文档介绍：质点运动学(1)
第一章
质点和刚体的机械运动
第一篇
物体在空间的位置随时间变化的运动称为机械运动。
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日心系
Z
X
Y
地心系
o
1-1 质点运动的描述
为了描述一个物体的运动,必须选择另一个物体作为参考,被选作参考的物体称为参照系。
地面系
一、参考系(坐标系) 质点
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1、参考系
注意
参考系不一定是静止的。
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参照系与坐标系的区别
对于同一种运动,由于参照系选择的不同而有不同的描写。
运动描述的相对性
坐标系——为了定量地确定质点在空间的位置而
固定在参照系上的一个框架。
(直角坐标系、球坐标系、极坐标系、柱面坐标系等)
参照系选定后,选用不同的坐标系对运动的描写
是相同的,不同坐标系的分量之间有互换关系。
对物体运动的描写决定于参照系而不是坐标系。
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(还有自然坐标系)
(1) 物质世界的质量层次与数量级(以kg为单位)
电子
质子
分子
病毒
蚂蚁
10-30
10-27
10-22
10-13~10-19
10-4
人体
火箭
金字塔
海水
月球
102
106
1010
1021
1023
地球
太阳
银河系
已知的宇宙
1025
1030
1041
1053
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2、质点
没有大小和形状,只具有全部质量的一个点
实际上不存在,只是一种理想的模型。
(2)物质世界的时间层次与数量级(以 s 为单位)
Z0 和W+ 或W- 粒子的寿命
10-25
不稳定粒子的寿命
10-25~10-6
可见光的辐射周期
10-15
常见声音的周期
10-4
市电的周期
10-2
钟摆的周期
100
一天的周期
105
一年的周期
107
人类文明史
1011
古人类至今
1014
恐龙灭绝至今
1015
地球的年龄
1017
宇宙的年龄
1018
质子的寿命
1039
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(3)物质世界的长度层次与数量级(以 m 为单位)
夸克的半径
10-20
质子半径
10-15
原子半径
10-10
病毒的半径
10-7
可见光波长
10-6
昆虫
10-2
人体的高度
100
红杉树的高度
102
珠峰的高度
104
地球半径
107
太阳半径
109
地球轨道半径
1011
太阳系的半径
1013
银河系的半径
1021
星系团的半径
1023
超星系团半径
1024
可视宇宙的半径
1026
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质点
可以将物体简化为质点的两种情况:
物体不变形,不作转动(此时物体上各点的速度及加速度都相同,物体上任一点可以代表所有点的运动)
物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及转动显得并不重要)。
注意:物理的点与数学的点不同,它=====具有相对的意义。
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如何将物体化为质点?
二、位置矢量运动方程位移
质点的空间位置可以用某时刻t 它在坐标系中的坐标来表示。
在直角坐标系中P点坐标(x, y, z)
P点矢径
位置矢量
(位矢)
P点矢径的方向:
P点矢径的大小:
单位:米
P(x, y, z)
x
y
z
轨道
O
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1、位置矢量(位矢)
强调
质点的位矢既具有大小
又具有方向。
位矢是矢量
2、运动方程
位矢
位矢随时间的某种函数关系
质点的运动学方程
直角坐标系中
分量表示
可以简化为一维、二维和三维运动方程。
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