第一章宏觀低速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)

1、袁敏袁敏 Email: ss_物理學(xué)及其研究的問題物理學(xué)及其研究的問題研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中最普遍、最基本運(yùn)動(dòng)形式的基本規(guī)律的一門科學(xué)。研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)中最普遍、最基本運(yùn)動(dòng)形式的基本規(guī)律的一門科學(xué)。1m10-2010-1510-1010-5101510510101025 1020W+粒子粒子微觀微觀介觀介觀宏觀宏觀宇觀宇觀山山太陽太陽系系地球地球星系團(tuán)星系團(tuán)星星系系原子原子原子原子核核DNA人人物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本形式（1 1）機(jī)械運(yùn)動(dòng)）機(jī)械運(yùn)動(dòng) （2 2）分子熱運(yùn)動(dòng)）分子熱運(yùn)動(dòng) （3 3）電磁運(yùn)動(dòng)）電磁運(yùn)動(dòng)（4 4）原子和原子核以及其他微觀粒子的運(yùn)動(dòng)）原子和原子核以及其他微觀粒子的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)內(nèi)

2、容：學(xué)習(xí)內(nèi)容：第一章第一章 宏觀低速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)宏觀低速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 第二章第二章 宏觀低速質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)宏觀低速質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 第三章第三章 宏觀高速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)宏觀高速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) 第四章第四章 宏觀高速質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)宏觀高速質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué) 第五章第五章 振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)振動(dòng)學(xué)基礎(chǔ) 第六章第六章 彈性媒質(zhì)中的波動(dòng)彈性媒質(zhì)中的波動(dòng) 第九章第九章 靜止電荷與電磁場(chǎng)靜止電荷與電磁場(chǎng) 第十章第十章 電流與磁場(chǎng)電流與磁場(chǎng) 第十一章第十一章 電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng)電磁感應(yīng)與電磁場(chǎng) 第八章第八章 量子力學(xué)基礎(chǔ)量子力學(xué)基礎(chǔ) 教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的對(duì)物理學(xué)的基本概念、基本理論和基本方法有比較系統(tǒng)的

3、認(rèn)識(shí)和正確的理解；學(xué)會(huì)運(yùn)用基本定理與方法分析、解決實(shí)際認(rèn)識(shí)和正確的理解；學(xué)會(huì)運(yùn)用基本定理與方法分析、解決實(shí)際問題，問題，了解物理學(xué)發(fā)展史上某些重大的發(fā)展和發(fā)明過程中的物了解物理學(xué)發(fā)展史上某些重大的發(fā)展和發(fā)明過程中的物理思想和實(shí)驗(yàn)方法；從知識(shí)上和方法上為學(xué)習(xí)后繼課程打下良理思想和實(shí)驗(yàn)方法；從知識(shí)上和方法上為學(xué)習(xí)后繼課程打下良好基礎(chǔ)。好基礎(chǔ)。 同時(shí)還應(yīng)注重分析和解決問題能力、探索精神和創(chuàng)新同時(shí)還應(yīng)注重分析和解決問題能力、探索精神和創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，努力實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。意識(shí)的培養(yǎng)，努力實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。課程要求課程要求遵守課堂紀(jì)律；遵守課堂紀(jì)律；課堂表現(xiàn)活躍、積極回答老師

4、的問題等課堂表現(xiàn)活躍、積極回答老師的問題等 ；積極參與一定的課堂教學(xué)；積極參與一定的課堂教學(xué)；不得抄襲作業(yè)。不得抄襲作業(yè)?？荚u(píng)方式考評(píng)方式 本課程是一門考試課程，為百分制。主要包括平時(shí)成績本課程是一門考試課程，為百分制。主要包括平時(shí)成績和期末成績兩部分構(gòu)成。和期末成績兩部分構(gòu)成。（一）平時(shí)成績：主要包括課堂表現(xiàn)、出勤情況、大小作業(yè)、（一）平時(shí)成績：主要包括課堂表現(xiàn)、出勤情況、大小作業(yè)、期中考試等。期中考試等。（二）期末考試成績（二）期末考試成績:閉卷。閉卷。（三）最終成績組成：平時(shí)成績占（三）最終成績組成：平時(shí)成績占20%，期末成績占，期末成績占80%。練習(xí)冊(cè)練習(xí)冊(cè)8.008.00元元/ /本

5、，班長或課代表收齊錢于第二周周二下午本，班長或課代表收齊錢于第二周周二下午2 2點(diǎn)點(diǎn)至至3 3點(diǎn)半到點(diǎn)半到7 7教教C C段段512512領(lǐng)取。領(lǐng)取。注意注意：1、交作業(yè)時(shí)和考試的試卷上一定寫上、交作業(yè)時(shí)和考試的試卷上一定寫上班級(jí)內(nèi)小學(xué)號(hào)班級(jí)內(nèi)小學(xué)號(hào)班級(jí)內(nèi)小學(xué)號(hào)班級(jí)內(nèi)小學(xué)號(hào)每個(gè)班按學(xué)號(hào)順序從小到大依次編號(hào)每個(gè)班按學(xué)號(hào)順序從小到大依次編號(hào)1、2、3.2、收作業(yè)時(shí)請(qǐng)課代表務(wù)必、收作業(yè)時(shí)請(qǐng)課代表務(wù)必按小學(xué)號(hào)排好順序按小學(xué)號(hào)排好順序！ 答疑安排答疑安排1、利用課前、課后時(shí)間解答學(xué)生提出的問題。、利用課前、課后時(shí)間解答學(xué)生提出的問題。2、第二周至第十六周周二、周三下午、第二周至第十六周周二、周三下午 。

6、地點(diǎn)。地點(diǎn)7JC512。 參考資料參考資料1、馬文蔚、馬文蔚.物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版. 高等教育出版社。高等教育出版社。2、吳百詩，、吳百詩，大學(xué)物理大學(xué)物理，西安交通大學(xué)出版社。，西安交通大學(xué)出版社。 3、張三慧、張三慧.大學(xué)物理學(xué)大學(xué)物理學(xué). 清華大學(xué)出版社清華大學(xué)出版社. 4、趙凱華等、趙凱華等.新概念物理教程新概念物理教程. 高等教育出版社高等教育出版社 . 5、公開課（網(wǎng)易、新浪、中國教育在線、愛課程）公開課（網(wǎng)易、新浪、中國教育在線、愛課程）麻省理工公開課：經(jīng)典力學(xué)；振動(dòng)與波；電和磁麻省理工公開課：經(jīng)典力學(xué)；振動(dòng)與波；電和磁http:/ http:/ AAxAyAz O OXYZ

7、ijk222zyxAAAAA cosAAx cosAAy cosAAz 1coscoscos222 2. 2. 矢量的基本運(yùn)算矢量的基本運(yùn)算（1 1） 矢量的加減運(yùn)算矢量的加減運(yùn)算ABBAC BAC CC 矢量的加減運(yùn)算矢量的加減運(yùn)算-直角坐標(biāo)法直角坐標(biāo)法kAjAiAAzyxkBjBiBBzyxkBAjBAiBABACzzyyxx)()()(平行四邊形法平行四邊形法（2 2） 矢量的乘法運(yùn)算矢量的乘法運(yùn)算kAjAiAAzyxkBjBiBBzyx1 1） 矢量的標(biāo)乘積，俗稱點(diǎn)乘矢量的標(biāo)乘積，俗稱點(diǎn)乘 cosABBAAB 兩矢量的點(diǎn)乘結(jié)果為一個(gè)標(biāo)量。兩矢量的點(diǎn)乘結(jié)果為一個(gè)標(biāo)量。在物理中經(jīng)常用到矢量

8、的點(diǎn)乘，如在做功等問題中。在物理中經(jīng)常用到矢量的點(diǎn)乘，如在做功等問題中。 兩矢量點(diǎn)乘的直角坐標(biāo)表示法兩矢量點(diǎn)乘的直角坐標(biāo)表示法zzyyxxBABABABAABBA 2 2） 矢量的矢乘積，俗稱叉乘矢量的矢乘積，俗稱叉乘方向：方向：大小：兩矢量構(gòu)成的平行四邊形面積大?。簝墒噶繕?gòu)成的平行四邊形面積) 0(,sin ABBACAB C由由 轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)向 的右手的右手螺旋前進(jìn)的方向。螺旋前進(jìn)的方向。ABABCABBABAC a. a. 運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性：一切物質(zhì)均處在永運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性：一切物質(zhì)均處在永不停息的運(yùn)動(dòng)之中。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的基不停息的運(yùn)動(dòng)之中。運(yùn)動(dòng)是物質(zhì)存在的基本形式和普遍屬性。不了解運(yùn)動(dòng)就不了解本形

9、式和普遍屬性。不了解運(yùn)動(dòng)就不了解自然。自然。運(yùn)動(dòng)的特征運(yùn)動(dòng)的特征b. b. 對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性第一章第一章 宏觀低速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)宏觀低速質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)第一節(jié)第一節(jié) 固定參考系中質(zhì)點(diǎn)的一般固定參考系中質(zhì)點(diǎn)的一般曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng) 為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須選擇另一個(gè)物為了描述一個(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體作為參考，被選作參考的物體稱為參考系參考系。一、參考系和坐標(biāo)系一、參考系和坐標(biāo)系參考系的選擇具有任意性、方便性。參考系的選擇具有任意性、方便性。1 1、參考系、參考系 對(duì)于同一種運(yùn)動(dòng)，由于參照系對(duì)于同一種運(yùn)動(dòng)，由于參照系選擇的不同而有不同的

10、描寫。選擇的不同而有不同的描寫。運(yùn)動(dòng)描述運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性的相對(duì)性2 2、坐標(biāo)系、坐標(biāo)系為了定量地確定質(zhì)點(diǎn)在空間的位置為了定量地確定質(zhì)點(diǎn)在空間的位置而固定在參照系上的一個(gè)框架。而固定在參照系上的一個(gè)框架。（直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、自然坐標(biāo)、球坐標(biāo)等（直角坐標(biāo)、極坐標(biāo)、自然坐標(biāo)、球坐標(biāo)等) )質(zhì)點(diǎn)：沒有體積和形狀，但有一定質(zhì)量的幾何點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)：沒有體積和形狀，但有一定質(zhì)量的幾何點(diǎn)。對(duì)質(zhì)點(diǎn)這一概念的理解：對(duì)質(zhì)點(diǎn)這一概念的理解：1 1、物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)是有條件的和相對(duì)的。物體是否可看作質(zhì)點(diǎn)是有條件的和相對(duì)的。物體本身線度和它活動(dòng)范圍相比小得很多物體本身線度和它活動(dòng)范圍相比小得很多( (此時(shí)物體此時(shí)物體的變形

11、及轉(zhuǎn)動(dòng)顯的并不重要的變形及轉(zhuǎn)動(dòng)顯的并不重要) )；平動(dòng)的物體。；平動(dòng)的物體。二、質(zhì)點(diǎn)二、質(zhì)點(diǎn)2 2、是具有質(zhì)量、動(dòng)量、能量等物理屬性的幾何點(diǎn)。、是具有質(zhì)量、動(dòng)量、能量等物理屬性的幾何點(diǎn)。3 3、是一種、是一種理想模型理想模型。（一）、（一）、 位置矢量位置矢量由坐標(biāo)原點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的矢量由坐標(biāo)原點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的矢量. . rP PO Or三、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量三、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量位矢位矢具有具有矢量性和相對(duì)性矢量性和相對(duì)性 質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程rr )(t位移與運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。位移與運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。 s 與與 的區(qū)別的區(qū)別r s s 為路程為路程( (軌道長度軌道長度

12、) )，是標(biāo)量，是標(biāo)量0t dsrd r 與與 的區(qū)別的區(qū)別r a ) 為標(biāo)量，為標(biāo)量， 為矢量為矢量r r 2112PPrrr 12rrr b )(1tr1P)(2tr2POs sr注意注意（二）位移（二）位移由運(yùn)動(dòng)的由運(yùn)動(dòng)的“起點(diǎn)起點(diǎn)”指向指向“終點(diǎn)終點(diǎn)”的矢量。的矢量。12rrr 1r1P2r2Pr r 位移是過程量，滿足矢量疊加原理。位移是過程量，滿足矢量疊加原理。 rAB2B1Br2r3r1rrrr321 （三）速度（三）速度(1) 平均速度平均速度r2r1r B AoStrv 平均速度平均速度trv 大小大小方向方向與與 同向同向r 平均速度的大小和方平均速度的大小和方向與所取時(shí)間

13、間隔有向與所取時(shí)間間隔有關(guān)，表述時(shí)必須指明關(guān)，表述時(shí)必須指明是哪一段時(shí)間間隔內(nèi)是哪一段時(shí)間間隔內(nèi)的平均速度。的平均速度。At1rBtt 2rdtrdtrvt 0lim(2) (2) 瞬時(shí)速度瞬時(shí)速度( (簡稱速度簡稱速度) )平均速度在平均速度在 時(shí)的極限時(shí)的極限稱為瞬時(shí)速度，簡稱速度。稱為瞬時(shí)速度，簡稱速度。0 t速度方向：速度方向：0t 時(shí)，時(shí)， 的極限方向的極限方向r 在在A A點(diǎn)的切線并指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向點(diǎn)的切線并指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向速度大?。核俣却笮。簐v 稱為速率。稱為速率。 r AB1B2BABvAvtsv 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)路程 s s與時(shí)間與時(shí)間 t t的比的比值稱為值稱為 t t時(shí)間內(nèi)的平均速率時(shí)間內(nèi)的平均速率dtdstsvt 0lim質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程對(duì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的路程對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)( (瞬時(shí)瞬時(shí)) )速率速率一般情況一般情況)(rs vv 單向直線運(yùn)動(dòng)情況單向直線運(yùn)動(dòng)情況)(rs vv 3. 3. 平均速率和瞬時(shí)速率平均速率和瞬時(shí)速率平均速率平均速率vdtrd