质点运动学的基本概念.ppt

给开始学习大学物理的同学们： “科学是一种方法。它教导们：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 “我从不迷信权威，但命运捉弄了我我自己变成了权威” A.爱因斯坦 以上是两位著名物理学家的话，我希望它们能成为大家学习物理的座右铭。学习课程除了掌握基本知识外，更重要的是学习一种科学的思维方法。正如一个古老的故事所讲的那样，学生从老师那里得到的，应该是一个点石成金的法则，而不是一堆金子。,前 言,什么是物理学？,研究物质运动的基本规律的学科,一、物质,1、实物 物质三态；等离子体（物质第四态）；致密物质（物质第五态）,2、场 特殊的物质,二、运动,1、广义来讲，运动就是一切变化和过程，是物质的固有属性。,2、对不同的运动形式的研究形成了自然科学的各个学科,如：机械运动力学；分子热运动热力学；核内运动原子核物理学,三、发展（三次飞跃）,1、17，18世纪：主要以牛顿力学和热力学发展为中心,（第一次工业革命，以蒸汽机为代表）,2、19世纪：麦克斯韦的电磁理论,（第二次工业革命，以电气化为特征）,经典物理,19世纪末叶，物理学的各个分支已经建立起系统的理论： 机械运动：牛顿三大运动定律 电磁现象：麦克斯韦方程组 光的现象：光的波动理论 本质为电磁波 热现象：热力学定律，统计物理学,在经典物理学的辉煌成就面前，有的科学家认为物理学已大功告成。绝对温标的创始人开尔文在1889年新年贺词中说： “19世纪已将物理大厦全部建成，今后物理学家的任务就是修饰、完美这所大厦了”。,真的是这样吗？,3、 20世纪：相对论和量子力学诞生并迅速发展,近代物理,第一篇 力学,研究对象：物体机械运动的规律,机械运动：物体的位置随时间发生变化的有关规律,力学体系：牛顿力学（经典力学）：宏观低速物体,爱因斯坦相对论力学：接近光速物体,量子力学：微观世界,力学学科 ：运动学：描述运动变化,动力学：揭示运动变化原因,第一章 运动学,重点：掌握一些描述运动的物理量的定义，坐标表示，及它们之间的关系,一 参考系 质点,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.,坐标系：参考系的数学抽象.,物体能否抽象为质点，视具体情况而定,质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型 . 目的是为了突出研究对象的主要性质 , 暂不考虑一些次要的因素 .,地日间平均距离 r ：1.5 108 km 地球半径 R ： 6.37 103 km r,可视为质点,二 位置矢量 运动方程 位移,1 位置矢量,*,位矢 的大小为,确定质点P某一时刻在坐标系里的位置的物理量称位置矢量, 简称位矢或矢径 .,式中 、 、 分别为x、y、z 方向的单位矢量.,位矢 的方向余弦,P,2 运动方程,从中消去参数 得轨迹方程,如（1）直线运动方程：,矢量式,标量式,轨迹方程,（2）平抛运动方程：,轨迹方程,3 位移,经过时间间隔 后, 质点位置矢量发生变化,把 由始点 A 指向终点 B 的有向线段 称为点 A 到 B 的位移矢量 , 简称位移.,z,位移的大小为,4 路程（ ） 质点实际运动轨迹的长度.,确切反映物体在空间位置的变化, 与路径无关，只决定于质点的始末位置.,位移与路程,（2） 一般情况, 位移 大小不等于路程.,（4）位移是矢量, 路程是标量.,（3）什么情况 ？,不改变方向的直线运动; 当 时 ，,或 。,三 速度 (反映位置变化快慢的物理量）,1 平均速度,在 时间内, 质点从点 A 运动到点 B, 其位移为,时间内, 质点的平均速度,平均速度 与 同方向.,平均速度大小,2 瞬时速度,当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度， 简称速度,极限方向,瞬时速率,当质点做曲线运动时，质点在某一点曲线的切线方向就是该点的速度方向.,当 时，,瞬时速率(大小）：,另外一种形式：,平均速率,瞬时速率,1. 判断正误：,注意,1 平均加速度,与 同方向 .,（反映速度变化快慢的物理量）,单位时间内的速度增