第一次课质点运动的描述

第一次课质点运动的描述1第1页，共39页，2023年，2月20日，星期一2第2页，共39页，2023年，2月20日，星期一3第3页，共39页，2023年，2月20日，星期一Q1：为什么学大学物理？A1：低目标：必修课，考试要及格拿毕业证、学位证。高目标：有真才实学、经世致用、造福桑梓。Q2：大学物理学什么？A2：低目标：基本知识、基本技能高目标：实事求是的科学态度、独立批判的科学精神、求真务实的工作方法和辩证唯物主义世界观。4第4页，共39页，2023年，2月20日，星期一Q3：怎样学好大学物理？好学、深思、力行［理论（书本）＋实践（生活）］A3：战略上重视、战术上藐视。（爱、美＋重视）5第5页，共39页，2023年，2月20日，星期一我的承诺：良师益友、言传身教、教书育人，记住一小半的同学（让我记住的办法）。我的要求：1、来上课的要求（一般不点名）

2、交作业；(交作业的收获)3、全体同学不作弊；

4、全体同学及格以上；

5、对自己负责、对我们的团队负责；

6、全体同学收获无悔的大学物理课堂生活＋无悔的大学生活。

6第6页，共39页，2023年，2月20日，星期一昨天是一张注销的支票，明天是一张期票，今天是手上的现金，今天是我们唯一能利用的时间，请利用好今天！我最喜欢的话：ARETOUREADY？LET’SGO!7第7页，共39页，2023年，2月20日，星期一对物理大厦的认识：☺☺宏观、低速物体：牛顿、经典力学微观、低速物体：爱因斯坦等、量子力学☺宏观、高速物体：爱因斯坦、相对论力学微观、高速物体：相对论量子力学8第8页，共39页，2023年，2月20日，星期一物理学:

通过位置矢量、位移、速度和加速度及其与运动方程的关系，描述物体在空间的位置随时间变化的规律.

辩证唯物主义：1、世界是客观存在的物质世界，物质不依赖于人的意识，并能为人的意识所反映。2、物质是运动的，运动是绝对的，静止是相对的。3、运动存在客观规律，客观规律可被认识。研究问题的原则：由简到繁。数学上：点、线、面、体。物理上呢？9第9页，共39页，2023年，2月20日，星期一第一章质点运动学10第10页，共39页，2023年，2月20日，星期一本章目录1.1

质点运动的描述1.2

圆周运动1.3

相对运动教学基本要求11第11页，共39页，2023年，2月20日，星期一

一掌握描述质点运动及运动变化的四个物理量——位置矢量、位移、速度、加速度．理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性．

二理解运动方程的物理意义及作用.会处理两类问题：（1）运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法．1-0

教学基本要求12第12页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-0

教学基本要求三掌握曲线运动的自然坐标表示法．能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度．

四理解伽利略速度变换式,并会用它求简单的质点相对运动问题．END13第13页，共39页，2023年，2月20日，星期一重点：位移、速度、加速度有关计算，描述质点运动变化的有关计算。难点：由速度或加速度及初始条件求运动方程。第一次课：1.1

质点运动的描述14第14页，共39页，2023年，2月20日，星期一1.1

质点运动的描述2.参考系

将实际物体抽象为一个含有质量的几何点.一、质点参考系1.质点为描述物体运动所选择的参照物．－物理模型物体能否抽象为质点，视具体情况而定．坐标系：直角坐标系、自然坐标系、极坐标系和球坐标系等.质点（运动规律）物体（运动规律）15第15页，共39页，2023年，2月20日，星期一二、位置矢量与运动方程1.

位置矢量

在坐标系中,用来确定质点在空间位置的矢量.大小:方向:1-1

质点运动的描述(x,y,z)16第16页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述2.运动方程消去参数t得质点的轨道方程质点运动时,其位置矢量随时间变化的函数式.分量式：17第17页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述1.位移

位移大小位移方向反映质点在

时间内空间位置变化的物理量.三、位移与路程2.

路程质点从

A到

B：路程位移18第18页，共39页，2023年，2月20日，星期一AoxyzΔS

B1.

位移的物理意义

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.讨论2.

位置矢量与位移3.

位移与路程位置矢量对应t，而位移对应t.一般情况下不相同.当t0，B

A时：1-1

质点运动的描述19第19页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述反映质点位置随时间变化的快慢和方向的物理量.1.平均速度四、速度在t时间内，质点位移为平均速度大小：方向：20第20页，共39页，2023年，2月20日，星期一

当t0时反映质点位置矢量的瞬时变化率.1-1

质点运动的描述2.瞬时速度(速度)速度：位置矢量对时间t

的一阶导数.oxy大小方向21第21页，共39页，2023年，2月20日，星期一若质点在三维空间中运动，其速度1-1

质点运动的描述瞬时速率

v

表明质点的速率等于速度的大小.路程s对时间t的导数为质点的瞬时速率（反映质点运动的快慢程度）22第22页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述1.平均加速度五、加速度在t

内速度的增量反映速度矢量随时间的变化情况.oxyAB与同方向23第23页，共39页，2023年，2月20日，星期一2.瞬时加速度(加速度)加速度是速度矢量对时间t

的一阶导数.加速度大小:加速度方向:oxyAB的极限方向1-1

质点运动的描述24第24页，共39页，2023年，2月20日，星期一曲线运动时指向凹侧.直线运动时

.都具有矢量性、瞬时性、相对性.1-1

质点运动的描述关于速度与加速度25第25页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述积分积分一、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．求导求导质点运动学两类基本问题26第26页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述

，消取参数t，可得轨道方程为例题1-1

设质点运动方程为式中r的单位为m(米)

t的单位为s(秒)

.求:(1)质点的轨道方程；

(2)质点从t11s到t22s时间内的位移；

(3)t22s时的速度和加速度解:

(1)

由题意所以(2)因为，27第27页，共39页，2023年，2月20日，星期一(3)速度方程为加速度方程为1-1

质点运动的描述28第28页，共39页，2023年，2月20日，星期一为

，求t2s时质点的速度和位置.

例题1-2

已知一质点由静止出发，其加速度

解:

由题意可知

解得则t=2s时质点速度为质点速度方程为1-1

质点运动的描述29第29页，共39页，2023年，2月20日，星期一取质点的出发点为坐标原点，有解得则t=2s时质点位置为质点的运动方程为1-1

质点运动的描述30第30页，共39页，2023年，2月20日，星期一

例题1-3

如图所示，一个热气球以lm·s-1的速率从地面匀速上升，因风速的影响，气球的水平速度随着上升的高度而增大，其关系为vx2y(SI).求气球的运动方程、轨道方程和加速度.解得①根据题意解：设t=0

时气球位于原点o(地面)，由题意yxo1-1

质点运动的描述31第31页，共39页，2023年，2月20日，星期一解得①根据题意yxo所以气球的运动方程为③由③式，得气球加速度为由式①、②消去参数t，得轨道方程为解得②1-1

质点运动的描述32第32页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述

例题1－4

质点沿x轴作匀变速直线运动，开始时，速度为v0，处于x0的位置，求质点在任意时刻的速度和位置.解：一维运动，各运动量都可作为标量处理.由由33第33页，共39页，2023年，2月20日，星期一1-1

质点运动的描述六、自然坐标系中的速度与加速度et质点运动轨迹上任取一点作为自然坐标系的原点.质点在某一点的坐标用距离原点的路程

s

来表示.则运动方程enetetenenet---切向单位矢量en---法向单位矢量(指向曲线在该处的曲率中心)1.自然坐标系(沿切线与运动方向一致)34第34页，共39页，2023年，2月20日，星期一2.切向加速度和法向加速度

质点在

t

内沿曲线经历s

，速度可表示为s切向加速度加速度为反映质点速度大小变化的快慢程度，方向沿着切向.1-1

质点运动的描述35第35页，共39页，2023年，2月20日，星期一法向加速度反映质点速度方向变化的快慢程度，方向沿着法向.

当t0时，0.此时趋于的方向.s1-1

质点运动的描述36第36页，共39页，2023