大学物理第一章课件.pptx

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1、什么是物理学？如何学好物理？物理学是研究物质的基本结构和物质运动的普遍规律的一门基础学科。物理学的作用？2006 发现黑体形态和宇宙发现黑体形态和宇宙微波背景辐射扰动现象微波背景辐射扰动现象2007 发现发现“巨磁电阻巨磁电阻”效应效应2008 次原子物理的对称性自次原子物理的对称性自发破缺机制发破缺机制 及对称性破及对称性破缺的来源缺的来源 2009 光纤光纤 及电荷藕合器件图及电荷藕合器件图像传感器像传感器CCD 的发明的发明2010 石墨烯材料的研究石墨烯材料的研究第1页/共33页电动脚踏车从巴黎到北京的电动火车留声机收听讯息同步电影院这样建房子第2页/共33页什么是物理学？如何学好物理

2、？量子力学！物理学是研究物质的基本结构和物质运动的普遍规律的一门基础学科。固体物理晶体管、集成电路问世微电子工业、计算机工业激光光纤通信、光盘存储光电子技术放射性原子核理论、核能利用物理学的作用？第3页/共33页教材：大学物理（上、下）参考教材：普通物理学程守洙大学物理学张三慧 物理学基础 哈立德 第4页/共33页第一篇第一篇 力学力学第第1 1章章 质点运动学质点运动学第5页/共33页第1节 质点 参考系Reference Frame and Particles1.质点:忽略物体的大小和形状，而将其抽象为一忽略物体的大小和形状，而将其抽象为一 个有质量而无大小和形状的几何点。个有质量而无大小

3、和形状的几何点。注意：理想模型，适用条件 2.参考系:在描述一个物体的运动时，选作参考的在描述一个物体的运动时，选作参考的 其他物体称为参考系。也称参照系。其他物体称为参考系。也称参照系。注意：参考系的选择原则上是任意的。参考系不同，对运动的描述可能是不同的。3.坐标系：参考系的数学抽象参考系的数学抽象。第6页/共33页1.位置矢量(位矢)x z r(t1)P(t1)yO第2节 位置矢量 位移Position Vector and DisplacementP点在 t1 时刻的位置说明：a.有向线段起点坐标原点终点物体位置 c.终点集合 质点运动轨迹 b.运动方程Q(t2)r(t2)第7页/共3

4、3页2.位移t时刻：质点在a 点t+t时刻：质点在b 点a.b.1）t里质点的位移：注意：注意：但=dSo.位矢增量的大小位矢增量的大小位矢大小的增量位矢大小的增量2）t里质点的路程：注意：注意：第8页/共33页1.速度平均速度速度 方向:沿质点运动的切线,并指向运动的前方。(瞬时速度瞬时速度)第3节 速度 加速度Velocity and Acceleration注意：大小:第9页/共33页2.加速度速度增量x y z b a 0加速度(瞬时加速度瞬时加速度)平均加速度注意：加速度的方向永远指向轨迹凹进的一侧.第10页/共33页第4节 常用坐标系Common coordinate system

5、1.直角坐标系 y(t)x z r(t)P(t1)yO z(t)x(t)方向余弦:第11页/共33页方向：（方向余弦）大小：的大小和方向第12页/共33页例.直杆两端可以分别在两固定而相互垂直的直线导槽上滑动，已知杆的倾角按随时间变化其中为常量解：沿导槽作直角坐标系，坐标原点到的位矢(1)试求杆上某点M的运动方程和轨迹方程(a、b已知)消去t,得运动轨迹方程：点的轨迹是一椭圆第13页/共33页例.直杆两端可以分别在两固定而相互垂直的直线导槽上滑动，已知杆的倾角按随时间变化其中为常量证：已知的运动方程是()证明的加速度始终指向椭圆中心的加速度的和轴分量分别为故有第14页/共33页 一运动质点在某

6、瞬时位于位矢 的端点处，其速度大小为（A）（B）（C）（D）讨论第15页/共33页复习n位矢、位移、速度、加速度n直角坐标系描述质点运动的有关物理量：第16页/共33页把坐标建立在运动轨迹上的坐标系统。把坐标建立在运动轨迹上的坐标系统。Q切向坐标轴：轨迹前进的切向为正，单位矢量为法向坐标轴：轨迹的法向凹侧为正，单位矢量为P s自然坐标系速度：思考：为什么？第17页/共33页加速度：大小：有方向：第18页/共33页切向加速度大小法向加速度大小第19页/共33页讨论：变速直线运动和匀速圆周运动两特例的加速度）变速直线运动时切向加速度只反映速度大小的变化）匀速圆周运动时法向加速度只反映速度方向的变化

7、第20页/共33页3 3平面极坐标系A以 为坐标的参考系角位置：(t)角位移：(t)(rad)（逆时针转向为正）角速度：角加速度：第21页/共33页圆周运动时，线量和角量之间，存在着一定的关系：圆周运动中，法向加速度也叫向心加速度。第22页/共33页4.质点运动学的两类基本问题（1）已知运动方程，求速度、加速度 已知质点的运动方程已知质点的运动方程,可用求导的方法求可用求导的方法求质点运动的速度、加速度。质点运动的速度、加速度。第23页/共33页（2）已知加速度,求速度、运动方程和轨迹方程 已知质点运动的加速度和初始条件已知质点运动的加速度和初始条件,可用积分可用积分的方法求速度、运动方程和轨

8、迹方程。的方法求速度、运动方程和轨迹方程。第24页/共33页例.一质点沿 x 轴作加速运动:t=0时,x=x0,v=v0 （1）a=kv,求任意时刻的速度v(t)和位置x(t)；（2）a=kx,求任意位置的速度 v(x)。解：（1）第25页/共33页例.一质点沿 x 轴作加速运动:t=0时，x=x0,v=v0 （1）a=kv,求任意时刻的速度和位置v(t)、x(t)；（2）a=kx,求任意位置的速度 v(x)。解：（2）=kx=kx第26页/共33页例.一质点从静止出发作圆周运动,半径R=3.0m,切向加速度 问:（1）速度与时 间的关系？（2）经过多长时间,其加速度与 由圆心至质点的位矢方向

9、成 135o角？解:（1）（2）第27页/共33页解:（3）（3）在上述时间内,质点所经历的路程和角位 移各为多少？例.一质点从静止出发作圆周运动,半径R=3.0m,切向加速度 问：第28页/共33页例 一质点从坐标原点以恒定的速率 作平面运动，速度的方向与 x 轴的夹角为解：用分量式由（1）：由（2）：求：轨迹方程消去t,得运动轨迹方程第29页/共33页注意：1）脚标与箭头3）同一质点在同一质点在不同的参考系中不同的参考系中的位矢、速度、的位矢、速度、加速度不同，这加速度不同，这体现了运动描述体现了运动描述的相对性。的相对性。ACB 2）多边形法则4.相对运动第30页/共33页第31页/共33页请完成作业请完成作业1-T1T4第32页/共33页感谢您的观看！第33页/共33页