大学物理-质点运动学1-daisy.ppt

大学物理 张耀方（Daisy） QQ群：348431093 进群后请修改群名片格式： 班级+姓名，例“光信01-某某” 给开始学习大学物理的同学们： 在科学上没有平坦的大道，只有那些在崎岖小路上 不畏劳苦攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。 马克思 提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解 决问题也许是一个数学上或实验上的技能而已，而提出 新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却 需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。 爱因斯坦 这两段话告诉我们，学习的过程本身充满了艰辛， 需要勇气和毅力，同时，学习的目的不光是为了直接应 用，更是为了创新。什么是最好的学习方法？就是以一 个创造者的身份来学习。最后，想告诉同学们的是，做 人如做画，须“心存远大，落于细微”，从点滴做起，从 现在做起，坚持就是胜利。大学物理 大学物理教学计划分两学期： 第一学期：上册（60学时，4学分） 第二学期：下册（45学时，4学分） 大学物理是中学物理的延伸与拓展，与中学 物理相比，在形式上，有两点重要区别： 1、一维、二维三维 要用到矢量（向量）运算 2、恒量变量 要用到微积分运算 从以往经验看，不少同学学习大学物理的“拦 路虎”正是上面所提到的高等数学知识。希望同学 们一定要抽时间复习。 大学物理 大学课程种类多、含量大，老师不可能像中 学那样把一个知识点讲得细而又细，也不可能有 太多的时间供同学们去操练，这就要求在大学里 学习要注意方法： 1、听讲记录，把握重点； 2、看书做题，强调自学； 3、照顾兴趣，培养特长。 大学物理课是工科院校的一门基础课（工具 课），对后续的相关专业课，有着重要的意义， 希望同学们重视它，学好它。 大学物理 要求： 1、听课： （2）遵守课堂纪律 （3）建议做笔记 2、作业： （1）16开纸，姓名、班级、序号， （由课代表按序号理好，装入作业袋） （2）每次课前交上一次布置的作业 （3）对教材上的作业，不必抄题 （4）每次批1/3，作业注意保存 3、考核：平时、期末三七开 （1）上课须起立 平时成绩包括听课、作业、期中 考试等。 大学物理 大学物理 第一篇 力学基础 伽利略牛顿 大学物理 本章首先借助矢量语言对质点的运动给予简 洁而完备的描述，建立运动学方程，并求解运动 学方程； 然后讨论刚体定轴转动的运动学方程； 最后引入运动的相对性，最终解决运动学 中的两类问题。 大学物理 第1章 质点运动学（Kinematics of particles） 1-1 质点运动学基本概念 一、质点、参考系和坐标系（P1-4,自学） 二、位置矢量（position vector）（位矢、矢径、径矢） 位置矢量： 矢径的大小（模）为 1、直角坐标系 大学物理 其方向用方向余弦表示为 注：书上用黑体表示矢量，书写时须加箭头! 2、极坐标系（略） 三、运动方程与轨道 一般地，质点的坐标和矢径都是时间t的函数: 称为坐标式（或分量式）运动方程，而 称为矢量式运动方程。 大学物理 质点的空间运动所经过的路径称为轨道。在 运动方程中，消去t得f(x,y,z)=0,此方程称为质点的 轨道方程。 例1、质点的运动方程为 求其轨道方程。 解：将题给方程改写为 （1）+（2）得 质点的轨道方程 大学物理 1-2 位移和速度 一、位移（displacement）和路程（path）： 位移 质点在一段时间内位置的改变。 A r(t)r x y z O r(t+t ) B 位移： 轨迹 路程：质点实际运动轨迹的长度s，如图。 s r(t+t ) r(t) O r r B A 注:（1） 大学物理 （2 ） 要分清 二、平均速度与平均速率 1、平均速度 (average velocity) 矢量 2、平均速率 (average speed) 标量 三、（瞬时 ）速度与速率 1、速度 速度方向：沿轨 迹切线方向。 等的几何意义。 大学物理 2、速度大小（速率） 直角坐标系中： 二维时，用 和 x 轴夹角表示： 在SI制中，速度的单位是m s-1 大学物理 1-3 加速度(acceleration) 一、速度增量 二、平均加速度定义： 三、（瞬时）加速度 大学物理 在直角坐标系中， 可用分量式计算： 在SI制中，加速度的单位是m s-2 例2、一质点在x-y平面上运动，其运动方程为 大学物理 例2、一质点在x-y平面上运动，其运动方程为 (1)写出质点的矢量运动方程（位置矢量）； (2)求出t1=1s, t2 =2s时的矢径，并计算t1t2内的 平均速度； (3)求出质点速度的分量式，计算t= 4s时速度的 大小、方向； (4)求出质点加速度的分量式，计算t= 4s时加速 度的大小、方向。 大学物理 (1)写出质点的矢量方程； (2)求出t1=1s, t2 =2s时的矢径，并计算t1t2内的平均 速度； (3)求出质点速度的分量式，计算t= 4s时速度的大 小、方向； t=4s时，v x=3,v y=7. 18 大学物理 (4)求出质点加速度的分量式，计算t= 4s时加速 度的大小、方向。 （与 x 轴夹角 ） 大学物理 例1-2（P10） h s 解： 设船离岸为s时的速度大 小为v，以 l表示船到定 滑轮的绳长，则 方向向左。 大学物理 h s v v0 方法2： 把船对岸的