大學(xué)物理學(xué)電子

1、大學(xué)物理學(xué)電子課件武警學(xué)院教學(xué)課件質(zhì)點運動學(xué)基本概念緒論力學(xué)內(nèi)容簡介三個概念：參考系、坐標系、質(zhì)點四個物理量：位置矢量、位移、速度、加速度請大家記筆記!緒論一、物理學(xué)及其研究對象1什么是物理學(xué)？研究物質(zhì)運動規(guī)律及其相互作用的科學(xué)。2物理學(xué)的研究對象機械運動分子熱運動電磁運動原子和原子核運動其它微觀粒子運動3物理學(xué)的分類經(jīng)典力學(xué)熱力學(xué)電磁學(xué)光學(xué)相對論量子力學(xué)1 系統(tǒng)的學(xué)科2 基礎(chǔ)課3 必修課二、學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義三、幾點要求：1課前預(yù)習(xí)；2上課認真聽講，記筆記；3課后認真復(fù)習(xí)，作業(yè)獨立完成，按時交作業(yè)；4基本的概念要求記住，重要的公式要求推導(dǎo)。 第一部分 力學(xué)1什么是力學(xué)機械運動物體之間或物體各部

2、分之間的相對位置的變化力 學(xué)研究機械運動及其規(guī)律的物理學(xué)分支2力學(xué)的分類研究內(nèi)容 運動學(xué)研究物體運動的規(guī)律 動力學(xué)研究物體運動的原因 靜力學(xué)研究物體平衡時的規(guī)律研究對象 質(zhì)點力學(xué)研究對象為質(zhì)點 剛體力學(xué)研究對象為剛體3數(shù)學(xué)工具微積分和矢量運動學(xué)研究物體位置隨時間變化的規(guī)律主要內(nèi)容有：三個概念： 參考系、坐標系、質(zhì)點四個物理量：位置矢量、位移、速度、加速度四種運動： 直線運動、曲線運動、斜拋運動、圓周運動第一章質(zhì)點運動學(xué)1-1 質(zhì)點運動的描述一、參考系 坐標系 質(zhì)點1、參考系運動的絕對性與相對性運動的絕對性物體在不停地運動運動的相對性物體的運動或靜止總是相對于某個選定的物體而言以地球為參照系地球

3、月亮以太陽為參照系太陽月亮地球軌道參考系的定義為描述物體的運動而選擇的標準物說明參考系的選擇是任意的;描述物體的運動時，必須指明參考系。選不同的參照系，運動的描述是不同的。2、坐標系引入坐標系的必要性定量地描述物體相對于參照系的運動。物理學(xué)中常用的坐標系直角坐標系xyzO說明坐標系的選擇是任意的坐標系的選擇不同，描述物體運動的方程是不同的。3、質(zhì)點引入任何物體都有大小和形狀。物體在運動時它各部分的位置變化是不同的。概念把物體當(dāng)做只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點質(zhì)點。說明質(zhì)點是一個理想化的力學(xué)模型。一個物體能否當(dāng)做質(zhì)點，取決于研究問題的性質(zhì)。二、位置矢量、運動方程、位移1、位置矢量基本概念從原點O到質(zhì)

4、點所在的位置P點的有向線段，叫做位置矢量或位矢。說明位置矢量是矢量：有大小和方向； 具有瞬時性； 具有相對性； 單位：米（m）zOxyP(x,y,z)2、運動方程質(zhì)點運動時，它相對坐標原點O的位置矢量r隨時間變化是時間的函數(shù)運動學(xué)的重要任務(wù)之一找出各種具體運動所遵循的運動方程。質(zhì)點運動時，在坐標系中描繪的曲線稱為運動的軌跡。軌跡是直線直線運動軌跡是曲線曲線運動x z y z( t ) y( t )x( t ) r( t )P( t )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軌跡為拋物線軌跡為直線3、位移定義由始點到終點的有向線段定義為質(zhì)點的位移矢量，簡稱位移。它是描述質(zhì)點位置變

5、化的物理量。計算xyzOP1P2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量：是指運動軌跡的長度說明位移是矢量； 具有瞬時性； 單位：米（m）描述質(zhì)點位置變化的物理量三、速度1、平均速度xyzO2瞬時速度定義：平均速度的極限值稱為瞬時速度，簡稱速度3、關(guān)于速度的說明速度是矢量，有大小和方向勻速運動：速度為恒量變速運動：速度為變量速度具有瞬時性； 單位：ms-1 伽利略(15641642)提出相對性原理、慣性原理、拋體的運動定律、擺振動的等時性等。伽利略捍衛(wèi)哥白尼日心說。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。四、加速度意大利物

6、理學(xué)家和天文學(xué)家，實驗物理學(xué)的先驅(qū)者。1、平均加速度速度的增量與所用時間的比值叫做質(zhì)點的平均加速度2、瞬時加速度定義：平均加速度的極限值稱為瞬時加速度，簡稱加速度xyzO方向：t0時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、說明1)加速度是矢量，有大小和方向 勻變速運動： 加速度為恒量非勻變速運動： 變量2)加速度具有瞬時性3) 單位： ms-2 1、位置矢量和速度是描述質(zhì)點狀態(tài)的物理量，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：第一類問題：運動方程質(zhì)點的狀態(tài)微分方法第二類問題：質(zhì)點的狀態(tài)運動方程積分方法小結(jié)例3、質(zhì)點作直線運動，運動方程為x=2t

7、3+4t2+8(SI)。求： (1)任意時刻的速度和加速度； (2)在t=2s和t=3s時刻，物體的位置，速度和加速度； (3) 在t=2s到t=3s時間內(nèi)，物體的平均速度和平均加速度。 解：(1)由速度和加速度的定義式，可求得 (2) t=2s時 t=3s時 (3) 例4、質(zhì)點運動方程為 x = 4t 2, y = 2t + 3(SI)。試求： （1）運動軌跡； （2）第一秒內(nèi)的位移； （3）t = 0 和 t = 1s兩時刻質(zhì)點的速度和加速度。解 （1）由運動方程x = 4t2 y = 2t + 3消去參數(shù) t 得 x = ( y 3)2質(zhì)點的運動軌跡為拋物線。（2）先將運動方程寫成位置矢

8、量形式第一秒內(nèi)的位移為例4、質(zhì)點運動方程為 x = 4t 2, y = 2t + 3(SI)。試求： （1）運動軌跡； （2）第一秒內(nèi)的位移； （3）t = 0 和 t = 1s兩時刻質(zhì)點的速度和加速度。（3）由速度及加速度定義例5、設(shè)某質(zhì)點沿x軸運動，在t=0時的速度為v0，其加速度與速度的大小成正比而方向相反，比例系數(shù)為k(k0)，試求速度隨時間變化的關(guān)系式。 解：由題意及加速度的定義式，可知 因而 積分 得 所以 速度的方向保持不變，但大小隨時間增大而減小，直到速度等于零為止。 小 結(jié)三個概念：參考系為描述物體的運動而選擇的標準物坐標系定量確定物體相對于參考系的位置質(zhì)點 把物體當(dāng)做只有質(zhì)量沒有形狀和大小的點描述質(zhì)點運動的四個物理量：1、位置矢量2、位移3速度4、加速度復(fù)習(xí)題1什么是物理學(xué)？物理學(xué)有哪些分支學(xué)科？2什么是力學(xué)？力學(xué)可以如何分類？3為什么要引進參考系？什么是參考系？ 為什么要