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文档简介

1、力学(mechanics )是研究物体机械运动规律及其应用的科学。 古典力学通常分为运动学(kinematics )、动力学(dynamics )、静态力学(statics )。 运动学:研究物体运动的描述。 动力学:研究物体运动与物体之间相互作用的关联及其规律。 静力学:研究物体相互作用引起的平衡问题。 一、绝对空间和绝对时间,绝对空间:空间是客观的,不管物质、物质的运动,空间的测量是绝对的。 绝对时间:时间的存在是绝对的,与物质、物质的运动无关,时间的测定是绝对的。 二、空间测量、从宇宙范围尺度到微观粒子尺度、三、时间测量、古典力学应用是绝对时空观的概念。 大米是光以1/299797928

2、秒的时间间隔在真空中行程的长度。 秒是与铯-133原子基态的两个超微细能级间转变对应的辐射的9192631770周期的持续时间。 一、质点(mass point )、相对性理想模型质点运动是研究物质运动的基础,二、参考系(reference frame )和坐标系(coordinate )、参考系:为描述物体运动而选定的标准物体。 (运动描述的相对性)在运动学中,参考系的选择不是任意的动力学。 无视物体的大小和形状,只具有物体质量的几何点。 三、质点位置的描述,方向:大小:直角坐标系中:1,位置向量,2,坐标系和自然坐标系,定义:从基准点o到质点所在位置p的向量称为质点的位置向量,比特向量。

3、表示质点到基准点的距离。 的方向表示质点相对于基准点的方位,四,运动方程式,质点的位置随时间变化的函数关系,称为质点的运动方程式。 在直角坐标系中,根据轨迹的形状,质点运动分为直线运动和曲线运动。 质点在空间上连续通过的各点相连的曲线质点的运动轨迹。 五、从“轨迹方程”(trajectory )和运动方程中擦除t时:或:正交坐标系中:可以将质点的初始位置到质点的最后位置的向量定义为位移。 位移矢量的大小、位移矢量的方向、二、速度矢量:表示质点的运动速度和方向的物理量。1、平均速度、定义:平均速度、2、速度(瞬时速度)、方向为切线方向,方向为前进方向。 另外,在正交坐标系中,速度是位置向量的时间

4、变化率。 大小、方向、定义:平均加速度、大小:瞬时加速度、方向: t0时的极限方向。 在曲线运动中,总是指向曲线的凹陷侧。 瞬时加速度是速度的时间变化率。 在直角坐标系中,加速度的方向、加速度的大小,其成分是一、运动学这两种问题,一、已知质点的运动学方程多把质点的速度、加速度等问题称为运动学第一类问题。 2、从加速度和初始条件求出速度方程式和运动方程式的问题称为运动学的第二类问题。二,解运动学中两种问题的一般方法,1,已知:质点运动学方程式。 求:轨迹方程式等。 2 )已知:及初始条件、解法:求导、解法:积分、解是从加速度的定义式得到的,有变换,从初始条件定积分得到的,例题1的质点沿x轴向正方

5、向运动,加速度和位置的关系为a=3 2x。 如果x=0,则以其速度v0=5m/s,求出质点移动到x=3m时的速度v。 然后选择垂直方向为轴的正方向。 坐标的原点在研磨点。如果设小球的上升运动的瞬时速度为v,阻力系数为k,则空气阻力,此时的小球的加速度即变换、整理,则例题2以初速度v0从地面垂直地投出m质量的小球,如果受到与该瞬时速度成比例的空气阻力,则小球能上升的最大高度为多少根据初始条件,y=0时v=v0,进行定积分,小球达到最大高度h时v=0,得到,另一方面,自然坐标系、方向根据位置(时间)变化,二,自然坐标系下的加速度是加速度的定义,设轨迹曲线上的a点的曲率圆半径为r,曲率圆心为o。 设

6、a点的自然坐标为s,曲线上接近a点无限的b点的自然坐标为s ds,a,b2点的曲率相对于圆心的张角。 通过将两侧除以dt,将速度的大小变化的速度、速度方向的变化的速度、切线加速度、法线加速度、三、圆周运动、一、圆周运动的角度量的记述、一)角位移,二)轨迹为圆的运动称为圆周运动。 质点运动学方程式、瞬时角速度,3 )角速度、平均角速度、角速度是角度位置的时间变化率。 的方向被规定为与向右弯曲的螺旋的关系。瞬时角加速度、四、角量与剂量的关系,四)角加速度、平均角加速度、六、圆运动的第二类运动学问题,解(1)根据角速度和角加速度的定义,将t=2s代入运动方程式、角速度和角加速度方程式,则将例题1的质

7、点设为半径R=1.0 m的圆运动,其运动方程式为=2t 3 3t,其中为ra (1)求出1)t=2s时质点的角位置、角速度、角加速度。 (2)t=2s时质点的切线加速度、法线加速度、加速度。 (2)从剂量和角度量的关系,设加速度、加速度的大小、加速度和法线加速度的角度为,则可以得到同一质点在不同参考系中的位置矢量、速度和加速度等物理量的关系规律。 物体运动的描述取决于观察者所在的参考系统,1、比特向量关系、质点在等速直线运动的两个坐标系中的比特向量:2、伽利略变换、2、速度关系、伽利略速度加法定理:(s系统相对于s系统)、(s系统)、3、3 两个参考系中的位向量(或位移)直接相加,实际上是缺省

8、的两个条件:长度的测量是绝对的; 时间测量是绝对的。 4、适用条件、宏观、低速状况、特例:s系统对s系统进行等速运动时:1、如果有人骑自行车以速度v向西方行驶,遇到从北向南吹的风(风速的大小也设为v ),他觉得风,一是选择问题,a )是从东北方向吹来的。 b )从东南方向吹来的。 c )从西北吹来的。 d )从西南方向吹来的。 2、质点在平面上运动,质点位置矢量的公式为:质点为:a )等速直线运动。 b )变速直线运动。 c )抛物线运动。 d )一般曲线运动。 有的人拉着船靠岸,有的人做运动学练习,有的人做4、湖上的小船,有的人用跨高台的固定绳轮的绳索。 如果绳索速度v 0不变,小船的运动:

9、a )均匀地加速运动。 b )均匀减速运动。 c )变成加速运动。 d )减速运动。 C ,3,1个质点在等速率圆运动时a )切线加速度变化,法线加速度也不变化。 b )切线加速度也不变化。 c )切线加速度也不变化。 d )切线加速度也不变化。 法线加速度也不变化。 B 、5、小玉沿斜面向上运动,其运动方程式为r=5t4t-t2(si ),小玉运动到最高点的时刻为:A) t=4S。 B)t=2S。 C) t=8S。 D)t=5S。 b、6、以下哪个是正确的? (a )加速度一定时,物体的运动方向也不变化。 b )平均速度与平均速度的大小相等。c )与加速度无关,平均速度式总是d )运动物体的

10、速度不变化时,速度发生变化。 D ,7,如果某质点的运动方程式为(SI ),则该质点a )一样地加速直线运动,加速度向x轴正方向. b )一样地加速直线运动,加速度向x轴负方向. c )直线运动,加速度向x轴正方向. d )直线运动,加速度向x轴负方向. 8, 以质点为半径r的变速圆周运动时的加速度的大小,(v在任意时刻表示质点的速度) d ),9,以下的说法正确的是,(a )加速度一定时,物体的运动方向也不变化。 b )平均速度与平均速度的大小相等。 c )物体速度为零时,加速度一定为零。 d )瞬时速度即瞬时速度的大小。 D ,10,运动的质点在某一瞬间位于矢量直径的端点,其速度的大小为, D ,2,以填补问题,1,质点, m /s的等速率进行半径5 m的圆周运动,其质点为5 s时1 )位移的大小为2 )经过的程度为10m, 5m的2 .质点的运动方程式是x=6t-t2(si ),t是0到4s的时间间隔,质点位移的大小是(),t是0到4s的时间间隔,质点通过的行程是()。 3、质点从静止开始沿着半径R=1m的圆周运动,其角加速度的时间t的变化规律, 质点的

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