大学物理1力学(Mechanics)

1、对开始学习高等院校物理的同学们：对开始学习高等院校物理的同学们说：“科学是一种方法科学是一种方法。 它告诉我们：如何理解一些东西，如何知道，如何理解，如何处理现在的程度，如何处理疑问和不真实自我，如何思考证据遵循什么规律，如何判断事物，如何区分真伪和表面现象。 它告诉我们：如何理解一些东西，如何知道，如何理解现在，如何处理疑问和不真实自我，如何思考证据遵循什么规律，如何判断事物，如何区分真伪和表面现象。” 的双曲馀弦值。 R.P费曼费曼说：“我没有迷信过权威，但命运从来没有嘲笑过我，迷信过权威。 但是，命运嘲笑我自己成为了权威。 我自己成了权威”a .如果爱因斯坦以上是两位萩名物理学家，我希望

2、他们能成为大家物理学习的座右铭。 学习课程除了掌握基本知识外，更重要的是，如果学习科学思维方法的爱因斯坦以上是两位著名的物理学家，希望他们能够成为大家物理学习的座右铭。 学习课程不仅要掌握基本知识，更重要的是要学习科学的思维方法。 正如老叙述方法所说，学生从老师那里得到的，应该是石成金的法则。 正如老叙述方法所说，学生从老师那里得到的不是金山，而应该是一点石成金的法则。 不是金山(1)，物理学的主要内容由物理概念和物理定律组成，核是物理概念。 着重把握各概念的引入、定义、方向、尺寸、单位。 有规律的文字表达、公式、适用范围和条件。 (2)学习物理学研究和解决问题的独特方法。 (3)掌握教材结构

3、，用类比等方法学习或记忆。 (4)、注重数学知识和技巧的应用。 (重点是矢量和微积分的初步) (5)，掌握预习、课堂学习、复习总结等一般学习技术。 (6)、好好地结束课外作业。 (步骤、规范、及时、独立完成等) (1)物理学的主要内容由物理概念和物理定律构成，核心是物理概念。 着重把握各概念的引入、定义、方向、尺寸、单位。 有规律的文字表达、公式、适用范围和条件。 (2)学习物理学研究和解决问题的独特方法。 (3)掌握教材结构，用类比等方法学习或记忆。 (4)、注重数学知识和技巧的应用。 (重点是矢量和微积分的初步) (5)，掌握预习、课堂学习、复习总结等一般学习技术。 (6)、好好地结束课外

4、作业。 (步骤、规范、适时、独立完成等)如何正确星空卫视高等院校物理学：如何正确星空卫视高等院校物理学：如何正确星空卫视高等院校物理学：如何正确星空卫视高等院校物理学本论文分别对力学研究的机械运动进行了探讨，并分为运动学和动力学。 分别探讨质点力学质点力学、刚体力学刚体力学和相对论力学相对论力学。 质点力学中首先讨论运动学，然后讨论动力学。 质点力学中首先讨论运动学，然后讨论动力学。 第一章质点运动学：理想模型一个物体是否视为质点根据研究问题的性质和条件一个物体是否视为质点根据研究问题的性质和条件选择。质点本身相对于参考物可以看作是小或平移的物体、物体的质量中心。 质点本身相对于参考物可以看作

5、是小或平移的物体、物体的质量中心。 直角坐标系(x，y，z )，球坐标系(r，)，极坐标系(，)，自然坐标系(l，t，n) 1-1参照系，坐标系仅靠参照系是无法定量记述物体位置的。 因此，要将坐标系固定在参照系上，仅通过参照系无法定量描述物体的位置。 因此，将坐标系固定在参照系上。 因此，可以定量描述物体的位置。 一般坐标系如下： 因此，可以定量描述物体的位置。 典型坐标系包括直角坐标系拐角坐标系、柱坐标系柱坐标系和球坐标系球坐标系。 宇宙中的所有物体都在移动，没有绝对静止的物体。 这叫做运动的绝对性。 宇宙中的所有物体都在移动，没有绝对静止的物体。 这叫做运动的绝对性。 为了描述某个物体的机

6、械运动，必须选择另一物体作为参照物，并且被选择作为参照的物体被称为参照系。 为了描述一个物体的机械运动，必须选择另一物体作为参照物，参照所选择的物体称为参照系，并且可以根据问题的性质任意选择参照系。 参照系的选择可以根据问题的性质任意选择。 在x y z o z o R x y、位置矢量量(二进制位矢量或矢量直径) P X Y Z O、(zyxkzjyixrktzjtyitxtr ) () (-运动方程式运动方程式r2-)运动方程式中，消除t。 在运动方程式中，将t删除f(x，y，z)=0f(x，y， z)=0、位移(向量) BA rrrD=- t时刻、a点向量为t时刻、a点向量为A r t

7、t的位移是向量，其大小是质点实际移动的直线距离，而位移是向量，其大小是质点实际移动的直线距离在区分0时要注意区分，rrdroarbrababoxarbrrdsd1-3速度和速度r v t D=D平均速率平均速率平均速率s v t D=D注意：平均速率和平均速率的区分aboxabrrdsd平均速率是矢量，其方向与位移的方向相同。 平均汇率是标量。 平均速率的大小不等于平均速率。 平均速率是矢量，其方向与位移的方向相同。 平均汇率是标量。 平均速率的大小不等于平均速率。 ddddddrxydzvijkttdt=0lim.0 trdvtdtdd=DD瞬时速度的方向：瞬时速度的大小：瞬时速度的大小：

8、d rd s vv d td t=瞬时速度瞬时速度kzjyii vjvk=drdtavb 222 XYZ vvvv=aboxyardsd1- 4加速度() vv ttv tD=D -平均加速度平均加速度v a t D=D瞬时加速度瞬时加速度222 limtvdvdratdtdtd=dxr (TT ) r (t ) yz p2p1v (t ) v (TT )方向：速度增量平均加速度是向量，方向与速度增量的方向相同。 方向： t0时速增量的极限方向、时速增量的极限方向、加速度和速度的方向一般不同。 加速度和速度的方向一般是不同的。 dddyxzvdvaijkttdt=22222 dddxydzij

9、kttdt=2DD.ddxvxatt=avav gv在曲线运动中总是指曲线的凹侧。 对于曲线运动，始终指向曲线的凹陷侧。v a a自然坐标系自然坐标系2 ddddnvvvvavnttttaanttrt=的变化是速度的大小(速率)切线加速度的变化是速度的大小(速率) 切线加速度2 v a是反映速度方向变化的法线加速度是反映速度方向变化的法线加速度2 v a即n 22 n aaa总加速度1-5切线加速度和法线加速度1、切线加速度和法线加速度l的变速直线运动、变速直线运动， 00 1 aan a rc ta n n a a t q=周运动)是等速率曲线运动(圆，周运动)是等速率曲线运动(圆，00 2

10、 n aa )(tll vvt=dv n dt t r=，角量记述3，角量和剂量的关系2，角量记述3，角量和剂量的关系(参考方向)角位置： () tqq=运动方程式的运动方程式角速度：角速度： 2 2 dd dtdt wq a=d dt q w=角加速度角加速度正方向2 tndvdarrdtdtvarrwaw=dlrdvrdtdtqw=020022 ttwwaqwawwaqq=-=-02002200/2 () vvatxxvtatvvaxx=-=-质点运动的问题分为两类：质点运动的问题分为两类：解题方法是求导。 求任意时刻，已知的运动方程式的解题方法是求指导，求任意时刻的已知的运动方程式avt

11、r )、()1(解题方法是积分、运动方程式和、及初始条件、已知的vvra ) (002 jivt 422解：解：2 2(2)rtitj=-的jtidtrr (2)质点在t=1-2s处的位移和平均速率(2)t=2s时的质点的速度和加速度(3)轨迹方程式t=2s中的质点的速度和加速度(3) 1 (dtdvadtdvayxdtdvyx 236 tvytvxdtdvdvyx 000362123 tvtvyxjtitv 3122例2，有一质点。 已知在平面内进行曲线运动，其加速度是时间的函数。 已知ax=2，ay=36t2。 的双曲馀弦值。 解：设为质点解：质点t0时。 拜托：时间。 求： (1)该质点

12、的运动方程该质点的运动方程(2)该质点的轨道方程，该质点的轨道方程，(3)该质点的切线加速度。 此质点的切线加速度。 00，0rv=dtdyvdtdxvyx 22443 xtrtitjyt=dttdytdtdx 3123000212 xtytdxtdytdt=423 tytx所以质点的运动方程式是：所以质点的运动方程式是抛物线。 轨道方程式。 可知是抛物线。 622231444 12 )3(ttvvtvtvyxyx 46263612162144486482 tttdtdva 22424136 NTA aat=-=22421324 xyaat=年轻求方加速度年轻求方加速度例3 :一质点边缘：一点沿x轴运动质点在原点的速度为零时，尝试求出任意位置的速度。 解： 质点在原点的速度为零时，尝试求出任意位置的速度。解：2d 43 dva XT=2003 d (43 ) d 82 vxvxxvxx=234 ddddddxvtxvtva是相对于进行直线运动的质点，相对于以标量形式进行直线运动的质点。 标量形式0 x d d v a t=d d x v t=()xx t=内通讯端口运动内置运动o y0v0y v0x VG 200 cos (单位)。 2 rv tiv tg tjqq=- 1-6相对运动相对运动0 RR r=0a aa=0vvv=op xy r0RDT dt=