时空与质点机械运动的描述.ppt

1、大学物理,1,电子教案,大学物理,大学物理,2,第1章 时空与质点机械运动的描述,大学物理,3,1-1 物质 运动 时间 空间 1-2 质点运动的描述 1-3 质点运动变化的描述,大学物理,4,大学物理,5,一、物质与运动,物质：物质就是客观存在，是能量的表达。,运动：运动是物质的固有属性，由能量的涨落引起。,物质有两种基本形式：实物与场。,二、时间与空间,秒：铯133原子基态两个超精细能级之间跃迁相对应的辐射周期的9 192 631 770倍。,大学物理,6,大学物理,7,日地距离1AU1.51011 m,1.天文单位（AU）：,2.光年（l.y.）： 1 l. y. 1016 m,3.差秒

2、距（PC.）：,1Pc=1AU/1,2105AU =31016m =3光年,=,太阳系的直径约为80AU，即1013 m数量级。,空间单位,大学物理,9,大学物理,10,1. 运动的相对性,一、质点的机械运动,质点 ( mass point , particle): 力学中的一个理想模型，它是具有一定质量而没有大小和形状的理想物体。,参考系:为描述物体的运动而选择的标准物.,运动的相对性:物体运动的形式随参考系的不同而异.,大学物理,11,从原点指向质点所在位置的有向线段（大小、方向）,2. 位置矢量,方向,大小,大学物理,12,3. 运动方程,从运动方程消t 得轨迹方程,4. 轨道方程,大学

3、物理,13,位移矢量只与始末位置有关，与质点所经过的路径无关。,二、位移矢量 位置的变化,大学物理,14,位移与路程,（B） 一般情况, 位移大小不等于路程.,（D）位移是矢量, 路程是标量.,（C）什么情况 ？,不改变方向的直线运动; 当 时 .,路程（ ）: 质点实际运动轨迹的长度.,大学物理,15,三、速度矢量位置变化的快慢,1.平均速度,方向:与 同.,大小：,用相同时间间隔内的位置变化来比较位置变化的快慢 。,矢量,大学物理,16,2.瞬时速度,当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度, 简称速度.,大小：,大学物理,17,3. 速率,当t0时，,瞬时速率：速度 的大小称为速率,平均速率,

4、瞬时速率,大学物理,18,大学物理,19,一、 加速度矢量速度矢量变化的快慢,1.平均加速度,2.瞬时加速度,大学物理,20,大小,二、加速度矢量在直角坐标系中的表述,方向,大学物理,21,1.切向加速度和法向加速度,自然坐标系,切向,内法向, 很小，则 ，并指向圆心，即与 方向同。,三、加速度矢量在自然坐标系中的表述,大学物理,22,法向加速度表示质点速度方向变化的快慢。,切向加速度的大小表示质点速率变化的快慢。,方向:,大学物理,23,2.一般曲线运动中的 和,和 对任何平面上的曲线都适用,an= 0 a = 0,匀速直线运动,an= 0 a 0,变速直线运动,an 0 a = 0,匀速曲

5、线运动,an 0 a 0,变速曲线运动,大学物理,24,例 有人说，匀速率圆周运动的质点是作变加速运动,你说对吗？,（对）,答：匀速率圆周运动,即加速度矢量变，所以是变加速运动。,总加速度,大小不变，方向时刻指向圆心（改变）。,大学物理,25,质点运动学两类基本问题,一 由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；,二 已知质点的加速度以及初始速度和初始位置, 可求质点速度及其运动方程 .,大学物理,26,四、圆周运动的角量描述,A,B,规定：逆时针为，顺时针为。,单位: 弧度（rad）,方向:由右手螺旋法则确定,单位: rad/s,2.角位移,3.角速度,1.角位置,大学物理,27,4.角加速度,角速度对时间的变化率,匀速圆周运动；,匀速直线运动,匀变速直线运动,匀变速圆周运动,大学物理,28,五、角量和线量的关系,切向加速度,法向加速度,大学物理,29,例1-5已知一质点由静止出发，它的加速度在x轴和y轴上的分量分别为ax=10t和ay=15t2。求t=5s时质点的