质点运动学(3) [自动保存的]

物理学第五版4-1物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系一 问题提出1-7 相对运动物理学第五版2运动 的描述是相对的 只有确定了参考系，对运动描述才有意义在不同的参考系中，运动描述之间定量关系？已知 S系中描述质点的物理量(或表示 )S 系相对 S系 运动 ,如何 求出 S 系中相应的 物理量1-7 相对运动(或表示 )物理学第五版3设参考系 S相对 S 作匀速直线运动二 伽利略时空变换S： 相对 运动参考系S：相对 静止参考系0=ttOO 重合时 和 规定： 1-7 相对运动物理学第五版式 中矢量必须由 S 系 中观测者测量成立条件？1-7 相对运动式中所有矢量必须 由 S系 中观测者测量 对 S系：对 S 系： 4-4物理学第五版5S系测量S系测量成立条件是： 空间两点的距离不管从哪个坐标系里测量，结果都应相同空间的绝对性1-7 相对运动物理学第五版牛顿对绝对空间的定义：绝对空间，就其本性而言，与外界任何事物无关，而永远是相似的和不可移动的 Absolute space, in its own nature, without relation to anything external, remains always similar and immovable 1-7 相对运动4-6物理学第五版绝对、真实与数学的时间本身，由于它的本性而均匀流逝，与外界任何事物无关 绝对时空观： 对于不同的参考系，长度和时间的测量结果是相同的。牛顿对绝对时间的定义：时间和长度的的绝对性 是经典力学或牛顿力学的基础1-7 相对运动4-7物理学第五版8伽利略坐标变换正变换 分量式：矢量式逆变换1-7 相对运动物理学第五版9伽利略变换只适用于低速情况。高速情况（ u 接近 c）必须用洛仑兹变换：m时间的测量依赖于参考系m长度的测量也依赖于参考系 【 思考 】 高速情况下，同一参考系中的两个矢量还能按平行四边形法则叠加吗？不同参考系中的矢量呢？伽利略变换是线性的1-7 相对运动物理学第五版102、速度的变换 1-7 相对运动物理学第五版11绝对速度：相对于静止参考系的速度相对速度：相对 于运动参考系 的速度伽利略速度变换绝对 速度牵连 速度相对 速度1-7 相对运动物理学第五版12通常为了记忆，将速度关系写为：头：质点 尾 ： 参考系运动 的合成 分解 一个参考系（总成立）伽利略速度 变换 两个参考系中的关系 1-7 相对运动物理学第五版13三 . 加速度变换设 S 相对 S作运动速度为 ，则亦即于是即： a绝对 a相对 a牵连1-7 相对运动物理学第五版14速度和加速度的性质总结相对性： 必须指明参考系矢量性： 有大小和方向，可进行合成与分解，合成与分解遵守平行四边形法则。瞬时性： 大小和方向可以随时间改变当 u c时遵从伽利略变换1-7 相对运动物理学第五版15例 1： 无 风 下雨天，如 车 子静止 时车 内乘客看到的雨滴 竖 直向下，速度 为 v ， 求 车子运动速度为 u时，他看到的雨滴速度雨地车地雨车方向与垂直方向的夹角满足雨天骑车 人只 在身前 铺一块塑料布即可遮雨1-7 相对运动物理学第五版16例 2一飞机驾驶员想往正北方向航行，而风以60km/h的速率由东向西刮来，如果飞机的航速（在静止空气中的速率） 为 180km/h求飞机上观察到的风向及飞机相对于地面的速率 。（北）（东）已知： v机地 方向正北求：1-7 相对运动航速是 绝对 速度还是 相对 速度？物理学第五版17（北）（东）在飞机上观察，风速 180 km/h,方向东偏北 70.52o1-7 相对运动物理学第五版18例题 3：一升降机以加速度 1.22 m/s 上升，当上升速度为 2.44 m/s 时，有一螺帽自升降机的天花板上松落，天花板与升降机的底面相距 2.74m。 计算螺帽从天花板落到底面所需的时间和螺帽相对于升降机外固定柱的下降距离。升降机螺帽v 0方法一：以升降机外固定柱为参照系方法二：以升降机为参照系1-7 相对运动物理学第五版19解一 :1) 螺帽是一个有初速度的上抛运动， 2) 升降机的底面以加速度 a=1.22 m/s 上升 ,作匀加速度运动。以松开点作为坐标原点，垂直向上的方向为 y 轴的正方向，以螺帽松脱时为 t=0时刻。螺帽的和升降机的初速度均为 v0= 2.44m/s。升降机的底面的位置上抛运动时 螺帽 的位置1-7 相对运动物理学第五版20解得：所需的时间为将 t代入 y1,则得螺帽相对于升降机外固定柱的下降距离为相遇1-7 相对运动物理学第五版21所以有 升降机螺帽 -g分量式解二 :仍以松开点为坐标原点，竖直向上的方向为 y轴的正方向，以螺帽松脱时为 t=0 时刻。螺帽的初速度为 v0 = 。 螺帽相对升降机加速度为1-7 相对运动物理学第五版22第 2章 运动和力物理学第五版23u动力学是研究物体与动力学是研究物体与物体之间的相互作用物体之间的相互作用以及由于这种相互作以及由于这种相互作用而引起的物体运动用而引起的物体运动状态的变化规律状态的变化规律u牛顿三定律是整个动力学的基础牛顿三定律是整个动力学的基础物理学第五版24本章主要内容2-1 牛顿运动定律2-2 常见的几种力2-3 应用牛顿定律解题2-4 * 非惯性系与惯性力物理学第五版25任何物体都要保持其静止或匀速直线运动状态，直到外力迫使它改变运动状态为止 .一 牛顿第一定律惯性： 物体保持运动状态不变（速度不变）的性质，物体的固有属性力： 力是一物体对另一物体的作用 ，是物体改变运动状态的原因牛顿运动定律中的物体指的是质点牛顿第一定律提出了两个重要概念。2-1 牛顿运动定律物理学第五版26惯性参考系： 物体在此参考系中如果不受其它物体作用，将保持静止或匀速直线运动此定律也称 惯性定律 ； 此定律仅适用于惯性系。相对于惯性参考系作等速直线运动的参考系亦为惯性参考系，这就是惯性参考系的 “传递性 ”：发现一个惯性系，便有无穷多个惯性系。2-1 牛顿运动定律物理学第五版27参考系是不是惯性系，一般情况下，由观察和实验的性质来判断。在研究行星等天体的运动时，发现 太阳是比较理想的惯性参考系。在研究人造地球卫星时，常选 地心参考系，是一个近似惯性参照系。在研究地面物体运动时，在精度不太高时， 地面参考系 可以看作惯性参考系， 又称实验室参考系。 2-1 牛顿运动定律物理学第五版28二 牛顿第二定律物体的动量随时间的变化率与所加的外力成正