文档介绍：第一章质点运动学
第一篇力学
第二章牛顿运动定律
第三章功和能
第四章动量和角动量
第五章刚体的转动
第三篇电场和磁场
第八章真空中的静电场
第九章静电场中的导体和电介质
第二篇气体动理论和热力学基础
本学期教学内容
第六章气体动理论
第七章热力学基础
第十九章狭义相对论基础
第五篇近代物理学基础
第一章质点运动学
第二章牛顿运动定律
第三章功和能
第四章动量和角动量
第五章刚体的转动
第一篇力学
力学是研究物体机械运动的规律及其应用的学科。
机械运动:物体在空间的位置随时间变化的过程。
运动学:只从几何观点研究物体的运动(位置、
速度、加速度、轨迹等)。(第1章)
力学动力学:联系产生或改变运动的原因一起研究。
(力、力矩、冲量、质量、转动惯量、
加速度、动量、角动量等)。(第2、3
、 4、5章)
静力学:研究作用在物体上的力的平衡条件。
(本课程内不讨论)
引言
§1-1 参考系质点
§1-2 质点的位移速度和加速度
§1-3 相对运动
§1-4 圆周运动
第一章质点运动学
1. 掌握位矢(位置矢量)、位移、速度、加速度、角速度和角加速度等描述质点运动和运动变化的物理量的定义及其矢量性、相对性和瞬时性;
2. 能借助直角坐标系用微积分方法计算质点在平面内运动的速度、加速度和轨道方程;
3. 能计算质点作抛体运动和圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。
教学要求
物体运动是绝对的,对运动的描述是相对的。
一、参考系、坐标系
参考系:为了研究一个物体的运动,必须另选一物
体作参考,这个被选作参考的物体称为参考系。
坐标系:定量地表示某一物体相对于参考系的位置。
物体的运动对不同的参考系有不同的描述。这个事实称为运动描述的相对性。
§1-1 参考系质点
x
y
z
参考系
O
运动物体
坐标系
例: 车厢在地面上向右匀速运动,甲在地面上,乙在车厢内,同时观察螺钉从车顶落下的过程。
甲:螺钉作平抛运动。
乙:螺钉作自由落体运动。
可见参考系不同对运动的描述也不同。即对运动的描述是相对的。
甲
乙
二、质点(理想模型)
质点:具有质量而没有形状和大小的理想物体。
一个物体能否看作质点,要根据问题的性质来决定。
例如,
地球绕太阳运动, 而研究地球的自转时,
地球可以当作质点; 地球就不能当作质点。
两条原则: 1、物体的线度大大地小于它的运动空间; 2、物体作平动。
平动
三、时间和时刻
任何一个物理过程(包括机械运动)都必须经历一段时间。
人们常用一个物理过程来定义时间。例如,地球自转一周所经历的时间为一天,等于86400秒。
时间趋于无限小的时候,就是时刻。
时间对应于物理过程。{ 路程,位移}
时刻对应于物理状态。{ 位置}
一、质点的运动方程、轨道
1、质点的运动方程
一质点在空间中运动,任
意时刻 t 其位置可以由坐标
x, y,z 来确定(如图)它们是
时间的函数:
上式称为质点的运动方程。
运动方程:描述质点的位置随时间变化的方程。
运动学的问题,归根结底就是求质点的运动方程。
§1-2 质点的位移速度和加速度
(1-1)
x
y
z
x(t)
y(t)
z(t)
o