文档介绍：运动学是从几何观点来研
究和描述物体机械运动规律的
一切物质都处于永恒的运
动之中
运动状态是用位置、速度、加速度等物理量来描述的
运动学的核心是运动方程
第一章质点的运动时间空间 movement of particle time space
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第一章质点的运动时间空间 movement of particle time space
§ 质点运动的描述之一
§ 质点运动的描述之二
§ 相对论时空观
§ 经典时空观及其局限性
本章内容
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§ 质点运动的描述之一
本节学习指导:
1、阅读教材附录1中的一、二、四以及附录4中的四
2、领会位置矢量、位移、速度、加速度的定义及相互关系;认识他们在描述质点运动中所起的作用。
3、运动方程的含义及表达式是什么?根据运动方程如何求速度和加速度?
3
一、运动描述的相对性
1、质点 particle
一个只具有质量而没有大小和形状的理想物体,称为质点。
是一种理想模型 ideal model
建立理想模型是经常采用的一种科学思维方法,根据所研究问题的性质,突出主要因素,忽略次要因素,使问题简化但又不失客观真实性的一抽象思维方法;除质点外,还有刚体、线性弹簧振子、理想气体、点电荷等。
思考题: 地球可否看作质点?为什么?
§ 质点运动的描述之一
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2、参考系 reference system :描述物体运动时被选作参考的其他物体或物体系,称为“参考系”(reference system) 或“参照系”(frame of reference)。
宇宙中所有的物体都处于不停的运动中,称为运动的绝对性,但选取不同的参考系,对同一运动的描述将是不同的,这称为运动描述的相对性。
坐标系为了定量的确定质点的位置,描述其运动,还要在所选的参考系上规定一个坐标系。常用的坐标系有笛卡尔直角坐标系、极坐标系、自然坐标系、球坐标系和柱坐标系等.
§ 质点运动的描述之一
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x
y
z
0
K
K'
x'
y'
z'
0
M
u
y
x
z
0
K
K'
x'
y'
z'
0
M
u
R
r
r'
(a)可选不同的物体做参考系
(b)选定坐标系后,就不必画出参考物
图1-1 参考系和坐标系
§ 质点运动的描述之一
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位矢:从坐标原点到质点的有向线段。如图1-2所示质点M的位矢是r
r = xi + yj + zk
0
x
y
z
i
j
k
M(x,y,z)
x
y
z
r
图1-2 M点的位矢与坐标
1、位置、位矢、路程、位移:
位置:在某时刻质点所占据的空间
二、描述质点运动的物理量
§ 质点运动的描述之一
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位移:质点在某一段时间内位矢的增量.
路程:质点运动路径的长度 s
A
B
O
x
y
z
2、时间与时刻 time interval and time (instant)
图1-3 位矢、位移、路程
§ 质点运动的描述之一
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3、速度 velocity
平均速度average locity
平均速率
r(t+Δt )
r(t)
0
Δr
Δr
r(t+Δt )
r(t)
Δr
x
y
z
P2
P1
0
ΔS
·
·
§ 质点运动的描述之一
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r(t+Δt )
r(t)
Δr
x
y
z
P2
P1
0
ΔS
r(t+Δt )
r(t)
0
Δr
Δr
·
·
瞬时速度:
instantaneous
velocity
瞬时速率:
§ 质点运动的描述之一
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