知识绪论质点运动学1 qsb

大学物理（一任大学物理（一任课教师：屈少Email:电话1教教材中心购买，书后附有随机2大学物理同步辅范淑朱佑新（华中科技大学大学物理同步辅范淑朱佑新（华中科技大学普通物理学(第六程守江之(上海交大学物理学(第二张三(清华大定性与半定量物理赵凯(北京大物理（美）D.哈里R.瑞斯尼大学物理ppt项林（华中科技大学344做作业用习题做作业用习题册每周一交作业（上周一、三的）关于补交作业：两周内补交有效，关于少交（页）：两次记一次缺交作业缺1/3及以上者无考试资格,综合成绩一律零分计华中科技大学本科生考试管理工作细则校教〔9〕号)华中科技大学普通本科生学籍管理细则校教〔〕号)5答疑单周一、三：晚双周二、四：晚西五东答疑单周一、三：晚双周二、四：晚西五东九公共邮箱（课件下载、通知、成绩查询(班长、课代表联系方62014级《大学物理(一)》课（2014-2015学年度第2学期7班姓电住电班课代电班课代电班课代电2014级《大学物理(一)》课（2014-2015学年度第2学期7班姓电住电班课代电班课代电班课代电班课代大学物理演示大学物理演示实验室（西五楼）开放安8(闭卷期(闭卷期末考试(卷面为100分，选择：30%；填空30%；计算平时：20%（作业、考勤、课堂问答、课堂测验网考91、点名、测验只写个人编1、点名、测验只写个人编号2、个人编号=班级代码+学号末三位，如DQ05-班代电气电气电气电气本学期授课内学时（总计第1章运动学（含绪论3第2本学期授课内学时（总计第1章运动学（含绪论3第211第3轴转4第44第5相对7~8第611~12第79~10第810公休假期停4什么是物理学“境自什么是物理学“境自远尘皆入咏，物含妙理总堪寻物理：“格物致理，即考察事物的形态和变化，总结研究它们的规或者说，物理学是关于自然界最基本形态物质存在的各种基本形式，它们的内部结构以及相互作用它们的性质、运动和演化，从而认识这些结构的组元及其整体运动和转化的基本规律。是什么样的?（实验观察为什么是这样的？（理论）物质世物理学简近代物理电磁气体分子动物理学简近代物理电磁气体分子动力经18、19世纪宏观热力学理典物牛顿时代（17世纪）经典力学理自然哲古希腊人物理学是人类现代文明物理学是人类现代文明的相对其它学科而言，物理学更着重于物质世界普而基本规律的追求电磁学动力、制冷、制通信、电力工程力学、结构力学牛顿力流体力学、振动、动力为什么要学物是学习一切工程技术知为什么要学物是学习一切工程技术知识的基物理是培养科学素养的最有效的基础是迎接21世纪新技术革命的必修怎样学好大学物？特点到堂听课。课前预习，课后复习适当做笔记(提纲式)，尤其是补充例题等勤思考，多提问，多讨论，重答疑4.重视方法鱼渔Fm授课方式:电子教案＋板书＋演示实验＋CAI曾在华曾在华中工学院(现为华中科技学)动力系完成学士和硕士学位深度，还要真正的着手做事，在学习科研过程中，自然会有新的发展、发2013年7月23日正式上任，成为世界排名第一的机械工程系百多年历史以来的首位华人系主任曹祥本科曹祥本科毕业于华中科技大学子工程专业。现任美Rulight公司总裁、武汉创富经验：知识是最牢靠创业资本“理工科学生，几乎都有个物理梦。”曹祥东本科第一力第一力力学研究物体的机械运动的规力学研究物体的机械运动的规律指物体位置的变比如：日出日落，潮涨潮消“鹰击长空，鱼浅底等等都属于机械运动机械运动是物质运动最简单、最基本的初级形态。几乎在物质的一切运动形式中都包含有这种运动形式，因而力学是学习物理学和其他学科的基础，也是近代工程技术的理论基础运动学：只讨论如何描述机械运动力动力学：讨论运动发生变化的原因，即物间的相互作用对机械运动的影响第1质点运动Kinematics第1质点运动Kinematicsof参考位置矢质位第1第2速加速相对运第1参考质Reference第1参考质Reference参考在描述一个物体的运动时，选作参考的其他体称为参考系。也称参照系选定参考系后，还只能对物体的机械运动作定性描述。为了定量地说明一个质点相对于此参考系坐标系是参考系的数学抽象坐标系是固定在参考系中的一组坐标轴质忽略物体的大小和形状，而将质忽略物体的大小和形状，而将其抽象为个有质量而无大小和形状的几何点，这样的体称为质点大小、形状的影物质可忽大小、形状的影不可忽物质点由许多小体元组均可视为质质点3.空间、时间与运是3.空间、时间与运是物质与运动的广延性和持续性的反是事物的次序性的体空间和时间在牛顿力学范围空间和时间是脱离物质与运动而独立存在绝对时空是实际时空性质的一种近第2位置矢位PositionVector1.位置矢量(位矢zz(t单位r在直角坐标系第2位置矢位PositionVector1.位置矢量(位矢zz(t单位r在直角坐标系中P(y(trkjGiyrxiyjzkOx(tx任意矢量Grrx2y2z2大小rcoscoscosrrrGGzr(t)xiyj——质点运GGzr(t)xiyj——质点运动方z(tP(r(txyzkjy(tiy0x(tx——轨迹方程的参数方消去得到的是轨迹方程f(x,y,z)0Grxiyjzk例已知质点的运动方Grxiyjzk例已知质点的运动方GGGr4sin4tj4cos4tk求：轨迹方程xy4sin解z4cos4t得轨迹方程为z2y2(m2位置矢量的增量称为位移2.t时刻：质点在at+t时刻：质点在bS位置矢量的增量称为位移2.t时刻：质点在at+t时刻：质点在bSza.b.则经t后质点的位置变化GG位移：Δrrb注意y0r1）位矢x方向rbGr大小dr并2）位移与路径、路位移是矢量abKSzr当t2）位移与路径、路位移是矢量abKSzr当t0，位移3)在直角GGrrbGGGy0(xbiybjzbkGGGxG(xaiyajzakrxiyjS例在图中画解.S例在图中画解.a(虚线代表的ab的曲线段长度v(tSrr(tO例：质点作曲线运动，在t时刻G点的位矢，r）时间内的位移为r，路程+St至，位矢大小的变化例：质点作曲线运动，在t时刻G点的位矢，r）时间内的位移为r，路程+St至，位矢大小的变化量r，（或称），根]上述情况，必有BSrv(tr(tA.sOGB.sr,当t0dsdrGC.rs,当t0GD.=sr,当t0时dr第3速加速Velocity1.Srz.aGv平均速度G|r|第3速加速Velocity1.Srz.aGv平均速度G|r|S注意：|vryr(t速度(瞬时速G0vtxG方向沿质点在a点处运动轨迹的切线rv并指向运动的前方dSz在直角坐标系中Gr(t)xiyjr(tdxGdyGvdtidSz在直角坐标系中Gr(t)xiyjr(tdxGdyGvdtijdty0vvijvxxyz速G2(dx22Gv(dt(dtvy22vvxvvyvcos,cosvcosv方向vGGGvv在图中画出:例解在图中画出:例解v(tr(tv(t0v(t+Δt)GGrxiyjzk2.速度增量Grv(tt)v(tvvzG·ba平均加速度vvGGrxiyjzk2.速度增量Grv(tt)v(tvvzG·ba平均加速度vv(tt)v(t加速度(瞬时加速2GGdvdya0txGkGd2yd2z2dijGGGGGGaxiayjijdtGGaaxiayjaza的大小和z·cv(tGGaaxiayjaza的大小和z·cv(tbv(ty大小0xG222aaaxay方向coscosaaa加速度的方向永远指向轨迹凹进的一侧注意ean在自然坐标系中速度vvevGaneGdvGd(vea ean在自然坐标系中速度vvevGaneGdvGd(vea aG可ae aGGnv2adte物理意义可从直线运动和匀速圆周运动两特例看例t=0时刻在山顶以速率v0水平发射一枪弹，求其后任意时2 g GGGva解dtv2g2t0例t=0时刻在山顶以速率v0水平发射一枪弹，求其后任意时2 g GGGva解dtv2g2t0a2a2a2nvygt则anv2v2v2g2tg22xy0v0dvv2g2ta0v2g2t0小结——描述质点运动的有关物理Grrerxiyj小结——描述质点运动的有关物理Grrerxiyj位置矢量（或位矢rrbraxiyj2.GGvd3.Gdvd2a4.问题加速度也是可以变化的，其对时间的变化率G3dad含义名称dt质点运动学的两类基本问（1）已知运动方程，求速度、加速GGvar(tv(ta质点运动学的两类基本问（1）已知运动方程，求速度、加速GGvar(tv(ta(t（2）已知加速度求速度、运动方程和轨迹GGGGGGGavttGdvv0GGGGGGGrttvGdrrr0xt2yt4例质点的运动方程GGrxi求：(1)质点运动的轨迹方程G(2)x4xt2yt4例质点的运动方程GGrxi求：(1)质点运动的轨迹方程G(2)x4时(t>0)v得运动轨迹方程：yx2(1)消去,(2)x=–4，tdxdyGvdtdtidtj2ti4t(1t)2G4i24vGjGGiGyaaxiayjxGGid2d2j2i44tt例x轴作加速运动t=0时x=x0,vakv求任意时刻的速度v(t)和位置akxv(x)例x轴作加速运动t=0时x=x0,vakv求任意时刻的速度v(t)和位置akxv(x)