第01讲 质点运动学-基本概念.ppt

三 位移和路程 * Wuhan University of Technology 物理学基础 教 师：冷春江 武汉理工大学理学院 Fundamentals of Physics 教 材 大学物理学, 复旦大学出版社, 汪晓元等编 参考书 1. 大学物理学, 清华大学出版社, 张三慧 2. 大学物理学, 北京邮电大学出版社, 赵近芳 3. 物理学教程, 高等教育出版社, 马文蔚 4. Fundamentals of Physics, D. Halliday, R. Resnick J. Walker, John Wiley Sons, Inc., 2001 5. University Physics, R. L. Reese, China Machine Press , 2002 请使用正版教材！ 盗版教材可能有印刷错误，无助于知识的学习! 注意事项： 二、登陆 进入“物理频道”，点击“物理在线考试系统入口”进行注册（正版教材封底有16位注册码），每本书注册码只能注册一人次； 三、平时练习成绩由网上答题+纸质练习组成； 四、纸质习题册每本4.5元，由各班学习委员组织统一购买（任 课教师代买或西配楼210，找田老师购买） 一、请在学校教材中心购买正版教材； 意大利物理学家和天文学家，实验物理学的先驱者，提出著名的相对性原理、惯性原理、抛体的运动定律、摆振动的等时性等。《关于两门新科学的对话和数学证明对话集》总结了他的科学思想以及在物理学和天文学方面的研究成果。 英国物理学家、数学家、天文学家，经典物理学的奠基人。《自然哲学的数学原理》总结了前人和他自己关于力学以及微积分方面的研究成果，其中含有牛顿运动三条定律和万有引力定律。 否定绝对时空观，创立了狭义相对论和广义相对论。提出了光量子假设和自激发射和受激发射的概念，为激光的出现奠定了理论基础；用广义相对论研究整个宇宙的时空结构，开创了宇宙学研究的新纪元，导致宇宙膨胀理论的建立。 伽利略 牛顿 爱因斯坦 一 物理学及其研究对象 1 什么是物理学？ 物理学是研究物质运动规律及其相互作用的科学. 机械运动 分子热运动 电磁运动 原子和原子核运动 其它微观粒子运动 系统的学科, 基础课, 必修课; 打好必要的物理基础; 学习科学的思想方法和研究问题的方法, 实现三个提高: 科学实验的能力 抽象思维的能力 计算能力 二 学习物理学的必要性 2 物理学的研究对象 三 学习要求 课前预习； 上课认真听讲[、记笔记]； 课后认真复习，独立完成作业，按时交作业; 记住基本的概念，会推导重要的公式。□ 经典力学篇 Classical Mechanics (牛顿力学) 1 经典力学的总框架 力学 运动学 动力学 牛顿定律 守恒定律 动量守恒定律 机械能守恒定律 角动量守恒定律 静力学 (力的瞬时效应) (力的时间积累效应) (力的空间积累效应) (力的转动效应) 质点(系)-- 质点力学 刚 体 -- 刚体力学 3 数学工具： 微积分和矢量 2 研究对象分类 第1章 质点运动学 Kinematics of Particles 二类运动学问题 三个概念 参考系、坐标系、质点 四个物理量 位置、位移、速度、加速度矢量 1.1 质点运动的描述 首先要选择参照系; 在参照系建立一个坐标系; 为参照系设置校准的时钟; 建立物体的质点模型. □ 一 参考系 坐标系 质点 描述物体的运动的方法： 二 位置矢量 运动方程(函数) 简称位矢，从原点O到质点所在的位置 P点的有向线段. z x y 大小 P (x,y,z) O ? ? ? 方向 瞬时性:不同时刻,质点的位矢一般不同. 相对性:相对于不同的参照系, 位矢不同. 特性 1 位置矢量 直角坐标系 2 运动方程 ----标(分)量形式 ----矢量形式 运动方程(函数) 运动函数描述了质点的状态(体系的全部物理量的取值情况)： 质点的状态可用运动函数来描述. 运动学的重要任务之一，就是找出各种具体运动所遵循的运动方程。 位置矢量是时间的函数 质点运动所经过的路径称为运动的轨道(迹) 。 从运动方程中消去时间t即得到运动的轨道(迹)方程。 按照运动轨迹命名物体的运动 轨迹是直线——直线运动 轨迹是曲线——曲线运动 消去时间t得到轨迹方程为 3 轨道方程 例题1 平抛运动的运动方程 解：先写出标量方程 简称位移, 由始点到终点的有向线段AB,是描述质点位置变化的物理量。 2 路程: 运动轨迹的长度,是标量. 具有瞬时性, 相对性 注 意 增量的大小不等于大小的增量！ 有限位移大小与路程不相等，无限小位移大小与路程相