大學(xué)物理學(xué)電子課件

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(biāo)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．?dāng)?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(biāo)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)系引入坐標(biāo)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(biāo)系直角坐標(biāo)系xyzO說明坐標(biāo)系的選擇是任意的坐標(biāo)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)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(biāo)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(biāo)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·zyz(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(biāo)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：m·s-1

伽利略(1564—1642)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?！蛾P(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：m·s-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=2t3+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)架點運動方潛程為x=4t2,y=2t+3蹄(SI幻玉)。試求：（1）運門動軌跡；（2）第潤一秒內(nèi)的泡位移；（3）t=0和t=1孕s兩時刻爆質(zhì)點的窯速度和館加速度聚。解宏（1）由敘運動方程x=4t2y=2t+3消去參攔數(shù)t得x=(y3)2質(zhì)點的運愁動軌跡為慨拋物線。（2）先喬將運動方森程寫成位宮置矢量形押式第一秒內(nèi)聚的位移為例4、快質(zhì)點運議動方程蔑為x=4t2,y=2t+3(臺SI)。試求：（1）運效動軌跡；（2）第有一秒內(nèi)的股位移；（3）t=0和t=1模s兩時刻質(zhì)獄點的速度越和加速度撿。（3）由曲速度及加竿速度定義例5、設(shè)撕某質(zhì)點沿x軸運動揭，在t=0時的爽速度為v0，其加速躁度與速度驢的大小成穿正比而方責(zé)向相反，具比例系數(shù)副為k(k>0)乎，試求餃速度隨備時間變我化的關(guān)各系式。解：由堅題意及朝加速度晶的定義貫式，可降知因而積分得所以速度的柿方向保歌持不變仇，但大瞧小隨時鈔間增大敗而減小傾，直到黨速度等曲于零為灘止。小坊結(jié)三個概餡念：參考系—棗—為描述物盞體的運動缸而選擇的宿標(biāo)準(zhǔn)物坐標(biāo)系—揮—定量確由定物體吃相對于千參考系蓮的位置質(zhì)點長——把物體勻當(dāng)做只滿有質(zhì)量炮沒有形竄狀和大碼小的點描述質(zhì)點塵運動的四戶個物理量鳥：1、位費置矢量2、位移3．速足度4、加速阿度復(fù)習(xí)題1．什宏么是物則理學(xué)？那物理學(xué)栽有哪些狐分支學(xué)樓科？2．什洽么是力叢學(xué)？力寫學(xué)可以霉如何分結(jié)類？3．為擺什么要撥引進參撇考系？杯什么是窗參考系摟？為什么券要引進扒坐標(biāo)系黃？什么疾是坐標(biāo)贏系？為什么要印引進質(zhì)點振？什么是值質(zhì)點？4．什耐么是位壁置矢量岡、位移晌、速度村、加速彈度