physics2017_1(质点运动学1)
合集下载
大一物理质点运动学知识点
大一物理质点运动学知识点物理学是一门研究物质运动与相互作用的科学。
而作为物理学的基础，运动学研究物体运动的规律和性质，其中质点运动学是运动学的一部分，专门研究质点的运动规律。
下面将对大一物理中的质点运动学知识点进行详细阐述。
一、坐标系和参考系在研究质点的运动时，我们通常需要建立适合描述问题的坐标系和参考系。
坐标系确定了质点在空间中的位置，并提供了刻画质点位置变化的数学工具。
参考系则是观察和测量质点运动的基准。
二、位移和位移矢量位移是质点运动过程中位置发生变化的表示，通常用Δx表示。
位移矢量则是用来表示位移的矢量，具有大小和方向，并用Δr表示。
三、速度和速度矢量速度是描述质点在单位时间内位移变化的物理量，通常用v表示。
速度矢量则是用来表示速度的矢量，具有大小和方向，并用v 表示。
四、加速度和加速度矢量加速度是描述质点在单位时间内速度变化的物理量，通常用a表示。
加速度矢量则是用来表示加速度的矢量，具有大小和方向，并用a表示。
五、匀速直线运动在匀速直线运动中，质点以恒定的速度沿直线运动。
在这种情况下，位移、速度和加速度都具有确定的性质，它们之间存在简单的数量关系。
六、匀加速直线运动在匀加速直线运动中，质点的加速度保持恒定，速度随着时间的变化而线性增加或减少。
在这种情况下，位移、速度和加速度的数量关系更加复杂，需要借助数学公式进行计算。
七、自由落体运动自由落体是指在重力作用下质点自由地垂直向下运动的过程。
在自由落体运动中，重力是主要的作用力，忽略其他阻碍因素，质点的运动规律可以通过运动学方程进行描述。
八、斜抛运动斜抛运动是指质点在斜向上抛的过程中，既有初速度在水平方向上的匀速运动，又有受重力作用在竖直方向上的自由落体运动。
在斜抛运动中，位移、速度和加速度都具有分解成水平和竖直两个方向的分量。
以上介绍的是大一物理中质点运动学的基本知识点。
掌握了这些知识，可以帮助我们更好地理解和分析物体的运动规律，解决与质点运动相关的问题。
(完整版)大学物理01质点运动学习题解答
第一章质点运动学一选择题1．以下说法中，正确的选项是：（）A.一物体若拥有恒定的速率，则没有变化的速度；B.一物体拥有恒定的速度，但仍有变化的速率；C.一物体拥有恒定的加快度，则其速度不行能为零；D. 一物体拥有沿x 轴正方向的加快度而有沿x 轴负方向的速度。
解：答案是 D。
2.长度不变的杆 AB，其端点 A 以 v0匀速沿 y 轴向下滑动， B 点沿 x 轴挪动，则 B 点的速率为：（）A . v0 sinB .v0 cos C.v0 tan D.v0 / cos解：答案是 C。
简要提示：设 B 点的坐标为 x， A 点的坐标为 y，杆的长度为l，则x2y2l 2对上式两边关于时间求导：dx dy0，因dxv，dyv0，所以2 x 2 ydtdt dt dt2xv2yv0 = 0即v=v0 y/x =v0tan所以答案是 C。
3.如图示，路灯距地面高为 H，行人身高为 h，若人以匀速 v 背向路灯行走，灯y人头A H vv0hθvx影sB选择题 3图选择题 2图则人头影子挪动的速度u 为（）H h Hv h HA.vB.H H h H h 解：答案是 B 。
简要提示：设人头影子到灯杆的距离为 x ，则x s h ， x Hs ， x H H hdx H ds HvuH h dt Hdt h所以答案是 B 。
4. 某质点作直线运动的运动学方程为x ＝ 3t-5t 3 + 6 (SI)，则该质点作A. 匀加快直线运动，加快度沿 x 轴正方向．B. 匀加快直线运动，加快度沿 x 轴负方向．C. 变加快直线运动，加快度沿 x 轴正方向．D. 变加快直线运动，加快度沿x 轴负方向．()解： 答案是 D5. 一物体从某一确立高度以v 0 的初速度水平抛出，已知它落地时的速度为v t ，那么它的运动时间是： （）v t - v 0v t v 0v t2 22v v 0 v t A.B.C.gD.2 gg2 g解：答案是 C 。
物理_质点运动学(1)58页PPT
物理_质点运动学(1)
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
13
力学的研究对象和内容
力学：研究物体机械运动一般规律的科学。 机械运动：
一物体相对于另一物体位置的变化，或者是物体 中某一部分相对于其他部分的变化。
是最简单最基本的运动形式 牛顿总结三定律为基础，属于古典力学的范畴。
14
力学一般分为： 运动学：描述物体运动内容，而不研究引起物体运
动的物理原因。 动力学：研究受力物体的运动和作用力之间的关系。
n 1
cx o d ssx x i n c e x d x e x c 1 xd x lx n c
3
⒉导数的基本运算法则
⑴ (u±v)' = u' ±v' ⑵ (uv)' = u' v + v' u ⑶ (u/v)' = (u' v - v' u)/v2 ⑷ 复合函数的导数
设y = f(u) , u = φ(x)，则
dy dy du
dx du dx
4
3. 矢函求导法则
⒈ dC 0
dt
⒉ d(A B )d A d B ⒊ d (m d A )tdd A m tm dd A t ⒋ d (d A B t) d d A tB A d d B t ⒌ d (A d B t) d d A tB A d d B t
9
4、矢量积：
AB
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
13
力学的研究对象和内容
力学：研究物体机械运动一般规律的科学。 机械运动：
一物体相对于另一物体位置的变化，或者是物体 中某一部分相对于其他部分的变化。
是最简单最基本的运动形式 牛顿总结三定律为基础，属于古典力学的范畴。
14
力学一般分为： 运动学：描述物体运动内容，而不研究引起物体运
动的物理原因。 动力学：研究受力物体的运动和作用力之间的关系。
n 1
cx o d ssx x i n c e x d x e x c 1 xd x lx n c
3
⒉导数的基本运算法则
⑴ (u±v)' = u' ±v' ⑵ (uv)' = u' v + v' u ⑶ (u/v)' = (u' v - v' u)/v2 ⑷ 复合函数的导数
设y = f(u) , u = φ(x)，则
dy dy du
dx du dx
4
3. 矢函求导法则
⒈ dC 0
dt
⒉ d(A B )d A d B ⒊ d (m d A )tdd A m tm dd A t ⒋ d (d A B t) d d A tB A d d B t ⒌ d (A d B t) d d A tB A d d B t
9
4、矢量积：
AB
大学物理上第一章质点运动学ppt
加法法则
当有两个或多个质点同时运动时，它们的速 度可以通过矢量加法进行合成。
速率
速度的大小称为速率，用标量符号表示。
04 质点的加速度
瞬时加速度
定义
瞬时加速度是指在某一时刻， 质点运动速度的变化率。
计算公式
$a = frac{dv}{dt}$，其中$a$是 瞬时加速度，$v$是质点的速度， $t$是时间。
定义
平均速度是指在一段时间内质点位移量与时间的比值。
关系
瞬时速度是平均速度在时间趋于零时的极限值，即平 均速度的极限状态就是瞬时速度。
应用
在分析质点运动规律时，通常先求平均速度，再通过 极限思想求得瞬时速度。
速度的矢量性质
矢量表示
速度是一个矢量，具有大小和方向，可以用 矢量符号表示。
方向与正方向
速度的方向与质点运动的方向一致，通常规 定正方向为速度的方向。
重力加速度，大小为 $9.8m/s^{2}$，方向竖 直向下。
圆周运动
圆周运动的定义
质点在平面或空间以一定半径作圆周运动的运动形式。
圆周运动的描述参数
线速度、角速度、周期和频率。
圆周运动的向心加速度
大小为$a = v^{2}/r$，方向指向圆心。
相对运动
相对运动的定义
01
两个物体相对于第三个参照物的运动。
质点运动学的基本概念
质点
没有大小、形状，只有质量的 理想化模型，用于描述实际物 体的运动。
速度
描述质点运动快慢和方向的物 理量。
参考系
用来确定质点位置和描述其运 动的参照物。
位移
质点在空间中的位置变化量。
加速度
描述质点速度变化快慢和方向 的物理量。
高一物理章节内容课件 第一章质点运动学
速度： 加速度：
V
dx(t )
i
dt
a
dV(t ) x
i
dt
2．曲线运动
★ 平面曲线运动：两个互相垂直的方向 上的直线运动的叠加
★ 空间曲线运动：三个互相垂直的方向 上的直线运动的叠加
例1 一质点沿X轴作直线运动，它的运
动方程为 x(t)
(3
5t
6t
2
t 3 )( SI
是从何方向吹来？
解：本题涉及：风、地、车上人
V风对人 V风对地 V地对人
北y
Vj Vi
西
东
x
★人感到风是从西北方向吹来
V风对人 南
练习（0014）在相对地面静止的坐标系内，
A、B二船都以2m/s的速率匀速行驶，
A船沿X轴正向，B船沿Y轴正向，今
在A船上设置与静止坐标系方向相同
t
第2秒内：第1秒末~第2秒末
t 1 r rt2 rt1
任意时刻的位置矢量：r xi yj zk
r
2ti
(19
2t
2
)
j
r1~2 2i 6 j
大小：V1~2 6.32m / s
方向：
tan 1 Vy
坐标系，那么在A船的坐标系中，B 船的速度 V ?
答案： V VB对A 2i 2 j
作业：P51 ~ 52 1.22 1.26 1.27 1.28
练习（0691）当一列火车以10m/s的速率
向东行驶时，若相对于地面竖直下落
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
PPT模板下载： 节日PPT模板： PPT背景图片： 优秀PPT下载： Word教程： 资料下载：
PPT课件下载： 范文下载：
行业PPT模板： PPT素材下载：
PPT图表下载： PPT教程： Excel教程：
Thank You!
LOGO
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
PPT模板下载： 节日PPT模板： PPT背景图片： 优秀PPT下载： Word教程： 资料下载：
PPT课件下载： 范文下载：
行业PPT模板： PPT素材下载：
PPT图表下载： PPT教程： Excel教程：
大学物理教程
LOGO
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。
大学物理第一章质点运动学讲义
质点运动学的重要概念
位移
质点的位移是指质点在某一时刻相对 于参考点的位置变化量。
速度
质点的速度是指质点在某一时刻相对 于参考点的位置变化率。
加速度
质点的加速度是指质点在某一时刻相 对于参考点的速度变化率。
相对速度和相对加速度
当存在多个质点时，需要引入相对速 度和相对加速度的概念，以描述不同 质点之间的相对运动关系。
伽利略变换适用于低速运动，即速度远小于光速的情况。在 高速运动或引力场中，需要使用爱因斯坦的相对论变换。
牛顿运动定律的相对性
01
牛顿第一定律
一个质点将保持其运动状态，除非受到外力作用。在相对运动的参考系
中，牛顿第一定律速度与作用力成正比，与质量成反比。在相对运动的参考系中，
质点的描述主要包括位置、速度和加速度等基本参数，这些参数随时间变化而变 化，描述质点的运动状态。
质点运动的基本参数
位置
质点的位置可以用空间坐标来表示，通常用三维 坐标系中的坐标值描述。
速度
质点的速度是描述质点运动快慢和方向的物理量， 用矢量表示，包括大小和方向。
加速度
质点的加速度是描述质点速度变化快慢的物理量， 也是矢量，包括大小和方向。
描述一个质点相对于另一个质点的运 动速度。当两个质点相对运动时，它 们的相对速度取决于它们各自的运动 状态和方向。
相对加速度
描述一个质点相对于另一个质点的加 速度。相对加速度的大小和方向与两 个质点的相对速度有关，并影响它们 之间的相对位置和运动轨迹。
伽利略变换
伽利略变换是描述两个相对运动的惯性参考系之间关系的数 学公式。通过伽利略变换，可以计算一个质点在另一个质点 的参考系中的位置、速度和加速度。
大学物理第一章质点运动 学讲义
第1章 质点运动学优秀课件
时间 ：1秒（1s）
1967年以前，规定地球自转的平均太阳日（24小 时）的1/86400；
1967年13th 计量大会，1s＝Ce133原子基态的两个 超精细能级之间跃迁辐射周期的 9 192 631 700 倍的 持续时间，（即铯钟）。
质量 ：1千克（1kg）
1901年3rd 计量大会规定，巴黎度量局保存的国际 “千克器”的质量＝1kg；
1967年，13th 计量大会规定了“原子质量单位”： 1u ＝ 碳的同位素C12原子质量的1/12为一个原子质 量单位，即1.66056510-27kg。1kg随之定义
二、质点运动的描述
对象的描述
参考系
描述方式
质点：无形状、大小，具有一定质量 ｍ 并在空间占有
某一位置的点。是实际物体的一个理想模型（物体大 小比问题涉及距离小的多，考虑物体整体移动，不考 虑其转动和形状的变化）。
显然，1）任何一个物理量都必须有确定的量纲 2）只有量纲相同的物理量才能进行比较，或加减操作 3）任何物理方程，左右两边的量纲也必须相同
物理量的可测性
物理上，采用操作定义来确定其测量值，力学3个 基本单位的定义： 长度：1米 / 1m 时间：1秒 / 1s 质量：1千克 / 1kg 其他：位置：定义空间参考点后,
质点问题 变速运动
矢量性：运动学、动力学
物理量（ r
v
a
F ）的规律
瞬时性：变力问题，微积分
相对性：惯性、非惯性系 质点系问题 质心运动定律
Ft mv2 mv1
合外力为零时，系统动量守恒
质 (碰撞心的)
动量及动量守恒定律 角动量定理及角动量守恒定律
➢ 动能定理和机械能守恒定律 转 动能定理及机械能守恒定律
《物理-质点运动学》课件
动能与势能
要点一
总结词
动能是物体运动所具有的能量，势能是物体相对位置所具 有的能量。
要点二
详细描述
动能计算公式为$E_k = frac{1}{2}mv^2$，其中$m$是质 量，$v$是速度。势能分为重力势能、弹性势能和电势能 等。重力势能计算公式为$E_p = mgh$，其中$g$是重力 加速度，$h$是高度。弹性势能与弹簧的劲度系数和形变 量有关。电势能与电场强度和电荷量有关。
加速度的计算
根据加速度的定义，可以通过测量质 点速度的变化量和时间来计算加速度 。
加速度的矢量表示
矢量表示
加速度是一个矢量，具有大小和方向，可以用箭头表示加速度的方向。
加速度的方向
加速度的方向与速度变化的方向一致，但可能与速度的方向相反。
03
质点的运动方程
匀速直线运动
总结词
速度恒定，方向不变
详细描述
位置矢量与位移
位置矢量
表示质点在空间中位置的矢量，其起 点与参考系的原点重合。通过位置矢 量可以描述质点在任意时刻的位置。
位移
质点在一段时间内从某一位置移动到 另一位置的距离，可以用位置矢量的 变化量来表示。位移是一个矢量，具 有大小和方向。
02
质点的速度与加速度
瞬时速度与平均速度
瞬时速度
质点在某一时刻的速度，表示质点在该时刻的运动快慢和方 向。
3
相对速度与相对加速度的关系
在相对运动中，相对加速度等于两个加速度之差 。
相对运动方程
牛顿第二定律的相对形式
F=mΔv/Δt，其中F是作用力，m是质点质 量，Δv是相对速度变化，Δt是时间变化。
相对运动方程推导
根据牛顿第二定律的相对形式，结合相对速 度和相对加速度的定义，可以推导出相对运
质点运动学1
? (x2 ?
?
x
1
)i ? (
?
y2
?
y?1 )j
?
(z2 ??z1 )k
? r ? ? xi ? ? yj ? ? zk
位移矢量的大小
? Δr ? Δx 2 ? Δy2 ? Δz2
位移矢量的方向 cosα ? Δx?, cosβ ? Δy?, cosγ ? Δz?
Δr
Δr
Δr
说明
?? 1）? r 和 r 是两个不同的概念。
大学物理 （2-1）
第1章 质点运动学
质点运动学研究质点的 位置、位移、 速度 、加速度 等随 时间 变化的规律。
本章重点： 1.2 描述质点运动的基本物理量； 1.3 平面曲线运动。
1.1 运动学的一些基本概念
1.1.1 参考系(reference frame )和坐标系(coordinate)
?
d2 y d t2 ,
az
?
d vz dt
?
d2 z d t2
加速度的大小
?
a? a ?
a
2 x
?
a
2 y
?
a
2 z
加速度的方向
cos? ? ax , cos ? ? a y , cos ? ? az
a
a
a
?
?
?
例题1-1 已知质点的运动方程是 r ? ( R cos ? t )i ? ( R sin ? t ) j
dx ? d y ? dz ?
dx
dy
dz
v ? ? i ? j? k dt dt dt dt
vx ? d t ,vy ? d t ,vz ? d t
大学基础物理第1册第1质点运动学PPT课件
(2)AB(ByAxBxAy)k.
第1章作业（1）
习题:补1,补2,13 预习:教材p5-p15
补2.设在直角坐标系中
A (t) A x (t)i A y (t)j,B (t) B x (t)i B y (t)j;
1.0 矢量
例1.3
在平面上有两相互垂直的单位矢
o
和
no
逆时针转动，
设在 d t 时间内转动 d ,试求
do和 dno 的大小和方向。
矢量合成解析法 矢量点积和叉乘
解：设 t tdt 时，o(t)和 no(t)
矢量导数和积分
逆时针转动
d
o
o
o(t) o(t) d o
n o(t) n o(t) d n o
d t
d t
d t
g .d A d A d s,式 中 A A (s ), d t d sd t
s t 为中间变量。
章首页
质点运动学
1.0 矢量
例1.4 试写出 d A
dt
在直角坐标系中的表示： 矢量合成解析法
矢量点积和叉乘
解
AAxiAy jA zk
矢量导数和积分
dA d
d t d t (Ax i Ay j Az k )
例1.2
已知
A 5 i 6 j,B 1 i 1 0 j.矢2 量合成解析法
求 AB ;
解：
B2A,
矢量点积和叉乘 矢量导数和积分
A B A ( 2 A ) 0 ,表明
A
B
章首页
质点运动学
1.0 矢量
1.0.3 矢量的导数和积分
矢量合成解析法
1.矢量的导数
矢量点积和叉乘
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
在选定参照系以后，为了定 量描述物体的运动和变化（从哪 儿哪儿）还必须在参照系中建 立坐标系。
第19页 共48页
质点运动学
2. 坐标系(system of coordinates)
用以标定物体的空间位置而设 置的坐标系统. 实物构成的参考系的数学抽象. 定量描述物体的运动. 主要坐标系
x
O
z
r
第14页 共48页
《新编基础物理学》第二版
第一篇 力 学
第1篇 力 学
力学(mechanics)研究对象
宏观物体之间(或物体内各部分 之间)的相对位置(position)变动
机械运动
力学
运动学 动力学 狭义相对论
运动学：研究如何描述机械运动，不追究运动发生的原因 动力学：进一步研究机械运动的内在规律，怎样的条件下发生怎样的运动 狭义相对论：研究相对的时空观，狭义相对论运动学的基本问题和动力学问题
材料类163赵英 1102 材料类164金恩姬 1105 材料类165张毅峰 1107
第2页 共48页
质点运动学
《新编基础物理学》第二版
绪
论
第3页 共48页
质点运动学
提 纲
• 绪论
– 什么是物理学？ – 物质是运动的和运动是有规律的 – 物理学的发展史和分类 – 学习的主要内容和学习方法
• 质点运动学
• 21世纪 正孕育第四次大的突破 代表人物是谁？未知？ 方向：基本粒子（结构，相互转化）,场（引力波）
第10页 共48页
质点运动学
可见，物理学的发展对社会进步起着重大的推动作用，是科 学技术的基础。另一方面，物理学的学习,可以使我们学习研究 问题的方法，提高思维能力及分析解决问题的能力。
物理学内容分类：
力学 运动学 动力学 狭义相对论 分子运动论 热力学
热学
基础物理学
电磁学
光学
原子物理学
第11页 共48页
质点运动学
三、学习的主要内容和学习方法
本学期学习的主要内容： 力学：研究物质机械运动（最基本最低级的运动）规律 及其应用的学科，是物理学中最古老的学科。 热学：研究物质的热性质和热运动规律及其应用的学科。
子的寿命
0介子的寿命
0超子的寿命
共振态的寿命
Z0粒子的寿命
10 s ~ 10
第22页 共48页
18
25
s 共计跨越了43个数量级
质点运动学
1.1.3 长度(length)的测量
空间中二点之间的距离 1. 空间反映物质运动的 广延性. 2. 在三维空间里的位置 可由三个相互独立的坐 标确定. 3. 米(meter)的标准 1983年10月第十七届国 际计量大会通过: 米是光 在真空中1 / 299 792 458 秒的时间间隔内运行路程 (distance)的长度.
an Atomic Clock
精度达10-12 ~ 10-13
时间——始末间隔，如作息时间表，Dt=t2-t1 时刻——某一瞬时，如火车时刻表，t1，t2
第21页 共48页
时标/s 1018 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105
通161吕爱君 1102 通162赵英 1105 药161金恩姬 1107 药162臧建新 1110
晚 上
电161赵昶 1102 电162刘喜莲 1105 应161 刘庆军 1107 应162 朴星亮 1110
储161王怡 1102 储162李蕾 1105 材161高德文 1107 材162朴星亮 1110
– 基本概念及计算: 参考系，位矢 ， 运动方程，速度，加速度等
第4页 共48页
质点运动学
一、什么是物理学？
物理学是研究物质相互作用和运动的基本规律的科学。
1. 什么是物质？ 我们的世界是由物质构成的！
大至 天 体：日 月 星 辰 ——宏观世界 小至微观粒子：分子 原子 电子 质子——微观世界
“物质是作用于我们的感官而引起感觉的东西，物质是 我们感觉到的客观实在。”
参考书：
1. 《普通物理》 程守珠，江之永著，人民教育出版社， 2006年12月第六版 2. 《大学物理学》张三慧等著，北京科学技术出版社， 2003年12月第一版 3. 《物理学 》东南大学等七校编，高等教育出版社， 2006年3月第五版
第13页 共48页
质点运动学
学习应注意的几个问题
1. 物理学的学习特点是：不同现象遵从不同的自然规律，似 缺乏一条中心主线； 2. 物理学的学习特点之二是内容丰富、进度快，要培养自学 能力，及时消化所学； 3. 重视基本概念的理解。“用自己的语言表达出来”；要培 养独立思考的能力；认真、及时完成作业，培养自己分析 问题和解决问题能力。 4. 作业要求：二本，①抄题，②铅笔作图，③工整，④先文 字再代数，⑤有效数字和单位，答疑安排
第18页 共48页
无风的雨天
质点运动学
注: 任何实物物体均可被选作参考系.任何形式的场都不 可选作参考系.（一般假定它为不动，静止的，来看其它 物体相对它如何改变位置。）
默认: 地面参考系
哪 辆 列 车 在 运 动 ？
同一运动在不同参照系中 的描述是不同的。所以 ①要明确描述一个物体的 运动，只有选取某一确定参 照系后才有可能。 ②要比较两个物体的运动 状态，也只有相对于同一确 定参照系才有可能。
第1页 共48页
质点运动学
通 知
(因指纹仪只4个教室有而更新)2017春季绪论课表(2周)
周一 上 午 周二 周三
能动161金恩姬 1102 能动162 臧建新 1105
周四
机161 吕爱君 1102 机162 赵曼 1105 机电161 于春娜 1107 机电163 张毅峰 1110
周五
测161吕爱君 1102 计161赵英 1105 计162金恩姬 1107 计163臧建新 1110
宇宙年龄 地球年龄 形成富氧大气层 恐龙灭绝
质点运动学
104
地球自转周期(日)
103 102 101 100 出现古人类 10-1 10-2 10-3 人类文明史 10-4 古树的年龄 10-5 人类的寿命 10-6 -7 地球公转周期(年) 10 10-8 月球周期(月) 10-9 10-10
10-11 10-12 中子的寿命 10-13 10-14 百米赛跑世界纪录 -15 10 钟摆的周期 10-16 10-17 市电的周期 10-18 -19 超快速摄影曝光时间 10 10-20 子的寿命 10-21 10-22 -23 10 介子的寿命 10-24 10-25
以Faraday，Maxwell 电磁理论－>电机产生 ——第二次工业革命——电气时代
第9页 共48页
质点运动学
• 20世纪：相对论的量子力学的建立，克服了经典物理学的 危机，完成了从经典物理学到现代物理学的转变，使物理 学的理论基础发生了质的飞跃，改变了人们的物理世界图 景。1927年以后，量子场论、原子核物理学、粒子物理学、 天体物理学和现代宇宙学，得到了迅速的发展。物理学向 其它学科领域的推进，产生了一系列物理学的新部门和边 缘学科，并为现代科学技术提供了新思路和新方法。 以Eeinstein，Plank， 相对论，量子力学 ——开创了近代物理新纪元 半导体，激光，电子计算机，自动控制，空间技术应 运而生 ——进入了原子能时代
第7页 共48页
质点运动学
二、物理学的发展史和分类
物理学是人类认识世界和改造的一个重要工具。它应用广泛， 因为物理学研究的运动普遍存在于其它高级，复杂的运动中。 因此，物理学是除数学之外一切自然科学的基础，也是当代 工程技术的重大支柱。 这个评价绝非过甚之词，回顾物理学的发展过程，可加深这 种认识。 三次大突破： • 17，18世纪:牛顿力学体系的建立，标志着近代物理学的诞生, 牛顿力学完成了解析化工作，建立了分析力学； 光学、热学和静电学也完成了奠基性工作，成为物理学的 几门基础学科。 以Newton，Galileo力学－>Watter蒸汽机发明，热力学— —第一次工业革命——蒸汽机时代
第23页 共48页
质点运动学
1.2 质点运动的矢量描述匀速平动直线变速：匀变速（匀加，匀减），一般变速 曲线：圆周，抛物，螺旋，一般曲线 运动学 力学 动力学 狭义相对论 分子运动论 热学 热力学
机械运动
转动：定轴转动，滚动
振动：简谐，阻尼，强迫
第12页 共48页
质点运动学
教材与参考书
教材： 《新编基础物理学》王少杰等著，科学出版社， 2014年8月第二版
固体，液体，气体是实物质 电场，磁场，重力场，引力场，场也是物质
总之，自然界的无数事物，形色不一，都是运动着的物 质的不同形态。
第5页 共48页
质点运动学
2. 物质是运动的，变化的！
绝对不动的物质是不存在的。 日月的运行，江河的奔流，生物的代谢——这些都是物 质运动变化的例子
“屹立在我国西南边疆的喜马拉雅山是不动的。”对吗？ • 随地球自转（坐地日行八万里） • 绕太阳公转 • 内部的物理化学变化：风化，热胀冷缩，冲刷等
下 午
化161 王怡 1102 化162 赵曼 1105 化163 谭恩忠 1107
过161李蕾 1102 过162刘庆军 1105 过163臧建新 1107
安161吕爱君 1102 自161赵英 1105 自162于春娜 1107 自163张毅峰 1110
环161于舸 1102 环162李东临 1105 科161高德文 1107
第2页 共48页
第 1章 质点运动学
质点运动学
第1章 质点运动学
运动学的任务: 描述作机械运动的物体在空间(space)的 位置 (position) 随时间 (time) 变化的关系, 不涉及运动变化 的原因.
第19页 共48页
质点运动学
2. 坐标系(system of coordinates)
用以标定物体的空间位置而设 置的坐标系统. 实物构成的参考系的数学抽象. 定量描述物体的运动. 主要坐标系
x
O
z
r
第14页 共48页
《新编基础物理学》第二版
第一篇 力 学
第1篇 力 学
力学(mechanics)研究对象
宏观物体之间(或物体内各部分 之间)的相对位置(position)变动
机械运动
力学
运动学 动力学 狭义相对论
运动学：研究如何描述机械运动，不追究运动发生的原因 动力学：进一步研究机械运动的内在规律，怎样的条件下发生怎样的运动 狭义相对论：研究相对的时空观，狭义相对论运动学的基本问题和动力学问题
材料类163赵英 1102 材料类164金恩姬 1105 材料类165张毅峰 1107
第2页 共48页
质点运动学
《新编基础物理学》第二版
绪
论
第3页 共48页
质点运动学
提 纲
• 绪论
– 什么是物理学？ – 物质是运动的和运动是有规律的 – 物理学的发展史和分类 – 学习的主要内容和学习方法
• 质点运动学
• 21世纪 正孕育第四次大的突破 代表人物是谁？未知？ 方向：基本粒子（结构，相互转化）,场（引力波）
第10页 共48页
质点运动学
可见，物理学的发展对社会进步起着重大的推动作用，是科 学技术的基础。另一方面，物理学的学习,可以使我们学习研究 问题的方法，提高思维能力及分析解决问题的能力。
物理学内容分类：
力学 运动学 动力学 狭义相对论 分子运动论 热力学
热学
基础物理学
电磁学
光学
原子物理学
第11页 共48页
质点运动学
三、学习的主要内容和学习方法
本学期学习的主要内容： 力学：研究物质机械运动（最基本最低级的运动）规律 及其应用的学科，是物理学中最古老的学科。 热学：研究物质的热性质和热运动规律及其应用的学科。
子的寿命
0介子的寿命
0超子的寿命
共振态的寿命
Z0粒子的寿命
10 s ~ 10
第22页 共48页
18
25
s 共计跨越了43个数量级
质点运动学
1.1.3 长度(length)的测量
空间中二点之间的距离 1. 空间反映物质运动的 广延性. 2. 在三维空间里的位置 可由三个相互独立的坐 标确定. 3. 米(meter)的标准 1983年10月第十七届国 际计量大会通过: 米是光 在真空中1 / 299 792 458 秒的时间间隔内运行路程 (distance)的长度.
an Atomic Clock
精度达10-12 ~ 10-13
时间——始末间隔，如作息时间表，Dt=t2-t1 时刻——某一瞬时，如火车时刻表，t1，t2
第21页 共48页
时标/s 1018 1017 1016 1015 1014 1013 1012 1011 1010 109 108 107 106 105
通161吕爱君 1102 通162赵英 1105 药161金恩姬 1107 药162臧建新 1110
晚 上
电161赵昶 1102 电162刘喜莲 1105 应161 刘庆军 1107 应162 朴星亮 1110
储161王怡 1102 储162李蕾 1105 材161高德文 1107 材162朴星亮 1110
– 基本概念及计算: 参考系，位矢 ， 运动方程，速度，加速度等
第4页 共48页
质点运动学
一、什么是物理学？
物理学是研究物质相互作用和运动的基本规律的科学。
1. 什么是物质？ 我们的世界是由物质构成的！
大至 天 体：日 月 星 辰 ——宏观世界 小至微观粒子：分子 原子 电子 质子——微观世界
“物质是作用于我们的感官而引起感觉的东西，物质是 我们感觉到的客观实在。”
参考书：
1. 《普通物理》 程守珠，江之永著，人民教育出版社， 2006年12月第六版 2. 《大学物理学》张三慧等著，北京科学技术出版社， 2003年12月第一版 3. 《物理学 》东南大学等七校编，高等教育出版社， 2006年3月第五版
第13页 共48页
质点运动学
学习应注意的几个问题
1. 物理学的学习特点是：不同现象遵从不同的自然规律，似 缺乏一条中心主线； 2. 物理学的学习特点之二是内容丰富、进度快，要培养自学 能力，及时消化所学； 3. 重视基本概念的理解。“用自己的语言表达出来”；要培 养独立思考的能力；认真、及时完成作业，培养自己分析 问题和解决问题能力。 4. 作业要求：二本，①抄题，②铅笔作图，③工整，④先文 字再代数，⑤有效数字和单位，答疑安排
第18页 共48页
无风的雨天
质点运动学
注: 任何实物物体均可被选作参考系.任何形式的场都不 可选作参考系.（一般假定它为不动，静止的，来看其它 物体相对它如何改变位置。）
默认: 地面参考系
哪 辆 列 车 在 运 动 ？
同一运动在不同参照系中 的描述是不同的。所以 ①要明确描述一个物体的 运动，只有选取某一确定参 照系后才有可能。 ②要比较两个物体的运动 状态，也只有相对于同一确 定参照系才有可能。
第1页 共48页
质点运动学
通 知
(因指纹仪只4个教室有而更新)2017春季绪论课表(2周)
周一 上 午 周二 周三
能动161金恩姬 1102 能动162 臧建新 1105
周四
机161 吕爱君 1102 机162 赵曼 1105 机电161 于春娜 1107 机电163 张毅峰 1110
周五
测161吕爱君 1102 计161赵英 1105 计162金恩姬 1107 计163臧建新 1110
宇宙年龄 地球年龄 形成富氧大气层 恐龙灭绝
质点运动学
104
地球自转周期(日)
103 102 101 100 出现古人类 10-1 10-2 10-3 人类文明史 10-4 古树的年龄 10-5 人类的寿命 10-6 -7 地球公转周期(年) 10 10-8 月球周期(月) 10-9 10-10
10-11 10-12 中子的寿命 10-13 10-14 百米赛跑世界纪录 -15 10 钟摆的周期 10-16 10-17 市电的周期 10-18 -19 超快速摄影曝光时间 10 10-20 子的寿命 10-21 10-22 -23 10 介子的寿命 10-24 10-25
以Faraday，Maxwell 电磁理论－>电机产生 ——第二次工业革命——电气时代
第9页 共48页
质点运动学
• 20世纪：相对论的量子力学的建立，克服了经典物理学的 危机，完成了从经典物理学到现代物理学的转变，使物理 学的理论基础发生了质的飞跃，改变了人们的物理世界图 景。1927年以后，量子场论、原子核物理学、粒子物理学、 天体物理学和现代宇宙学，得到了迅速的发展。物理学向 其它学科领域的推进，产生了一系列物理学的新部门和边 缘学科，并为现代科学技术提供了新思路和新方法。 以Eeinstein，Plank， 相对论，量子力学 ——开创了近代物理新纪元 半导体，激光，电子计算机，自动控制，空间技术应 运而生 ——进入了原子能时代
第7页 共48页
质点运动学
二、物理学的发展史和分类
物理学是人类认识世界和改造的一个重要工具。它应用广泛， 因为物理学研究的运动普遍存在于其它高级，复杂的运动中。 因此，物理学是除数学之外一切自然科学的基础，也是当代 工程技术的重大支柱。 这个评价绝非过甚之词，回顾物理学的发展过程，可加深这 种认识。 三次大突破： • 17，18世纪:牛顿力学体系的建立，标志着近代物理学的诞生, 牛顿力学完成了解析化工作，建立了分析力学； 光学、热学和静电学也完成了奠基性工作，成为物理学的 几门基础学科。 以Newton，Galileo力学－>Watter蒸汽机发明，热力学— —第一次工业革命——蒸汽机时代
第23页 共48页
质点运动学
1.2 质点运动的矢量描述匀速平动直线变速：匀变速（匀加，匀减），一般变速 曲线：圆周，抛物，螺旋，一般曲线 运动学 力学 动力学 狭义相对论 分子运动论 热学 热力学
机械运动
转动：定轴转动，滚动
振动：简谐，阻尼，强迫
第12页 共48页
质点运动学
教材与参考书
教材： 《新编基础物理学》王少杰等著，科学出版社， 2014年8月第二版
固体，液体，气体是实物质 电场，磁场，重力场，引力场，场也是物质
总之，自然界的无数事物，形色不一，都是运动着的物 质的不同形态。
第5页 共48页
质点运动学
2. 物质是运动的，变化的！
绝对不动的物质是不存在的。 日月的运行，江河的奔流，生物的代谢——这些都是物 质运动变化的例子
“屹立在我国西南边疆的喜马拉雅山是不动的。”对吗？ • 随地球自转（坐地日行八万里） • 绕太阳公转 • 内部的物理化学变化：风化，热胀冷缩，冲刷等
下 午
化161 王怡 1102 化162 赵曼 1105 化163 谭恩忠 1107
过161李蕾 1102 过162刘庆军 1105 过163臧建新 1107
安161吕爱君 1102 自161赵英 1105 自162于春娜 1107 自163张毅峰 1110
环161于舸 1102 环162李东临 1105 科161高德文 1107
第2页 共48页
第 1章 质点运动学
质点运动学
第1章 质点运动学
运动学的任务: 描述作机械运动的物体在空间(space)的 位置 (position) 随时间 (time) 变化的关系, 不涉及运动变化 的原因.