大学物理简程张三慧主编第1章质点运动学

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第1讲质点运动学-基本概念

爱因斯坦定对时，了惴相对和惴相对。提出了和自和的，的出奠定了理基惴相对研究的时结，了学研究的新，理的。
一物理学及其研究对象 1 什么是物理学？什么是物理学？物理学是研究物质运动规律及其相互作用的科学. 物理学是研究物质运动规律及其相互作用的科学. 2 物理学的研究对象机械运动原子和原子核运动分子热运动其它微观粒子运动电磁运动二学习物理学的意义系统的学科, 基础课, 必修课; 系统的学科, 基础课, 必修课; 打好必要的物理基础; 打好必要的物理基础; 学习科学的思想方法和研究问题的方法, 实现三学习科学的思想方法和研究问题的方法, 实现三个提高: 个提高: 科学实验的能力抽象思维的能力计算能力
r
x
j
y
y cos β =
i
O
cos γ = z
特性
瞬时性:不同时刻,质点的位矢一般不同. 瞬时性:不同时刻,质点的位矢一般不同. 相对性:相对于不同的参照系, 位矢不同. 相对性:相对于不同的参照系, 位矢不同.
r
2 运动方程位置矢量是时间的函数. 位置矢量是时间的函数.
v v ----矢量形式 r＝r (t ) = x(t )i + y (t ) + z (t )k ----矢量形式 j x = x(t ) 运动方程(函数) ----标量形式运动方程(函数) y = y (t ) ----标量形式 z = z (t )
第1章质点运动学章
Kinematics of Particles
二类运动学问题三个概念参考系、坐标系、质点参考系、坐标系、四个物理量位置、位移、速度、加速度矢量位置、位移、速度、

清华大学张三慧大学物理第一册第一章

4
§1.1 参考系、坐标系
一.参考系（frame of reference, reference system）
由运动的相对性，描述运动必须选取参考系。
参考系：用来描述物体运动而选作参考的物体
或物体系。运动学中参考系可任选，不同参考系中物体
的运动形式（如轨迹、速度等）可以不同。常用的参考系：
一个任意的平面曲线运动，可以视为由一系
列小段圆周运动所组成。加速度：
et1
·e
P1
n1
· 1 O1
曲率圆2 运动轨迹
O2
·· 2 P2 en2
et2
a
dv dt
et
v2
en
―曲率半径
在曲线上的各点固结一系列由
当地的切线和法线所组成的坐标
曲率圆1
系称自然坐标系。
21
§1.7 相对运动（relative motion）
v (t+Δt )
0
y
x
加速度：a lim
t 0
v t
d v dt
d2 r dt2
r
加速度的方向：v 变化的方向
加速度的大小：a
a
d v
dv
dt dt
12
§1.4 匀加速运动（uniformly acceleration motion）
特点：a const.
由
a dv dt
t
v(t)
adt dv
t0
v(t0 )
由
v dr dt
t
r (t )
vdt dr
t0
r (t0 )
r(t
)
r (t0
)
v(t0

张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【章节题库】(1-3章)【圣才出品】

第1章质点运动学一、选择题1．一质点沿x轴运动，其运动方程为，式中时间t以s为单位．当t＝2s时，该质点正在（）A．加速B．减速C．匀速D．静止【答案】A2．一物体在位置1的矢径是，速度是，如图1-1所示，经Δt时间后到达位置2，其矢径是，速度是，则在Δt时间内的平均速度是（）。

图1-1A．B．C．D．【答案】C【解析】平均速度。

3．一物体从某一确定高度以的速度水平抛出，已知它落地时的速度为，则它运动的时间是（）。

A．B．C．D．【答案】C【解析】落地时的速度与水平速度和竖直方向速度有关系式，所以，下落的时间为。

4．瞬时速度υ的大小|υ|可以用下列哪个式子来表示（）。

【答案】C【解析】由于速度，所以速度υ的大小。

5．质点以速度作直线运动，沿质点运动直线作Ox轴，并已知t＝3s时，质点位于x＝9m处，则该质点的运动学方程为（）。

A．x＝2tB．C．D．【答案】C6．（多选）质点沿半径为R的圆周按规律运动，其中b、c是常数，则在切向加速度和法向加速度大小相等以前所经历的时间为（）。

【答案】AB【解析】由求出速率及切向加速度，进一步求出法向加速度，再由切向加速度大小等于法向加速度的条件，即可解出时间t。

依题可知，而。

当可得。

即7．（多选）以下说法中，正确的是（）。

A．质点具有恒定的速度，但仍可能具有变化的速率B．质点具有恒定的速率，但仍可能具有变化的速度C．质点加速度方向恒定，但速度方向仍可能在不断变化着D．质点速度方向恒定，但加速度方向仍可能在不断变化着E．某时刻质点加速度的值很大，则该时刻质点速度的值也必定很大F．质点作曲线运动时，其法向加速度一般并不为零，但也有可能在某时刻法向加速度为零【答案】BCDF二、填空题1．一质点作匀加速直线运动，在ts时间内走过路程sm，而其速度增为初速的n倍。

此过程中的加速度a为______。

【答案】【解析】由，并利用，可解出。

2．有一水平飞行的飞机，速度为，在飞机上以水平速度υ向前发射一颗炮弹，略去空气阻力，并设发炮过程不影响飞机的速度，则（1）以地球为参考系，炮弹的轨迹方程为______。

张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)【课后习题】(1-6章)【圣才出品】

（1）求质点运动的轨道方程并画出轨道曲线；
（2）求
和
时，质点的位置、速度和加速度。
图 1-1
解：（1）在运动函数中消去 t，可得轨道方程为 1-1 所示。
（2）由
轨道曲线为一抛物线如图
可得在 t＝1 s 时，在 t＝2 s 时，
1.8 男子排球的球网高度 2.43 m，球网两侧的场地大小都是 9.0 m×9.0 m。一运动员采用跳发球姿势，其击球点高度为 3.5 m，离网的水平距离是 8.5 m。

由此可知θ无实数解，所以该目标不在可能的轨道上，所以不能被石头击中。只有当
时，θ才有解，由此得所以在 L＝50 m 这个距离上，他能击中的目标的最高高度为 12.3 m。附带算出相应的
1.11 为迎接香港回归，柯受良 1997 年 6 月 1 日驾车飞越黄河壶口瀑布（见图 1-4）。东岸跑道长 265 m，柯驾车从跑道东端起动，到达跑道终端时速度为 150 km/h，他随即以仰角 5°冲出，飞越跨度为 57 m，安全落到西岸木桥上。
，他能击中一个与他的手水平距离 L
＝50 m，高 h＝13 m 处的一个目标吗？在这个距离内他能击中的目标的最高高度是多少？
解：如图 1-3 所示，石头的轨道方程为
图 1-3
以
代入可得
能击中该目标的θ角需满足上式，即条件为
将已知数据代入后，可得根号下的值
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第1篇力学
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第 1 章质点运动学
1.1 木星的一个卫星——木卫 1——上面的珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达 200

张三慧大学物理考研辅导课程_1

张三慧<大学物理>考研辅导课程第1讲：质点运动学与牛顿三定律考点精讲第1章质点运动学考点一:从求,从求(质点力学第一类（正）问题)：(难度:0.5出题概率:0.7)知识点: 基本概念：● 质点（第一个物理模型）● 参考系=固定在参照物上的坐标系+一套同步的时钟。

位矢：,!r xi yj zk dr dxi dyj dzkdr dr =++=++ r r r r r r rrr位移：()()..!r r t t r t xi yj zk r r D =+D -=D +D +D D 笵r r r r r rr一般地： r sD 笵r（路程）。

速度：;x y z dr dx dy dz v i j k v i v j v k dt dt dt dt==++=++r r r r r r r r.d r ds v v dtdt======rrdr dr ds ds v dt ds dt dtt===r rr r .加速度：2222.y x z x y z dv dv dv dv d r d x d y d z a i j k i j k a i a j a k dt dt dt dt dt dt dt dt==++==++=++r r r r r r r r r r r ra a ====r解题要领:建合适的坐标系,用分量式.如果题目说求(加) 速度,则不但要求其大小,还要求其方向.考点二:,质点力学第二类（反）问题：(难度:0.6出题概率:0.7)知识点:用得特例1: 常矢量., ,特例2:一维问题..,.若再有a=常数，则。

解题要领:建合适的坐标系,用分量式,用数学技巧:和;不涉及时间t时,尽量用.考点三:相对运动-伽利略速度变换：(难度:0.7;出题概率:0.5)知识点:参考系S’相对于参考系S以速度U作平动，一质点在S系和S’系的位矢为r和r’,则：解题要领:解题时常用速度变换的分量式。

大学物理张三慧版ppt1.1-1.3

力学的研究对象是物体机械运动的规律及其应用, 力学的研究对象是物体机械运动的规律及其应用, 的研究对象是物体机械运动的规律及其应用是研究物理学其它部分的基础. 是研究物理学其它部分的基础. 机械运动(mechanical motion)指物体的位置随时机械运动指物体的位置随时间改变, 间改变,或一个物体内部某部分相对其它部分的位置随时间变化的过程,是最简单又最基本的运动. 置随时间变化的过程,是最简单又最基本的运动. 为了研究物体的机械运动,首先要掌握如何描述, 为了研究物体的机械运动,首先要掌握如何描述, 而力学中描述物体运动的内容叫做运动学运动学. 而力学中描述物体运动的内容叫做运动学. 物体的理想化模型—质点,刚体. 物体的理想化模型质点,刚体. 质点
15 第1章质点运动学
P
在直角坐标系中
分别是x 和方向的单位矢量方向的单位矢量. 其中 ,和分别是 ,y和z方向的单位矢量.
z
位矢大小可用方向余弦来表示位置矢量方向. 可用方向余弦来表示位置矢量方向.
P(x,章质点运动学
x
对于运动的质点, 位置在变化, 对于运动的质点位置在变化位置矢量必定随时间改变. 置矢量必定随时间改变. 位置矢量是时间的函数: 位置矢量是时间的函数:
3
第1章质点运动学
(3) 对于同一物体,由于研究问题的不同,有时 ) 对于同一物体,由于研究问题的不同, E 可以看作质点,有时则不能. 可以看作质点,有时则不能. 如研究对象是地球 A.公转公转形状均可忽略,可视为形状均可忽略, 质点. 质点. S B.自转自转形状不可忽略, 形状不可忽略,不能视为质点. 能视为质点.
(3) 在物理学中,坐标系的建立还有更加广泛的意义. 在物理学中,坐标系的建立还有更加广泛的意义.

大学物理(张三慧第三版)期末复习重点内容

《大学物理》第一篇力学第1章质点运动学参照系；质点；位置矢量；运动方程；轨迹方程位移；速度和加速度；速率；圆周运动（平面曲线运动）切向加速度、法向加速度；角位移、角速度、角加速度；线量与角量的关系第2章质点动力学应用牛顿定律解题第3章动量与角动量动量守恒定律；角动量；力矩；质点的角动量定理；角动量守恒定律第4章功和能功；变力的功机械能守恒定律第5章刚体的转动力矩的功、转动动能、刚体动能定理转动定律角动量；角动量定理；角动量守恒定律第6章狭义相对论基础同时性的相对性、长度收缩、时间膨胀洛仑兹坐标变换；狭义相对论的时空观相对论质量；相对论动量；相对论动力学方程；质速关系式相对论动能；相对论能量；质能关系式；动量与能量的关系第7章静电场库仑定律与叠加原理电场与电场强度静电场的高斯定理及其应用第8章电势电势差和电势；电场强度和电势的关系电势叠加原理；点电荷的电势；任意带电体的电势计算公式第9、10章静电场中的导体和电介质静电感应；静电场中导体静电平衡条件静电平衡时导体上电荷分布电容器；电容器的电容计算；电容器内的电场能量公式；电场的能量密度；电场的能量第11章、13章恒定电流和磁力洛仑兹力；磁场和磁感应强度；磁力线、磁通量；载流导线在磁场中的力和力矩及相互作用力第12章磁场的源（6学时）毕奥一萨伐尔定律安培环路定理及其应用与变化电场联系的磁场笫14章有磁介质存在时的磁场磁介质中的安培环路定理；磁场强度；第15章电磁感应（4学时）1. 法拉笫电磁感应定律2. 电动势；动生电动势3. 感生电动势和感生电场笫16章麦克斯韦方程组和电磁波1．麦克斯韦方程组（积分形式）。

张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(名校考研真题质点运动学)【圣才出品】

第1章　质点运动学一、选择题1．质点作半径为R 的变速率圆周运动，以v 表示其某一时刻的速率，则质点加速度的大小为（）。

[北京邮电大学2010研]A ．B ．C ．D ．【答案】D【解析】质点切向加速度为，法向加速度为，故质点加速度为：t dv a dt=2n v a R =42122dv v a [()()]dt R==+2．以下五种运动形式中，保持不变的运动是（）。

[华南理工大学2009研]A ．单摆的运动B ．匀速率圆周运动C ．行星的椭圆轨道运动D ．抛体运动E ．圆锥摆运动【答案】D【解析】抛体运动可将其分解为竖直方向的匀加速直线运动和水平方向的匀速直线运动，故其加速度始终为,且方向竖直向下。

a g 3．一质点沿轴运动，其运动方程为则质点在前4秒内走过的路程为（26(SI)x t t =-）。

[电子科技大学2007研]A ．10mB ．8mC ．9mD ．6m 【答案】A【解析】分两段分别计算正向位移、反向位移。

注意位移与路程的差别。

4．下列说法正确的是（）。

[郑州大学2006研]A ．加速度恒定时，质点运动方向不变B ．平均速率等于平均速度C ．质点运动速度为零时，加速度必定为零D ．质点运动速度方向的变化对应着法向加速度【答案】D二、计算题1．有一宽为l 的大江，江水由北向南流去．设江中心流速为o u ，靠两岸的流速为零．江中任一点的流速与江中心流速之差是和江心至该点距离的平方成正比，今有相对于水的速度为的汽船由西岸出发，向东偏北45°方向航行，试求其航线的轨迹方程以及到达东岸的地点。

[华南理工大学2009研]解：以出发点为坐标原点，向东取为轴，向北取为轴，因流速方向，由题意x y y -可得，0x u =2(/2)y u a x l b=-+令处，处，，0,x x l ==0/2y u x l ==；0y u u =-代入上式定出、，而得 a b 024()y u u l x x l=--船相对于岸的速度明显可知是,)x y v u u ，0/x u v =0/y yuv u =将上二式的第一式进行积分，有x =对第二式写成微分形式，并将上式代入，有24()y u dy dy dx v l x x dt dx dt l====--可得1)dyl x x dx=--因此，积分之后可求得如下的轨迹（航线）方程:23y x x x =+到达东岸的地点为(,)x y ''1,1x x l y y l =⎛''===-⎝解得1,1x x l y y l =⎛''===- ⎝2．汽车在半径R ＝400m 的圆弧弯道上减速行驶。

《大学物理》(张三慧)教学大纲

《大学物理三》教学大纲一、课程中英文名称中文名称：大学物理学英文名称：University Physics二、授课对象：工科专业总学时90（我校工科物理分为两种90、110学时）三、本课程与其它课程的联系先修课程：高等数学后续课程：（作为一门基础课程，许多与物理相关的课程都需要大学物理作为其基础）四、课程教学目的物理学是研究物质的基本结构、相互作用和物质运动最基本最普遍的形式（包括机械运动、热运动、电磁运动、微观粒子运动等）及其相互转化规律的科学。

物理学的研究对象具有极大的普遍性。

它的基本理论渗透在自然科学的一切领域，并广泛地应用于生产技术的各个部门。

它是自然科学和工程技术的基础。

以物理学的基础知识为内容的“大学物理”课程，它所包括的经典物理、近代物理及它们在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员所必备的。

因此，“大学物理”课程是各理工科专业学生的一门重要的必修基础课。

“大学物理”课程的作用，一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础；另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。

通过课程的学习，有助于学生开拓思路、激发探求和创新的精神，增强适应能力，提高科学素质。

学好本课程，不仅对学生在校的学习十分重要，而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论、新技术，不断更新知识，都将发生深远的影响。

由于本课程是在低年级开设的，因而它在使学生树立正确的学习态度、掌握科学的学习方法、培养独立获取知识的能力和帮助学生尽快适应大学阶段的学习生活也将起着重要的作用。

另外，通过学习物理知识、物理思想和物理学的研究方法，还将有利于培养学生建立辩证唯物主义世界观。

因此，本课程的教学任务可概括为：应使学生对物理学所研究的各种运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识；对本课程中的基本理论、基本知识和基本技能能够正确地理解，必具有初步应用的能力。

在本课程的各个教学环节中，应注意对学生进行严肃的科学态度、严格的科学作风和科学思维方法的培养和训练，应重视对学生能力的培养。

大学物理教程讲义第一章质点运动学58979市公开课获奖课件省名师示范课获奖课件

1.3 相对运动
1.3 相对运动
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1.1 质点运动描述
3.坐标系
在选定参照系后，为定量描述物体旳运动，我们取参照系中旳任意一点作为坐标原点建立坐标系。常用旳坐标系有直角坐标系、极坐标系、柱坐标系、球坐标系等，另外还有描述曲线运动旳自然坐标系。
1.1 质点运动描述
质点
1.1 质点运动描述
质点旳位置矢量和运动方程
为了定量描述质点旳
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大学物理教程
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第1章质点运动学
1.1 质点运动旳描述 1.2 圆周运动 1.3 相对运动
２.角速度
图1.10 角速度旳方向
1.2 圆周运动
３.角加速度
一样，能够定义角加速度β来描述角速度旳变化快慢.定义逆时针旳右手螺旋方向为正方向。
与角速度一样，角加速度也有正负。在国际单位制中，角加速度旳单位是弧度·秒-2 rad·s-2）
1.2 圆周运动
在描述半径为R旳圆周运动时，我们同步建立平面极坐标系和自然坐标系，如图1.11所示。以圆心为极点，任意射线为极轴Ox建立平面极坐标系，逆时针为极角θ正方向。以极轴Ox与圆周旳交点O′（θ=0）作为原点，以圆周为坐标轴，建立自然坐标系，逆时针为自然坐标s正方向。

大学物理(张三慧)期末考试专用复习提纲

动ba生
v

B
dl
b
a

Ii l

v
a
vBsin 900 dl cos0
b
b
a
vB dl Blv
b
动生电动势指向:沿
v

B
方向。
低电势b指向高电势a
（6）麦克斯韦方程组

E dS
qi 1 dV
s 0 0 V
V
V2
4、电流和磁场
（1）洛仑兹力
f

qv

B
（2）磁感应强度定义 B fmax
qv
（3）毕－萨定律 dB
0 4
Idl eˆr
r2
（4）毕－萨定律应用步骤
1）任取元 Idl
2）求该元激发的
dB
0 4
Idl sin
r2
3）求B：
Bx dBx
By dBy
小球和球壳内外表面的电势分别为
Vr

1
4 0

q r

q R1

q Q R2
VR1

1
4 0

q R1

q R1

q Q
R2

qQ
4 0 R2
VR2

1
40

q R2

q R2

q
Q R2

qQ
4 0 R2
球壳内外表面的电势相等。
刚体转动定律:M

dL
i

J
dt

大学物理简程张三慧主编第1章质点运动学.ppt

速度速度速度
dv dv du dt dt dt
a a ar
若两个参考系相对做匀速直线运动，即 ar 0
则 a a
16
矢量合成的平行四边形法则：
A
A
B
C
B
矢量合成的三角形法则：
A
C A
B C
CB
17
矢量的分解：
A
B
C
y
Cy
B Cx C
A C
x
18
vt v0 at
dt dt
d
dt
v R
对于匀速圆周运动
T 2
v
s

R
o
s
Ax
11
圆周运动的加速度
v (t)
v (t t)
s

v(t t) v(t)
v
a lim
lim
t 0
t
t0 t
R
o
s
Ax
v vn vt
v
(v )t
r (t t)
t
瞬时速度：
o
v lim r dr
x
t0 t dt
z
速率： v v dr lim r lim s ds dt t0 t t0 t dt
分量表达： vx

dx , dt
vy

dy dt
,
vz

dz dt
v vx2 vy2 vz2
v雨y v雨 y v人y
v雨
v人
v雨x 0 v人x 5m / s
v雨y v雨 y
v雨

01质点运动学

r | 大小：大小： | v |=| t
r = r2 r1
O
平均速度矢量的方向与位移的方向相同。平均速度矢量的方向与位移的方向相同。
平均速度可“近似”地描述质点在t时刻附近运动平均速度可“近似”地描述质点在t 的快慢和方向。的快慢和方向。
15
2.速度 2.速度对于变速曲线运动的物体，对于变速曲线运动的物体，用平均速度并不能精确地描写质点瞬时的运动情况。不能精确地描写质点瞬时的运动情况。瞬时速度（速度）瞬时速度（速度）
dv = axi + a y j + az k a= dt
dv d r = 2 a= dt dt
2
ax、ay 、 az为加速度在 x、y、 z方向的分量。方向的分量。方向的分量
dv y d 2 y dvx d 2 x dv z d 2 z ax = = 2 , ay = = 2 , az = = 2 dt dt dt dt dt dt
2.瞬时加速度（加速度） 2.瞬时加速度（加速度）瞬时加速度为精确地描写物体的加速度，为精确地描写物体的加速度，令t→0取极限。取极限。
19
v dv = 加速度：加速度： a = lim t →0 t dt
加速度为速度对时间的变化率。加速度为速度对时间的变化率。
v a = t
单位：秒单位：米/秒2，m/s2 含义：反映质点在任一瞬间的运动状态改变的快慢。含义：反映质点在任一瞬间的运动状态改变的快慢。
y x z cos α = , cos β = , cos γ = r r r
α
2.质点的运动方程 2.质点的运动方程
x
z
γ
P ( x, y , z )

大学物理B(上)第1章质点运动学

是对称的，而实验却发现了不少对称性念。她的文章是50年前的2月15
日发表的，她于1997年2月16日去世)；其二，有一半基本粒子是
至今一点都独立不出来的。我们已经知道，所有的中子、质子、
原子、分子，都是由两类基本粒子组成的：一类是夸克；另一类
第一章质点运动学
把物体看成一个只具有质量而没有大小和形状的理想物体
—— 质点
把物体看成质点是一种科学抽象的方法。质点是一个恰当的物理模型 . 根据具体问题，提出相应的物理模型，这种方法很有实际意义。目的是为了突出研究对象的主要性质 , 暂不考虑一些次要的因素 .
当所研究的运动物体不能被看成质点时，可把整个物体看成是由许多质点组成的。
……
1 如–果1真质空可点以运被动激发的，描粒述子的微观世界和宏第观一的章真质空点就运结合动起学
来了。这将是一个新的发展。我们用对撞机来研究这个问题，是想人工模拟出一个状态，它和当初宇宙开始大爆炸的情景相似。大爆炸开始于一个激发的真空，人工制造出类似的状态，也许可测量得到大爆炸之初的若干特性。宇宙中有一种叫作类星体的东西，人们知道它不是普通的星，但对它知之甚少。对它的能量来源，就一直未搞清楚。太阳的能源是核能，而一个类星体的能量比太阳的能量要大得多，可以是太阳的1015倍，这绝对不可能来自核能。在宇宙中估计共有100万个类星体，其中正在仔细研究的有1000个。
关于21世纪物理科学的发展前景，我认为是很好的，因为目前的情况与 20世纪初很相似。
1 – 1 质点运动的描述
第一章质点运动学
20世纪初的两大发现，导致两大科学疑问的提出，即光顺地球
运动和逆地球运动时的速度为什么一样? 如何解释炽热的物体发
射的光谱? 现在同样也面临两个疑问：其一，目前的物理理论都

《大学物理III》教学大纲和考试大纲-64学时

《大学物理Ⅲ》课程简介课程名称：《大学物理Ⅲ》/College Physics Ⅲ课程代码：学时/学分：64/4课堂授课：64课程主要内容：本课程主要讲授力学、相对论、振动与波、波动光学、量子物理基础。

从经典力学拓宽到相对论力学；从宏观物体的运动学、动力学规律到三大守恒定律在宏观世界的应用；光的干涉、衍射及偏振现象与规律；普朗克量子假说、光的波粒二象性、德布罗意物质波及其统计解释、不确定关系、玻尔的氢原子理论，薛定谔方程及其初步应用等。

适用专业：先修课程：《高等数学》推荐教材：1．赵近芳王登龙编，《大学物理学》（第4版），北京邮电大学出版社，2014年。

参考书：1．张三慧主编，《大学基础物理学》，清华大学出版社，2003年；2．程守洙、江之永主编，《普通物理学》第5版，高等教育出版社，2001年；3、卢德馨主编，《大学物理学》，高等教育出版社，1998年；4．R.P.费曼，《费曼物理学讲义》，上海科学技术出版社，1983年；5．郭奕玲、沈慧君编著，《物理学史》，清华大学出版社，2005年。

《大学物理Ⅲ》课程教学大纲授课专业：学时数：64；学分数：4.0一、课程的性质和目的本课程是非物理专业的基础课程。

本课程的任务是通过讲授和讨论力学、相对论、振动与波、波动光学、量子物理基础等基础知识，使学生掌握力学、波动光学和近代物理的基本体系，认识光在传播过程中表现出的波动性以及在科学技术中的应用；了解量子力学的形成过程与基本规律，以及在微观领域所取得的巨大成就；了解物理学的新成就和发展方向，拓展学生视野，培养学生的创新意识，为后续课程的学习和将来进一步发展奠定良好的物理基础。

二、课程教学的基本要求本课程的教学环节以课堂讲授为主，辅以习题讨论、答疑、学生自学、课后作业、小测验和期末考试；通过上述教学环节，使学生学会从观察自然现象和总结实验事实入手，利用物理模型，掌握三大守恒定律在力学中的应用；理解经典时空观和相对论时空观的区别。

(最新整理)大学物理质点运动学

x v t1 t2 t
v 0 1 4 ( m s )方向与 x 轴正向相同
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v 1 2 4 ( m s ) 方向与 x 轴正向相反
21
例2 一质点沿x轴作直线运动，其位置坐标与时间的关系为 x =10 + 8t - 4t2,求：（1）质点在第一秒第二秒内的平均速度。（2）质点在t = 0、1、2秒时的速度。
轨道：质点运动时所经过的路线
路程：质点在一段时间内沿轨道经过的距离
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14
五、位移 —— 位置的改变
r r(t t) r(t)
s P 1 P •r •
位移是矢量，有大小和方向 r ( t )
直角坐标系中
r(x2 x 1)i (y2y 1)j (z2z1)k
O
xi yj zk
x1 x2 x3
x y z
cos sin
d
r
ed
ezdz
e d
d V d d d z 10
3. 广义坐标
反映力学体系在空间位形的独立变量被称为广义坐标。
它是拉格朗日方程建立的基础和优越性所在，也是分析
力学的基础。
广义坐标不仅拓宽了坐标的概念，而且由它所列出的动
力学方程不含非独立变量，使方程的求解过程得到了简
V(t)
P1
· V(t+ △t)
瞬时加速度
a (t)lim vdvd2r o t 0t dt d2t
加速度是速度对时间的一阶导数
r(t t)
V(t) Δv
V(t+ △ t)
或位矢对时间的二阶导数
r、 v 描述质点运动状态的物理量
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张三慧《大学物理学：力学、电磁学》(第3版)(B版)(课后习题质点运动学)【圣才出品】

第1章　质点运动学1.1 木星的一个卫星——木卫1——上面的珞玑火山喷发出的岩块上升高度可达200km ，这些石块的喷出速度是多大？已知木卫1上的重力加速度为，而且在木卫1上没有空气。

解：1.2 一种喷气推进的实验车，从静止开始可在1.80s 内加速到1600km/h 的速率。

按匀加速运动计算，它的加速度是否超过了人可以忍受的加速度25g ？这1.80s内该车跑了多长距离？解：实验车的加速度为基本上超过了25g 。

1.80 s 内实验车跑的距离为1.3 一辆卡车为了超车，以90 km/h 的速度驶入左侧逆行道时，猛然发现前方80 m 处一辆汽车正迎面驶来。

假定该汽车以65 km/h的速度行驶，同时也发现了卡车超车。

设两司机的反应时间都是0.70 s （即司机发现险情到实际刹车所经过的时间），他们刹车后的减速度都是，试问两车是否会相撞？如果会相撞，相撞时卡车的速度多大？解：已知。

两车开始刹车时，它们之间的距离为卡车到停止需继续开行的距离汽车到停止需继续开行的距离因为，所以二车会相撞。

以t 表示二车刹车后到相撞所用的时间，则有代入已知数，为解此方程可得t ＝1.62 s ，4.11 s （舍去）由此得碰撞时卡车的速度为1.4 跳伞运动员从1200 m 高空下跳，起初不打开降落伞作加速运动。

由于空气阻力的作用，会加速到一“终极速率”200 km/h 而开始匀速下降。

下降到离地面50 m 处时打开降落伞，很快速率会变为18 km/h 而匀速下降着地。

若起初加速运动阶段的平均加速度按g/2计，此跳空运动员在空中一共经历了多长时间？解：运动员加速下落的时间加速下落的距离以速率匀速下落的时间以速率匀速下落的时间运动员在空中总共经历的时间为1.5 由消防水龙带的喷嘴喷出的水的流量是q＝280 L/min ，水的流速若这喷嘴竖直向上喷射，水流上升的高度是多少？在任一瞬间空中有多少升水？解：水流上升的高度同一滴水在空中运动的时间在时间t内喷嘴喷出的水即在任一瞬间空中所有的水。

大学物理一质点运动学

上海大学理学院物理系热学热学三定律机械运动热运动电磁运动力学牛顿三定律狭义相对论电磁学光学麦克斯韦方程§0.1预备知识tS V ΔΔ=lim ΔV =212s at =1.x--x 0=求原函数：dx=Vdt2.cos A B AB θ=u r u rBu rsin A B AB θ×=u r u r右手螺旋法则位矢的大小：222z y x r r ++==vr x v=αcos r y v =βcos rzv =γcos 位矢的方向：x 速度的叠加：速度是各分速度之矢量和663262.80*10*ln 9.80*1200.918(/)1.38*10*2.90*109.8015.8(/)1.36*10km s m s −=−=34这时火箭的速度为v=2.90*10方向向上，说明此时火箭仍在上升。

火箭的加速度为1.20*10a=方向向上，与速度同向，说明火箭仍在向上加速（3）曲线如图，从数学上说，三者中后者依次为前者的斜率1.2xy R ωωω例一质点在平面内运动，其运动函数为x=Rcos t和y=Rsin t，其中和为正值常量。

求质点的运动轨道以及任一时刻它的位矢、速度和加速度222,x y t x y R +=解：对两个函数分别取平方，然后相加，就可以消去而得到轨道方程这是一个圆心在原点，半径为R的圆的方程，它表明质点沿此圆周运动22cos sin r xi yj R ti R tj r x y Rωω=+=+=+=r质点在任一时刻的位矢可以表示为此位矢的大小为cos sin ;cos R tjR t v R tωωωωωω+=−=这说明速度在任一时刻总是与位矢垂直，22cos sin ti R tj ωωω−。