因為加速度的正負與坐標(biāo)系的選擇有關(guān)。對于曲線運動：加速度的方向和速度的方向不一定相同：當(dāng)而者成銳角時，速率增加；成鈍角時，速率減??；成直角時

31、，速率不變。加速度的方向總是指向曲線凹的一方。2）加速度具有瞬時性：運動質(zhì)點在不同時刻的加速度是不同的；3）加速度具有相對性：在不同的參考系中，同一質(zhì)點的加速度是不同的。4）加速度的單位： m·s-2小結(jié)：1 在描述質(zhì)點運動的四個物理量中，位置矢量和速度是描述質(zhì)點狀態(tài)的物理量，而位移和加速度是反映質(zhì)點運動狀態(tài)變化的物理量。2 質(zhì)點運動學(xué)的兩類問題是：（1） 第一類問題：已知質(zhì)點的運動方程，求質(zhì)點在任意時刻的速度和加速度，從而得知質(zhì)點運動的全部情況用微分方法求解；（2） 第二類問題：已知質(zhì)點在任意時刻的速度（或加速度）以及初始狀態(tài)，求質(zhì)點的運動方程（第一類問題的逆運算）用積分方法求解。例3一個