大学物理ppt第1章第1讲.ppt

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1、物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲教学基本要求教学基本要求1.描述质点运动的四个物理量及在直角坐标系中的表示（2学时）2.曲线运动、切向加速度、法向加速度（圆周运动和抛体运动）和相对运动（2学时）模型：质点、刚体参照系、坐标系：二维直角坐标、自然坐标和角坐标（极坐标系的特例）四个物理量：位矢、位移、速度、加速度运动学中的两类问题：已知加速度求速度和位矢（运动方程）；已知位矢求速度和加速度运动的合成与分解运动方程和轨迹方程切向加速度和法向加速度圆周运动、抛体运动、刚体的定轴转动运动描述的相对性第一章第一章 运动的描述运动的描述1物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲第一章

2、第一章 运动的描述运动的描述1 1、描述运动的基本概念、描述运动的基本概念2 2、描述运动的基本物理量描述运动的基本物理量第一讲第一讲2物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲一参考系和坐标系一参考系和坐标系 参考系：为描述物体运动而选的参照物体参考系：为描述物体运动而选的参照物体坐标系：参照系上建立坐标坐标系：参照系上建立坐标(定量分析用定量分析用)坐标系的种类：坐标系的种类：直角坐标系直角坐标系、自然坐标系、极坐标系、自然坐标系、极坐标系、球坐标系等球坐标系等3物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 O x xyyP(x,y)直角坐标系直角坐标系自然坐标系自然坐标系切向切

3、向法向法向sO4物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 具有一定质量具有一定质量，其大小和形状的变化对物体，其大小和形状的变化对物体运动的影响可以忽略不计的物体运动的影响可以忽略不计的物体.二二质点质点 一切物体都可看作是质点的集合一切物体都可看作是质点的集合 物体能否看成质点物体能否看成质点,不能单纯看他的大小不能单纯看他的大小,而而是看它的形状大小在所研究的问题中是否起显是看它的形状大小在所研究的问题中是否起显著作用著作用.研究绕太阳公转时地研究绕太阳公转时地球可看成质点球可看成质点 研究其自转时地球不可研究其自转时地球不可看成质点看成质点 太阳太阳地球地球5物理学物理学第五版第

4、五版第一章 运动的描述第一讲三三 位置矢量位置矢量(位矢、径矢位矢、径矢)描写质点在空间的位置的描写质点在空间的位置的物理量物理量 用用 表示表示在直角坐标系中：在直角坐标系中：*6物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲位矢位矢 的的方向方向余弦余弦P7物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲分量式分量式P四运动方程四运动方程位置矢量随时间的变化的规律位置矢量随时间的变化的规律8物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 描写质点空间位置变化描写质点空间位置变化的大小和方向的矢量的大小和方向的矢量五五位移位移 如图所示质点从如图所示质点从P1运动运动到到P2的位移为的位

5、移为9物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲位移的位移的大小大小为：为：路程路程(s s)：质点实际运动轨迹的长度质点实际运动轨迹的长度从从P1到到P2：位移位移(矢量矢量)路程路程(标量标量)10物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲的意义不同的意义不同注意注意11物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲（2）一般情况一般情况,位位移大小不等于路程移大小不等于路程（3）位移是位移是矢量，矢量，路程是路程是标量标量对位移的理解对位移的理解（1）两点间的路程两点间的路程是不唯一的，而位移是是不唯一的，而位移是唯一的唯一的12物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第

6、一讲六速度六速度1 平均速度平均速度 在在 时间内，质点时间内，质点位移为位移为描述质点运动快慢和方向描述质点运动快慢和方向 BAsD13物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲2瞬时速度（简称速度）瞬时速度（简称速度）当当 时平均速度的极限值叫做时平均速度的极限值叫做瞬时速度，简称瞬时速度，简称速度速度或或14物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲当当 时时,速度速度方向方向 切线向前切线向前速度速度大小大小速度速度 的大小称为的大小称为速率速率15物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲(1)矢量性、瞬时性、相对性矢量性、瞬时性、相对性(2)与速率不同与速率不同瞬

7、时速率瞬时速率 平均速率平均速率BA说明：说明：16物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲若质点在若质点在三维三维空间中运动，其速度空间中运动，其速度17物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 一运动质点在某瞬时位于矢径一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处，其速度大小为的端点处，其速度大小为（A）（B）（C）（D）练习练习注意注意18物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲（1）求求 时的速度时的速度（2）作出质点的运动轨迹图作出质点的运动轨迹图 例例1 1 设质点的运动方程为设质点的运动方程为 其中其中19物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲解解 (1

8、)由题意可得速度分量分别为由题意可得速度分量分别为时速度为时速度为速度速度 与与 轴之间的夹角轴之间的夹角20物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲（2）运动方程运动方程由运动方程消去参数由运动方程消去参数 可得轨迹方程为可得轨迹方程为0轨迹图轨迹图246-6-4-224621物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲1 平均加速度平均加速度B与与 同方向同方向 反映速度反映速度大小大小和和方向方向随时间变化快慢随时间变化快慢八八 加速度加速度A22物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲2(瞬时瞬时)加速度加速度 当当t 0 0时，时，的极值的极值23物理学物理学第五

9、版第五版第一章 运动的描述第一讲加速度加速度大小大小24物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲加速度加速度大小大小加速度加速度方向方向曲线运动曲线运动 指向凹侧指向凹侧直线运动直线运动BA说明：说明：矢量性矢量性 瞬时性瞬时性 相对性相对性25物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 例例2已知质点的运动方程为已知质点的运动方程为解解(1)质点的轨道方程质点的轨道方程求求:(1)质点的轨道方程质点的轨道方程;(2)t=1s和和t=2s时时,质点的位置矢量质点的位置矢量;(3)t=1s和和t=2s时时,质点的速度和加速度质点的速度和加速度.将运动方程消除参数将运动方程消除参数t

10、可得到轨道方程可得到轨道方程26物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲(2)t=1s和和t=2s时时,质点的位置矢量质点的位置矢量;由题意知由题意知,在在t时刻质点的位矢可表示为时刻质点的位矢可表示为t=1s时位矢为时位矢为:t=2s时位矢为时位矢为:27物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲(3)t=1s和和t=2s时时,质点的速度和加速度质点的速度和加速度.由运动方程可以求得速度分量为由运动方程可以求得速度分量为速度矢量表示式为速度矢量表示式为t=1s时时t=1s时时由运动方程可以求得加速度速度分量为由运动方程可以求得加速度速度分量为28物理学物理学第五版第五版第一章

11、运动的描述第一讲加速度矢量表示式为加速度矢量表示式为 可见可见,质点的加速度与时间无关质点的加速度与时间无关,不随不随时间变化时间变化.29物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲小结 描述质点运动及运动变化的四个物理量描述质点运动及运动变化的四个物理量位矢、位移、速度、加速度位矢、位移、速度、加速度位矢位矢30物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲 描写质点空间位置变化描写质点空间位置变化的大小和方向的矢量的大小和方向的矢量位移位移B(t+t)A(t)31物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲速度速度描述质点运动的快慢和方向描述质点运动的快慢和方向 1 平均速度平均速度2瞬时速度（简称速度）瞬时速度（简称速度）32物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲1 平均加速度平均加速度与与 同方向同方向 反映速度反映速度大小大小和和方向方向随时间变化快慢随时间变化快慢加速度加速度2(瞬时瞬时)加速度加速度 当当t 0 0时，时，的极值的极值33物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲质点运动学两类基本问题之一质点运动学两类基本问题之一 由由质点的运动方程质点的运动方程可以可以求求得质点在得质点在任一时刻的任一时刻的位矢、速度和加速度位矢、速度和加速度；34物理学物理学第五版第五版第一章 运动的描述第一讲作业作业练习一练习一35