最新大学物理第一章_质点运动学

v
dr
dt
a
dv dt
d 2r dt2
瞬时速度：vlitm rdr
t0t dt
v 指向 r的极限方向，即轨道切线方向。
z
A( t )
r
vA
r
r'
B(tt) v vB
平均速率：v s
t
பைடு நூலகம்
x0
y
平均速度≠平均速率 ？
瞬时速度的大小（模）=瞬时速率
vv
dr
ds
dt dt
速度在直角坐标系中的表示：
d r d x d y d z v d d ti t d j td k tv x i v y j v z k
rxiyjzk
k
j
i0
y
x
位置矢量的大小： 位置矢量的方向：
rr
x2y2z2
cosx, cosy, cosz
r
r
r
§1-2 质点运动的描述：
1.2.1.2 质点运动过程的描述：
直角坐标系中，质点的运动（参数）方程：
x x ( t),y y ( t),z z ( t)
从中消去参数 轨道方程： f(x,y,z)0
2.大学基础物理学(第二版)学习指导与习 题解答丁孺牛 ... [等]高等教育出版社 2005O4/Z199
3. 《物理学》学习指南 : 马文蔚等编 第一、二、三、四、五版
4.大学物理学习辅导刘宏清... [等]主编 科学技术文献出版社 2002O4/Z57
第一篇 力学基础篇
力学是一门古老的科学，起源于公元前4世纪。但力学 成为一门科学理论是从17世纪开始的，由伽利略论述惯 性运动到牛顿提出三个运动定律。
v vx2v2y vz2
1.2.4 加速度：（质点速度变化的快慢及方向）
平均加速度：a vBvAv 指向v方向
t t
瞬时加速度： a lit m 0 v td d v td d t2 r 2 (m s2)
a指向 v的极限方向，一般不在轨道的
z
A( t )
v
B(tt)
r
v'
r'
切线方向。
x0
弱引力场 中宏观物 体低速的 运动
经典力学 （牛顿力学）
相对论力学 量子力学
质点力学 运动学1、动力学2、机械能守恒3、振动6、波动7、相对论8
刚体力学
刚体定轴转动4
流体力学
流体力学5
第一章 质 点 运 动 学
运动学研究物质在空间位置的变化与时间的 关系。它只研究物质的机械运动状态，而不涉 及引起运动和改变运动的原因。 主要内容：
“科学是一种方法。它教导我们：一些事物是怎样被 了解的，什么事情是已知的，现在了解到了什么程度 如何对待疑问和不确定性，证据服从什么法则；如 何思考事物，做出判断，如何区别真伪和表面现象”。
——R.P费曼
• 参考书：
1.大学基础物理学学习辅导与习题解答 张三慧清华大学出版社 2004O4-44/Z57
（1）位矢、位移、速度、加速度（矢量性、微积分）； （2）直线运动、曲线运动； （3）相对运动。
返回
§1-1 参照系、坐标系、物理模型（质点）：
运动的绝对性：运动是物质存在的形式，是物质的固有属性。 运动描述的相对性： 以不同物体为参照物观察同一物体
运动时，所得结果不同。
参照系： 描述一个物体的运动前，被选择作为参考标准的
•学习物理学的目的：
（1）培养辩证唯物主义的世界观 （2）学会掌握科学的方法 （3）培养科学思维能力、发展智力 （4）培养探索与创新精神
学习方法和要求：
（1）注重物理思想和物理方法的思考和研究 （2）主动培养自学能力，课前预习、课后复习。 （3）学会记笔记（记思路、要点和有特色的内容）。 （4）高质量及时地完成作业。
人
山 宏观
空间尺度 （相差 1042） 1026 m（150亿光年）（哈勃半径）—— 10-16 m（核子）
时间尺度 （相差1044 ） 1018 s（150亿年）（宇宙年龄）—— 10-25 s（Z0粒子寿命） 返回
时空范围
基础物理学
牛顿
麦克斯韦
爱因斯坦
物理学研究的对象
物理学是研究物质的基本结构，物质之间的相互 作用以及它们的最普遍、最基本的运动形式和规律， 认识物质世界的基本属性的一门科学。
大学物理第一章_质点运动 学
课程介绍
• 总学时：51学时 • 上课时间：1-17周 • 教材：《大学物理学》，赵近芳主编，
北京邮电大学出版社，2014年11月第4版 • 考核方式：闭卷考试 • 成绩评定： • 总成绩=期末考试成绩（50%）+课程论
文（20%）+平时成绩（考勤、作业、实 践）（30%）
物理学
观测到最远
10 26 米
类星体的距离
10 - 15 米 质子半径
时空起源 粒子产生
普朗克时间
10 - 43 秒
10 39 秒 质子寿命
微观
核子 W++ 10-16
原子核
10-14
原子
10-10 10-5 1m
1026 1021
1010
106 103
哈勃半径 星系 宇观 太阳系
地球
介观 DNA
一个（或一组）物体。
坐标系：参照系的数学抽象。 直角坐标、极坐标、柱坐标、
自然坐标等。
质点： 只有质量而没有形状、大小、结构的点。
注：时刻和时间（间隔）的区别。
§1-2 质点运动的描述：
1.2.1 确定质点位置的方法 z 1. 直角坐标法 P (x, y, z)
P(x,y,z)
2. 位置矢量法
质点某时刻位 置P 由位置矢量 r表示。
y
加速度在直角坐标系中的表示：
a d d v d d tx i v td d y j v td d zk v ta x i a y j a z k
v
v
v' v
a ax2a2y az2
运动学中的两类问题
⑴
微分问题：
r r (t)
v v (t)
a a (t)
z P(x,y,z)
由矢量方程表示的运动方程：
r r ( t ) x ( t ) i y ( t ) j z ( t ) k
r 称为质点的位置矢量或位矢。
k
j
i0
y
x
1.2.2 位移：
t
时刻：
rx iy j zk
t
+Δ
t
时刻：
r ' x 'i y 'j z 'k
z
A( t )
s
r
B(tt)
r
r
r'
则质点在 Δ t 时间内的位移为：
x0
r r ' r ( x ' x ) i ( y ' y ) j ( z ' z ) k
y
rx iyjzk
注： 路程与位移的区别；
1.2.3 速度：（质点位置变化的快慢及方向）
平均速度：v
r
指向 r方向