时空与质点机械运动的描述

时空与质点机械运动的描述大学物理1第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理2第1章时空与质点机械运动的描述第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理4§1-1物质运动时间空间第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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9192631770倍。第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理6第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理7日地距离1AU≈1.5×1011m1.天文单位（AU）：2.光年（l.y.）：1l.y.≈1016m3.差秒距（PC.）：1Pc=1AU/1＂≈2×105AU=3×1016m=3光年=太阳系的直径约为80AU，即1013m数量级。视线L基线rθ空间单位第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期三因数词头名称符号英文中文1024102110181015101210910610310210110-110-210-310-610-910-1210-1510-1810-2110-24yottazetaexapetateragigamegakilohectodecadecicentimillimicrnanopicofemtoattozeptoyocto尧［它］泽［它］艾［可萨］拍［它］太［拉］吉［咖］兆千百十分厘毫微纳［诺］皮［可］飞［母托］阿［托］仄［普托］幺［科托］YZEPTGMkhdadcmμnpfazy第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理9§1-2质点运动的描述第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理101.运动的相对性一、质点的机械运动质点(masspoint,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.以地球为参照系地球月亮以太阳为参照系太阳月亮地球轨道第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理11xzyABγrβαP1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①

②

大小第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理123.运动方程分量式从运动方程消t得轨迹方程

4.轨道方程第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理13位移矢量只与始末位置有关，与质点所经过的路径无关。

BA二、位移矢量

—位置的变化第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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？讨论（A）P1P2

两点间的路程是不唯一的,可以是或而位移是唯一的.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.第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理15三、速度矢量—位置变化的快慢1.平均速度方向:与

同.大小：BA

用相同时间间隔内的位置变化来比较位置变化的快慢。矢量第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理162.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：

该时刻质点所在处沿运动轨迹的切线并指向质点前进的方向。方向：第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理173.速率当Δt→0时，瞬时速率：速度的大小称为速率平均速率瞬时速率BA例（B）

一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处，其速度大小为(单选)(A)（C）（D）第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理18§1-3质点运动变化的描述第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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BA第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理20大小二、加速度矢量在直角坐标系中的表述方向第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理211.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第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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:第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理232.一般曲线运动中的和和对任何平面上的曲线都适用

曲率半径an=0a=0匀速直线运动an=0a

0变速直线运动an

0a=

0匀速曲线运动an

0a

0变速曲线运动第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理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）。第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理25求导求导积分积分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.第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理26四、圆周运动的角量描述AB规定：逆时针为＋，顺时针为－。

单位:弧度（rad）

矢量

方向:由右手螺旋法则确定单位:rad/srvS2.角位移3.角速度1.角位置第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理274.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第二十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理28五、角量和线量的关系切向加速度法向加速度xw,bθθRdS0dP2P1①②④③第二十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期三大学物理29例1-5已知一质点由静止出发，它的加速度在x轴和y