大学物理质点、物理模型(精)
第二章 质点运动学总结
下页 返回 结束 Δr
t 0
dr ds
r2
· B
y
元位移的大小
元路程
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第二章 质点运动学
§2.2
速度与加速度
§2.2.1 平均速度与瞬时速度 §2.2.2 平均加速度与瞬时加速度
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结束
第二章 质点运动学
§2.2.1 平均速度与瞬时速度
1.平均速度 r (t t ) r (t ) r 定义 v t t __ r 相 同 v 是矢量 , 方向与 __ r 大小为 v t 平均速率 P Q r r ( t t )
地面系
o
日心系
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Y
结束
X
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地心系
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第二章 质点运动学
选取不同的参考系，描写物 体运动的规律是不同的。
选择合适的参考系， 建立恰当的坐标系，
月亮 地球 以地球为参照系
以太阳为参考系
以方便确定物体的运动性质； 以定量描述物体的运动；
提出准确的物理模型， 以突出问题中最基本的运动规律。 讨论：刻舟求剑的启示？
x a( sin ) a(t sint ) y a(1 cos ) a(1 cost )
思考：圆内的一点和圆外的一点？
x a b sin y a b cos
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结束
第二章 质点运动学
§2.1.2 位移
1. 位移——位置矢量的增量 位移——是由初位置引向末位置的矢量，
r (t )
O
s v 0 s为路程 t
v 不能反映位移变化相对 于时间的不均匀性 .
大学物理第四版
韩晓红信息学院北楼A203教务处网络教学——用户名：1234密码：1234课程搜索：大学物理II课程搜索大学物理11第一章质点运动学3/31教学基本要求位置矢量位移加速度等描述质点运动及运动一掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量. 理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性.二理解运动方程的物理意义及作用. 掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法.三能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度.四理解伽利略速度变换式, 并会用它求简单的质点相对运动问题.运动的绝对性和相对性一参考系、坐标系、物理模型1、运动的绝对性和相对性①运动是绝对的：任何物体任何时刻都在不停地运动着②运动又是相对的：运动的描述是相对其他物体而言的2、参考系为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系.选取的参考系不同对物体运动情况的描述不同这就选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性.4、物理模型——质点质点没有大小和形状，只具有全部质量的一点。
可将物体简化为质点的两种情况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)。
描述物体运动的基础：选择合适的参考系确定物体的运动性质建立恰当的坐标系定量描述物体的运动提出准确的物理模型突出问题中最基本的运动规律位移的物理意义注意简称速度r r d vv v=Δ=x v v ΔΔli li t t t d lim 0Δ→Δv j ty i t t t vΔ+Δ=→Δ→Δ00lim lim v vsr d d =当时,0→Δt d s v v 当质点做曲线运动时 质点在某一点的速度方向就td e t=v ,质点在某点的速度方向就加速度a v位矢rv位移r vΔ速度v v注矢量性：四个量都是矢量，有大小和方向意加减运算遵循平行四边形法则avrv v v某一时刻的瞬时量瞬时性：rvΔ不同时刻不同过程量相对性：不同参照系中，同一质点运动描述不同不同坐标系中，具体表达形式不同质点运动学两类基本问题一由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；二已知质点的加速度以及初始速度和初始位置, 可求质点速度及其运动方程.v v 求导求导v )(t a )(t r 积分积分()t v 运动状态运动状态变化2at +=υυ02运动学方程BlαAvA Blαv21υυ+12x x −=υ2υ=12t t −。
大 学 物 理 质点运动学
dr
dx
i
dy
j 3i 8tj (m/s)
dt dt dt
（3）由加速度的定义得
a
d
8 j (m/s2 )
dt
x
22
例2: 一质点沿半径为1 m的圆周运动，它通过的弧长 s按s＝t＋2t2的规律变化。问它在2 s末的速率、法向 加速度和切向加速度各是多少？
解 （1）由速率定义，有 ds 1 4t dt
小球的切向加速度量值 a，法向加速度量值an和轨道
的曲率半径 。
解：由图可知
a
g sin
gy
a g
gt
2 0
g 2t 2
g2t
02 g2t 2
an θ
x= 0
θ
a
y=gt
an
g cos
gx
g
an
g0 02 g2t 2
2
2 x
2 y
(02
g 2t 2 )3 / 2
an
an
g0
21
§1.4 运动学中的两类问题
r
Ｃ
Ｂ
r
r2
Ｏ
位置矢量的增量 ◆位矢增量的模 ◆位矢模的增量
r r2 r1 | r|| r2 r1 | r | r2 | | r1 |
位移在直角坐标系中的表示式
r
xi
yj
zk
9
路程 s t 时间内质点在空间内实际运行的路径距离。
注意
• s与 r的区别
s为标量, r为矢量
s r
d
s
dr
将t ＝2代入上式，得2 s末的速率为
＝1＋4×2＝9 (m·s-1)
（2）法向加速度的大小 （3）切向加速度的大小
大学物理知识点整理
⼤学物理知识点整理⼀、质点：是物体的理想模型。
它只有质量⽽没有⼤⼩。
平动物体可作为质点运动来处理，或物体的形状⼤⼩对物体运动状态的影响可忽略不计是也可近似为质点。
⼆、⼒：是物体间的相互作⽤。
分为接触作⽤与场作⽤。
在经典⼒学中，场作⽤主要为万有引⼒（重⼒），接触作⽤主要为弹性⼒与摩擦⼒。
1、弹性⼒：（为形变量）2、摩擦⼒：摩擦⼒的⽅向永远与相对运动⽅向（或趋势）相反。
固体间的静摩擦⼒：（最⼤值）固体间的滑动摩擦⼒：3、流体阻⼒：或。
4、万有引⼒：特例：在地球引⼒场中，在地球表⾯附近：。
式中R为地球半径，M为地球质量。
在地球上⽅（较⼤），。
在地球内部（），。
三、惯性参考系中的⼒学规律⽜顿三定律⽜顿第⼀定律：时，。
⽜顿第⼀定律阐明了惯性与⼒的概念，定义了惯性系。
⽜顿第⼆定律：普遍形式：；经典形式：（为恒量）⽜顿第三定律：。
⽜顿运动定律是物体低速运动（）时所遵循的动⼒学基本规律，是经典⼒学的基础。
四、⾮惯性参考系中的⼒学规律1、惯性⼒：惯性⼒没有施⼒物体，因此它也不存在反作⽤⼒。
但惯性⼒同样能改变物体相对于参考系的运动状态，这体现了惯性⼒就是参考系的加速度效应。
2、引⼊惯性⼒后，⾮惯性系中⼒学规律：五、求解动⼒学问题的主要步骤恒⼒作⽤下的连接体约束运动：选取研究对象，分析运动趋势，画出隔离体⽰⼒图，列出分量式的运动⽅程。
变⼒作⽤下的单质点运动：分析⼒函数，选取坐标系，列运动⽅程，⽤积分法求解。
第3章机械能和功⼀、功1、功能的定义式：恒⼒的功：变⼒的功：2、保守⼒若某⼒所作的功仅取决于始末位置⽽与经历的路径⽆关，则该⼒称保守⼒。
或满⾜下述关系的⼒称保守⼒：3、⼏种常见的保守⼒的功：（1）重⼒的功：（2）万有引⼒的功：（3）弹性⼒的功：4、功率⼆、势能保守⼒的功只取决于相对位置的改变⽽与路径⽆关。
由相对位置决定系统所具有的能量称之为势能。
1、常见的势能有（1）重⼒势能（2）万有引⼒势能（3）弹性势能2、势能与保守⼒的关系（1）保守⼒的功等于势能的减少（2）保守⼒为势能函数的梯度负值。
(完整版)大学物理笔记
1. 参考系：为描述物体的运动而选的标准物2. 坐标系3. 质点：在一定条件下，可用物体上任一点的运动代表整个物体的运动，即可把整个物体当做一个有质量的点，这样的点称为质点（理想模型）4. 位置矢量（位矢）：从坐标原点指向质点所在的位置5. 位移：在t ∆时间间隔内位矢的增量6. 速度 速率7. 平均加速度8. 角量和线量的关系9. 运动方程10. 运动的叠加原理位矢：k t z j t y i t x t r r ϖϖϖϖϖ)()()()(++==位移：k z j y i x t r t t r r ϖϖϖϖϖϖ∆+∆+∆=-∆+=∆)()(一般情况，r r ∆≠∆ϖ速度：k z j y i x k dt dz j dtdy i dt dx dt r d t r t ϖϖϖϖϖϖϖϖϖ•••→∆++=++==∆∆=0lim υ 加速度：k z j y i x k dtz d j dt y d i dt x d dtr d dt d t a t ϖϖϖϖϖϖϖϖϖϖ••••••→∆++=++===∆∆=222222220lim υυ 圆周运动 角速度：•==θθωdtd 角加速度：••===θθωα22dtd dt d （或用β表示角加速度） 线加速度：t n a a a ϖϖϖ+= 法向加速度：22ωυR R a n ==指向圆心 切向加速度：αυR dtd a t == 沿切线方向 线速率：ωυR =弧长：θR s =1.牛顿运动定律：牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体作用的力迫使它改变这种状态牛顿第二定律：当质点受到外力的作用时，质点动量p的时间变化率大小与合外力成正比，其方向与合外力的方向相同牛顿第三定律：物体间的作用时相互的，一个物体对另一个物体有作用力，则另一个物体对这个物体必有反作用力。
作用力和反作用力分别作用于不同的物体上，它们总是同时存在，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
大学物理笔记(可编辑修改word版)
第一章质子运动学1.参考系：为描述物体的运动而选的标准物2.坐标系3.质点：在一定条件下，可用物体上任一点的运动代表整个物体的运动，即可把整个物体当做一个有质量的点，这样的点称为质点（理想模型）4.位置矢量（位矢）：从坐标原点指向质点所在的位置5.位移：在∆t 时间间隔内位矢的增量6.速度速率7.平均加速度8.角量和线量的关系9.运动方程10.运动的叠加原理第二章牛顿运动定律1.牛顿运动定律：牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到其他物体作用的力迫使它改变这种状态牛顿第二定律：当质点受到外力的作用时，质点动量p 的时间变化率大小与合外力成正比，其方向与合外力的方向相同牛顿第三定律：物体间的作用时相互的，一个物体对另一个物体有作用力，则另一个物体对这个物体必有反作用力。
作用力和反作用力分别作用于不同的物体上，它们总是同时存在，大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。
2.常见的力：万有引力：弹性力摩擦力第三章动量守恒定律和能量守恒定律1.动量：p =mv 描述物体运动状态的物理量2.冲量：力对时间的积累效应I =⎰Fdt3.动量定理：质点动量的增量等于合力对质点作用的冲量，质点系动量的增量等于合外力的冲量⎰Fdt =p -p04.动量守恒定律：若质点系所受的合外力为零，系统的动量是守恒量5.功：描述力对空间的累积效应的物理量W =⎰f dr 保守力的功：只于物体的始末位置有关，与路径无关非保守力的功：与物体的始末位置有关，与路径无关6.势能：与物体位置有关的能量。
当质点从A 点运动到B 点时保守力所做的功等于势能增量的负值引力势能重力势能弹性势能7.动能定理：质点的动能定理是合外力对质点做的功等于质点动能的增量；质点系的动能定理是外力及内力对质点系所做的总功等于系统动能的增量功能原理：系统外力的功与非保守内力的功之总和等于系统机械能的增量机械能守恒定律：如果系统外力的功与非保守内力的功之总和等于零，则系统的机械能不变8.质心第四章 刚体1. 刚体：受力时大小和形状保持不变的物体（理想模型）2. 刚体的运动：平动,转动（含定轴转动，定点转动）和平面平行转动3. 刚体的定轴转动：刚体绕一固定轴转动，此时刚体上所以的点都绕一固定不变的直线做圆周运动。
大学物理质点运动学PPT
dx
2
dy
2
dz
2
dt dt dt
15
4、加速度
a
描述质点速度大小和方向变化快慢的物理量
r ,v 为描述机械运动的状态参量 a 称为机械运动状态的变化率
1）平均加速度与瞬时加速度
vA
A
B vB
vA
v
o
a v t
dv dt
d
2
r
dt 2
2、已知加速度(速度)，初始条件，求速度(运动程)(用积分的方
法)
设初始条件为 ：t = 0 时，r r0 ，v v0
a dv dt
v
t
dv adt
v0
t0
t
v v0 adt t0
v dr dt
r
t
dr vdt
r0
由速度定义得
v dr 3i 8tj dt
图1.15
其模为 v 32 (8t)2 ，与x轴的夹角 arctan 8t .
3
21
由加速度的定义得
a dv 8 j dt
即加速度的方向沿y轴负方向，大小为 8m / s2.
22
例 已知 a 16 j , t =0 时， v0 6i , r0 8k
d
dr ds
但仍是
dr
dr
dr
dr
12
3、速 度 描述质点位置变化和方向变化快慢的物理量
1）平均速度与平均v 速 率r t
v s t
读成t时刻附近△t时间内的平均速度（或速率）
大学物理 质点
空间和时间
3. 空间和时间
反映了物质的广延性 与物体的体积和位 广延性， 空间反映了物质的广延性，与物体的体积和位 置变化联系在一起。 置变化联系在一起。 联系在一起 反映物理事件的顺序性和持续性 顺序性和持续性， 时间反映物理事件的顺序性和持续性，与物理 事件的变化和发展过程联系在一起。 事件的变化和发展过程联系在一起。 变化和发展过程联系在一起 墨子、莱布尼兹、牛顿等都提出了自己的时空 墨子、莱布尼兹、牛顿等都提出了自己的时空 是他们所处的时代中最有代表性的观点。 观，是他们所处的时代中最有代表性的观点。 现代物理学中，最有代表性的是爱因斯坦的 现代物理学中，最有代表性的是爱因斯坦的 相对论时空观。 相对论时空观。
孰是孰非？ 孰是孰非？
选择不同的参考系来观察同 一物体的运动， 一物体的运动，其观察结果 会有不同。 会有不同。
参考系和坐标系
参考系：描述物体运动时，被选作参考的物体，称 参考系：描述物体运动时，被选作参考的物体， 为参考系。 为参考系。 定量描述物体的位置与运动情况 描述物体的位置与运动情况， 要定量描述物体的位置与运动情况，就要运用 数学手段，采用固定在参考系上的坐标系。 数学手段，采用固定在参考系上的坐标系。 最常用的坐标系有直角坐标系 ( 最常用的坐标系有 直角坐标系(x,y,z) ， 其它还 直角坐标系 ) 球坐标系( 柱坐标系( 有球坐标系(R,θ, ϕ )，柱坐标系(R, ϕ,z )等。 z z z R
物体可被简化为质点(模型 物体可被简化为质点 模型) 模型 的条件 物体的大小、形状不起作用， 物体的大小、形状不起作用， 或者起次要作用而可以忽略 其影响
质
点
举例： 举例： 研究汽车在平直道路上的运动 除车轮外， 汽车各部分运动情况完全相同， 除车轮外 ， 汽车各部分运动情况完全相同 ， 车轮 的运动是次要的，此时可把汽车作为质点处理。 的运动是次要的，此时可把汽车作为质点处理。
(最新整理)大学物理质点运动学
化。另外我们在研究体系的微振动时引入了简正坐标(分
析力学第4章），使微振动方程的求解过程非常简单
坐标概念的第二次飞跃
4. 正则共轭坐标（分析力学第6章）
2021/7坐/26标概念的第三次飞跃
11
三、参考系
一个固定在参考物上的坐标系和相应的一套同步的钟 组成一个参考系。
同一质点的运动，若选择的参考系不同，对质点运 动的描述就会不同。
r0
v0t
1 at 2 2
—匀加速运动的位矢公式
29
特殊情况：匀变速直线运动（a 为常数）
设质点沿 X 轴做匀变速直线运动，t =0 时，v =v0，x =x0）
求v和x。
a dv dv adt dt
t 0 时，v v0
dx dx v dt dt v0 adt
t 0 时，x x0
32
例 一质点沿X 轴做直线运动，加速度 a =2t (m·s-2) ，
t =0 时，质点的位置坐标 x0=0，速度v0=0，试求 t=2s 时
质点的速度和位置。
解：已知a 2t dv dt
dv a 2t
v
t
dv 2tdt
dt
0
0
dx v t2
x
dx
t t 2dt
dt
0
0
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
2021/7/26
14
五、位移 —— 位置的改变
r r (t t) r (t)
P•
s r
P1
•
位移是矢量，有大小和方向 r (t)
直角坐标系中
r
(
x2
x1) i
大学物理学ppt课件
根据障碍物或孔的尺寸与光波长的相对大小，可分为菲涅尔衍射和 夫琅禾费衍射。
常见衍射现象
单缝衍射、圆孔衍射、光栅衍射等。
偏振光及其产生和检测
1 2
偏振光
光波中电矢量振动方向保持不变的光称为偏振光。
偏振光的产生 通过偏振片、反射和折射、散射、双折射等方法 可以获得偏振光。
3
偏振光的检测
利用偏振片、马吕斯定律、偏振光干涉等方法可 以检测偏振光。偏振光在光学、光电子学、光通 信等领域有广泛应用。
波的反射、折射和衍射
波在传播过程中遇到障碍物或不同介质界面时会发生反射、折射和 衍射现象。
波动方程与波速公式
波动方程
描述波在介质中传播时各质点振动状态的数学表达式。
波速公式
波速与介质性质及波的类型有关，一般表示为v=fλ，其中v为波速，f为频率，λ为波长。
声波、光波和多普勒效应
01
02
03
声波
由物体振动产生的机械波， 可在气体、液体和固体中 传播。
热力学第一定律表述
热力学第一定律，即能量守恒定律在热力学中的应用。它表明，一个热力学系统内能的增量等于外界对该系统所 做的功与该系统所吸收的热量之和。
应用举例
热力学第一定律广泛应用于各种能量转换和传递过程的分析，如热机、制冷机、热力发电等。通过计算系统内外 能量的变化和传递情况，可以评估系统的能效和性能。
牛顿运动定律
牛顿第一定律
又称惯性定律，指
牛顿第二定律
指出物体加速度与所受合外力成 正比，与物体质量成反比；公式 表示为F=ma。
牛顿第三定律
又称作用与反作用定律，指出两 个物体之间的作用力和反作用力 大小相等、方向相反、作用在同 一直线上。
大学物理质点、物理模型(精)
上页 下页 3
§1.1 质点 参考系 运动方程
1.1.3 空间和时间
空间：物质的弥布形式，反映了物质的广 延性。
时间：物质运动持续的形式，反映了物理 事件的顺序性和持续性。 时空与物质密切相关
第一章 质点的运动
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1.2.1 位置矢量
位置矢量 （位矢）
§1.2 运动的描述 z
v
ds dt
et
速度的方向为轨道上质点所
在处的切线方向。
速度大小 v ds dt
速度的矢量式：
v vxi vy j vzk
vx
dx dt
,
vy
dy dt
,
vz
dz dt
第一章 质点的运动
上页 下页 13
速度
v
的值
速率
§1.2 运动的描述
在t时间内，质点所经过路程 s 对时间的变化率
• 物质的运动具有绝对性 • 描述物质运动具有相对性 参考系：
为描述物体的运动而选取的参考物体。
坐标系：
为了定量描述物体的空间位置而设置的坐标系统。
第一章 质点的运动
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§1.1 质点 参考系 运动方程
地面参考系 ~ O x y z 地心参考系 ~ O x y z
太阳参考系 ~ Oxyz
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§1.3圆周运动及其描述
1.3.1 切向加速度和法向加速度
（1）. 自然坐标系
设质点绕圆心在作变速圆周运动，
在其上任意选一点可建立如下坐标系，
其中一根坐标轴沿轨迹在该点P 的切
en
线方向，该方向单位矢量用et 表示； P
求（1）质点的速度、加速度表达式；（2）t=1s
最新新人教版物理必修一1.1-质点-参考系和坐标系-教材讲解+习题练习
1.1 质点参考系和坐标系教材讲解+习题练习1、质点：（1）定义：用来代替物体的有质量的点。
质点是一种理想化的模型，是科学的抽象。
质点的基本属性：只占有位置而不占有空间，具有被代替物体的全部质量。
（2）物体可看做质点的条件：研究物体的运动时，物体的大小和形状对研究结果的影响可以忽略。
且物体能否看成质点，要具体问题具体分析。
（3）物体可被看做质点的几种情况:●平动的物体通常可视为质点．●有转动但相对平动而言可以忽略时，也可以把物体视为质点．●同一物体，有时可看成质点，有时不能．当物体本身的大小对所研究问题的影响不能忽略时，不能把物体看做质点，反之，则可以．注：一般来说，当物体上各个点的运动情况都相同时，可用物体上的一个点的运动代替整个物体的运动，研究其运动性质时，可将它视为质点：当研究其细微特征时，不能将其视为质点；但当物体又转动，且因转动而引起的差异对研究问题的影响可忽略时，物体可视为质点。
说明：物体的大小不是判断物体能否作为质点的依据；质点不同于只表示空间位置的几何点；尽管质点并不存在，但研究质点得到的结论可应用于实际物体。
例：下列物体或人可以看作质点的是（）A．跳水冠军伏明霞在跳水比赛中B．奥运会冠军王军霞在万米长跑中C．研究一列火车通过某一路标所用的时间时D．我国科学考察船去南极途中答案BD解：A、在跳水比赛中的伏明霞动作、造型、姿态对比赛成绩和观赏影响很大，不能忽略，不能看作质点．故A错误．B、王军霞在万米长跑中，她的身高、体形可忽略不计，可以看作质点．故B正确．C、研究一列火车通过某一路标所用的时间时，火车的长度不能忽略，火车不能看作质点．故C错误．D、我国科学考察船去南极途中，考察船的大小和形状可以忽略不计，可以把它看作质点．故D正确．故选BD2、参考系：（1）定义：在描述一个物体的相对运动时，选来作为标准的另外的某个物体叫做参考系。
（2）运动是绝对的，静止是相对的。
一个物体是运动的还是静止的，都是相对于参考系在而言的。
大学物理 1-1 质点运动学
∆θ υ (t ) o
R
∆υ a = lim ∆t →0 ∆t
∆υ n ∆υt = lim + lim ∆t → 0 ∆t ∆t → 0 ∆t
第一篇
速度三角形
∆υ
υ (t + ∆t )
力学
υ (t )
υ
∆υ n
24
∆υt
物理
自学考试
∆υ a = lim ∆t →0 ∆t ∆υ n ∆υt = lim + lim ∆t → 0 ∆t ∆t → 0 ∆t
从上式中消 去参数 t 得质点 轨迹方程． 的轨迹方程．
第一篇
y
y (t )
P
r (t )
x(t )
z
z (t )
o
x
力学
7
物理
自学考试
反映质点某段时间内位置的变化 位移矢量或位移矢量增量 平面运动 运动: 平面运动
3 位移: ∆ r 位移:
质点运动学
y
yB − yA
rA = x Ai + y A j ， A ∆r rA rB = xB i + y B j ， rB ∆ r = rB − rA = (xB − xA )i + ( yB − yA ) j o xB −xA
y
P 1
∆r
r2
P 2
∆ r = ∆ x i + ∆ yj + ∆ zk
∆r = ∆x + ∆y + ∆z
2 2 2
r1
O
∆r
z
2 1 2 1
x
∆ r = x + y +z − x + y + z
2 2 2 2 2 2
大学物理学(上册)第1章 质点运动学
须在参考系上固连某种坐标系,这样,物体在某时刻的位置
即可用一组坐标表示.可见坐标系不仅在性质上具有参考系
的作用,而且还具有数学抽象作用.最常用的坐标系有:直角
坐标、球坐标、极坐标、柱坐标、自然坐标等.对物体运动
的描述决定于参考系而不是坐标系.
y
A
K
y
O
x
z
z
x 直角坐标系
K
r θ
A
O
x
极坐标系
O
y
o法向 sz
r x22 y22 z22 x12 y12 z12
讨论 （1）位移与位置矢量
位移表示某段时间内质点位置的变 化,是个过程量;位置矢量表示某个时
y
s' s p1 r
p2
刻质点的位置,是个状态量. （2）位移与路程
r(t1) r (t2 )
P1P2 两点间的路程 s是不唯一的,可 O
2）轨道方程表示为 x2 y2 r 2
1.2.2 位移与路程
y
A r B
rA
rB
y
yB A r
r y A A
rB
B
yB yA
o
x
o
xA
xB x
xB xA
1.位移 经过时间间隔 t 后,质点位置矢量发生变化,由始
点A指向终点B 的有向线段AB称为点A到B 的位移矢量 r.位
因为 v(t) v(t dt)
所以 dv 0 dt
而 a a 0 所以
v(t)
O
dv
v(t dt)
a dv dt
例 设质点的运动方程为
r t xti y t j
大学物理教案-第1章 质点运动学
x
t
dx
v0
dt ，
0
0 1 v0kt
可得
x
1 k
ln(v0kt
1)
。
② 根据 dv dv dx v dv kv2 ，可得 dt dx dt dx
dv kdx ， v
代入初始条件，进行积分
v dv x kdx ，
v v0
0
可得 ln v kx v0
v v0ekx
例 4：一质点沿 x 轴运动，其中加速度与位置的关系式为 a 2 bx2 ，设质点
y
例 1: 如质点作圆周运动时，有
x = rcos t ，y = r sin t
消去时间 t，就得轨道方程
x2 y2 r2 。
\r
t
Y0
x
X例 1-1 图
2、位移和路程
位移 r
2
大学物理
大学物理简明教程教案
(1)定义: r r2 r1 ，
A
B
注意：
（1）增量的模 r 与模的增量 r 不是同一个量；
（2）位移在直角坐标系中的表示式为
r xi + y j + z k 。
路程 s ：t 时间内质点在空间内实际运行的路径距离位移和路程的比较与联
系：
a. 矢量与标量,
b. r 仅由始未位置决定与轨道形状无关;
（1） 不同处
s 与轨道形状及往返次数有关;
c. 在一般情况下 r s.
（2） 联系在 t →0 时， dr ds ,但仍然 dr dr 。
教学内容
备注
一、力学基础
力学的研究对象──机械运动
第 1 章 质点运动学
§1.1 参考系、坐标系、物理模型
哈工大大学物理大学物理各知识点总结.pdf
只有保守内力做功时,质点系的机械能保持不变.
能量守恒定律:
一个封闭系统经历任何变化时,
11
刚体的定轴转动
一、描述刚体定轴转动的物理量
角位移
2 1
角速度
d
dt
角加速度
d
dt
d 2
dt 2
角量和线量的关系
v
r, at
r, an
v
v2 r
转动惯量 J miri2 J r2dm
i
力矩
j
d2 dt
z
2
k
矢量性、瞬时性、叠加性、相对性 1
3、相对运动
伽利略变换式
r ro r v vo v a ao a
4、几种常见的运动 匀加速运动 a 常矢量
例：抛体运动 ax=0 ay= -g
圆周运动 匀速圆周运动
v v0 at
r
r0
v0t
1 2
at 2
变速圆周运动
2
5、质点运动问题的求解
a A 2 cos(t )
3 . 谐运动中的各物理量
振幅A、周期T、频率、角频率、相位( t+ )
初相位
4 . 谐运动中的三要素的确定
A
x02
v02
2
2E k
cos x0
A
sin v0 A
弹簧振子： k , 单摆： g T 2 1
m
l
18
5 . 简谐运动的能量
Ek
1 2
m v2
(5) 质点系功能原理：
外力和非保守内力作功之和等于系统机械能的增量。
(6) 机械能守恒定律及能量守恒
机械能守恒定律: 只有保守内力做功时，质点系的机械能保持不变.
大学物理上册第一章-质点运动的描述
z ox
x
式中 i、j 、k 分别为x、y、z z
方向的单位矢量.
位矢r的值为 r rv x2 y2 z2
1 – 1 质点运动的描述
r 位矢 的方向余弦
第一章质点运动学
y
cos x r
cos y r
r P
cos z r
o
r(t)
2
运动方程 x(t)i y(t
)
j
z
(t
)k
z
1 – 1 质点运动的描述
第一章质点运动学
讨论 位移与路程
（A）P1P2 两点间的路程
是而不位移唯一r的是, 唯可一以的是.s或 s'
（B） 一般情况, 位移
大小不等于路程.
y
s
p1
'
rs
p2
r(t1)
r(t2 )
vr s
O
z
x
（C）什么情况 r s？
不改变方向的直线运动; 当 t 0 时 r s .
dt dt dt
dt
1 – 1 质点运动的描述
第一章质点运动学
平均速率 v s t
瞬时速率 v ds
y r(t t)
B s r
讨论
dt
r (t)
A
o
x
一运动质点在某瞬时位于矢径 r(x, y) 的端点
处，其速度大小为
dr （A） dt
d r （C） dt
dr （B） dt
（D）
(dx)2 (dy)2 dt dt
（D）位移是矢量, 路程是标量.
1 – 1 质点运动的描述
第一章质点运动学
三 速度
1 平均速度
在t 时间内, 质点从点
大学物理主要以下几个部分
二、位移(displacement)
t时刻 r r (t这)称为质点的运动方程，
1
1
在运动方程中把t消去可得到质点的轨道方程。
t t 时 r r ( 刻 t t )y 22
P
v
位移 rrr
2
1
r1 o
r
Q
r2 x
三、速度 (velocity)
运动方程
a d 2r dt2
速度
加速度
显然,这是一个互逆过程.
例2 已知质点作匀加速直线运动，加速度为a，求 该质点的运动方程。初始条件为:t =0, v =v0, r =r0.
解：已知速度或加速度求运动方程，采用积分法：
a
dv dt
dvadt
对于作直线运动的质点，采用标量形式
dvadt
由此可知该质点的运动轨迹为抛物线。
四、加速度(acceleration)
t ,v 1 ;t t , v 2 ; v v t
alimvdvd2r t 0t dt dt2
大小:
a a dv dt
方向：t0时速度增量的极限方向，在曲线运动中，
因此，描述运动必须指出参照系。
注意：参考系不一定是静止的。
2、质点(particle)
在只研究物体的平动时，物体的形状和大小可以 忽略，可把物体看成一个只有质量、没有大小和 形状的理想的点，这样的点通常称为质点。
质点是一个物理模型，把物体看作质点是有条 件的、相对的。
应当指出，把物体视为质点的研究方法，在实 践上和理论上都是有重要意义的。当我们所研究 的物体不能视为质点时，可把整个物体看作由许 多质点组成，弄清楚这些质点的运动，就可以弄 清楚整个物体的运动。所以，研究质点的运动是 基础。