大学物理力学热学第一章课件

讲课:王庆海力学热学普通物理学讲课时间内容时间为一学期,16周,64学时每周三（1-2节）周五（7-8节）内容是力学---张汉壮编,热学教程---黄淑清编参考书:<<力学>>郑永令贾起民编著复旦大学出版社,1989<<大学物理学>>张三慧主编,清华大学出版社,2000上海交通大学教育技术中心大学物理视频李铜忠HALLIDAYRESNICK：《FundamentalsofPhysics》网易等视频公开课频道:麻省理工学院：经典力学网易等视频公开课频道:耶鲁大学：基础物理物理学:研究物质世界的基本结构、基本相互作用和最普遍的运动规律。自然科学：数学，力学（属于物理学），物理学，化学，天文学，地球科学以及生命科学等。包括：力学、核物理学、原子分子物理学、固体物理学、热学、光学、电磁学等；它是一切自然科学和工程技术的基础。研究物体机械运动的学科力学----运动学----动力学----静力学研究内容:质点力学.刚体力学.天体力学.流体力学等.研究范围:宏观,低速.(量子力学,相对论)力学只考虑质量,不计形状与大小的物体。例如:地球的公转(地球平均半径6370km,地球中心到太阳中心的距离km）可以将地球看作质点。太阳第一章质点运动学1质点（物理模型）1.1.1质点、参照系、坐标系ZXY日心系地心系地面系o2参照系：被选作参照的物体运动具有相对性：物体运动形式随不同的参考系而不同一:直线运动的速度

ti

ttfx

oA(xi)xB(xf)

直线运动AB平均速度：位移：x瞬时速度ABB′B如：则：t时刻的速度速度是位置函数曲线在t时刻切线的斜率例质点直线运动,已知速度(t),求运动方程平均速度位移是速度曲线阴影的面积如速度恒定0t时刻的位置：平均加速度瞬时加速度二:直线运动的加速度ABttitf例质点沿X轴直线运动,已知加速度a(t),求运动的速度aaa如加速度为恒定a0t时刻的速度t时刻的位置例质点上抛运动。初速度为9.8m/s竖直上抛，离地面H=4.9m求质点落地时间与速度（设g=9.8m/s2)0x0初始条件为：质点的运动方程0x0当质点落地时H=4.9m描述质点在空间的位置1.位置矢量（位矢）:O参考点位置P1.1.2位置矢量、速度、加速度P1P2从P1→P2无限小位移时间Δt→0时,方向沿切向OP1P2平均速度瞬时速度3:速度P1P2速率P1P2平均加速度xyz

0··瞬时加速度4.加速度P1P21.2.1.直角坐标系下的表示1.2.位置矢量、速度、加速度的表示位矢Pyzx位矢大小·速度速度方向:切向速度分量直角坐标系的速度位矢直角坐标系的加速度位矢加速度加速度分量1.2.3.本性坐标系下的表示或称自然坐标系:原点固定在质点上,沿质点运动轨道切向和法向为坐标轴

。切向以质点前进方向为正，记做，法向以曲线凹侧方向为正，记做取坐标s：在轨道上取一固定点O，用质点距离O的路程长度

s可确定质点的位置。

P1P2oss=s(t)(1)圆周运动的切向加速度和法向加速度质点作变速率圆周运动时切向加速度切向单位矢量的时间变化率法向单位矢量切向加速度（速度大小变化引起）法向加速度（速度方向变化引起）圆周运动加速度(2)一般曲线运动（自然坐标）其中曲率半径.at是速度数值的变化而引起的，an是速度方向的变化而引起。速度可表示为:曲率半径为平面运动中，在轨迹上随质点运动可建立自然坐标系1.2.3.本性坐标系下的表示加速度OXPddP1ρ为p点密切圆的曲率半径加速度的表示at是速度数值的变化而引起的，an是速度方向的变化而引起。例题1.2.4-2质点沿直线运动,加速度恒定a求质点的运动方程加速度恒定a0x加速度恒定a质点的运动方程x0x位置矢量为方向沿切线，大小为可得速度YX例1.2.4-7圆周运动时速度与加速度在直角坐标系下的表示同样可得加速度：径向(向心)方向大小YX匀速圆周运动时在自然坐标系下的表示例1.2.4-7圆周运动时速度与加速度质点的运动轨迹、位移和速度与参考系有关1.3.相对运动运动参照系S’

相对地面运动

静止参照系S

相对地面静止

空间绝对性和时间绝对性t=t′

oo´1.3.1.动参照系平动速度的变换v0SSoorrxx

ptt绝对速度等于相对速度和牵连速度的矢量和。此式叫伽利略速度变换，只适用于低速情况。高速情况必须用洛仑兹变换：加速度的变换绝对加速度＝相对加速度＋牵连加速度如果参考系相对作匀速直线运动,则设盘S

相对S系（惯性系）匀速转动。

求在S系和S系中，同一质点P的速度、加速度的变换关系。1.3.2动参照系匀速转动角速度矢量方向：四指绕物体旋转方向,拇指的指向就是角速度的方向S系OrS系v（常矢量）P绝对速度＝相对速度＋牵连速度1、速度的变换OrS系S系（常矢量）v(相对S系)(相对S系)(S系转动引起）设相对圆盘质点速度为则相对地面的速度：OrS系S系（常矢量）va绝对加速度＝＋科里奥利加速度2、加速度的变换设相对圆盘，质点速度为，加速度为：＋向心加速度相对加速度v0SSooxx伽利略速度变换,人为S′,风为研究对象46写在最后成功的基础在于好的学习习惯Thefoundationofsuccessliesingoodhabits谢谢聆听·学习就是为了达到一定目