力与运动.ppt

文档介绍：第 1 章力与运动
第 1 章力与运动
质点运动学
时空观
质点动力学
§ 质点运动学
参考系
参考系:用来描述物体运动而选作参考的物体、
或相对静止的物体系。
运动的相对性决定描述物体运动必须选取参考系
在运动学中,参考系可任选,但以描述方便为原则
不同参考系中,对物体运动的描述不同(如轨迹、速度等)——运动描述的相对性
常用参考系:
太阳参考系(太阳─恒星参考系)
地心参考系(地球─行星参考系)
地面参考系或实验室参考系
质心参考系
基本概念
坐标系
坐标系:由固结在参考系上的一组有刻度的射线、
曲线或角度表示。
坐标系为参考系的数学抽象(两者相对静止)
坐标系可任选,以描述方便为原则
在同一参考系中,用不同的坐标系描述同一物体的
运动时,其数学表述不同-与坐标系的选择有关。
常用的坐标系:
自然坐标系
直角坐标系
球坐标系
柱坐标系
质点
——理想模型
1. 物体的大小、形状可忽略时
2. 运动过程中,物体各部分运动相同
(如图:在研究地球公转时)
(如图:物体的平动)
“点”-具有该物体相同的质量
真实物体——无穷多质点的集合
物体
质点
太阳
地球
R ≈ 6400km
108km
质点的位置坐标和位置矢量
位置矢量(或矢径):
质点位置:P (x,y,z) = P ( t )
直角坐标系
z
y
x
y
z
x
o
P (x,y,z)
位置矢量在直角坐标系中可用单位矢量表示为:
极坐标系
位置矢量在极坐标系中可用单位矢量表示为:
P
o
极轴
径向单位矢量
横向单位矢量
运动方程与轨道
质点的位置与运动时间( t ) 有关,位置矢量满足一定的函数关系:
——轨道(方程)
——称为质点运动方程
或:
如:
消去时间参量:
分量形式:
(a) 车作匀速运动时车上的人观察到石子作直线运动
*物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系*
(b) 车作匀速直线运动时,地面上的人观察到石子作抛物线运动
*物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系*