华理大物第一章.ppt

几点说明： 1.以上结论是在绝对时空观下得出的： 只有假定“长度的测量不依赖于参考系” 只有假定“时间的测量不依赖于参考系” 绝对时空观只在 u c 时才成立 （空间的绝对性） （时间的绝对性） 2.不可将速度的合成与分解和伽利略速度变换关系相混。 速度的合成是在同一个参考系中进行的，总能够成立； 伽利略速度变换则应用于两个参考系之间，只在u c时才成立 3. 只适用于相对运动为平动的情形。 小结速度和加速度的性质： 相对性：必须指明参考系 矢量性：有大小和方向，可进行合成与分解， 合成与分解遵守平行四边形法则 瞬时性：大小和方向可以随时间改变 在 u c时，有伽利略速度变换和加速度变换 例: “百发百中”, 子弹A从图示O点射出,目标B开始自由下落,要击中目标, 仰角 应为多大? 对子弹的初速 有何要求? 解: 以目标B为参照系: 子弹A相对目标B作匀速直线运动 击中目标的时间: (目标落地的时间) 1.对三条定律的说明 1.1 第一定律 (First Law，Inertia Law) （1）指明了任何物体都具有惯性 （2）阐明了力的真正涵义 即：力是改变物体运动状态的原因， 不是维持运动状态的原因。 [物体具有保持运动状态不变的属性] 1.2 第二定律（Second Law） [物体运动状态变化的规律] 1.6 牛顿运动定律 表达式： FENG XIAOJUAN FENG XIAOJUAN FENG XIAOJUAN FENG XIAOJUAN FENG XIAOJUAN FENG XIAOJUAN 第一章 质点的运动规律 (The motion law of particles) 1.1, 1.2 质点的运动极其描述 1.1 质点: 物体只有质量而没有大小和形状的几何抽象 1.2 参照系(reference system): 为描述物体运动而被选做参考的另一物体 1.3 坐标系(coordinate system): 参照系的几何抽象.直角坐标系 1. 运动的描述 2. 描述运动的物理量 2.1 位置矢量(位矢)(position vector) : 由坐标原点指向质点所在点的矢量 x · z y z( t ) y( t ) x( t ) r( t ) P( t ) 0 直角坐标系中P点的位矢: 三个方向的单位矢量 的大小: 的方向: 2.2 运动方程(equation of motion) :位置(矢量)与时间的函数关系. 消 t 轨道方程 注意：位移是矢量,表示在过程中位置变动总效果. 2.3 位移矢量(displacement):运动过程中质点自起点引向终点的有向线段. 注意： A r(t) Δr x y z 0 r(t+Δt ) B 轨迹 ? ? r(t+Δt ) r(t) 0 Δr Δr B A ? ? 图中,位移是有向割线 ,记作 ,路程弧AB是标量，记作 2)瞬时速度(instantaneous velocity) ： 直角坐标系中: 3) 平均速率： 2.4 速度矢量和速率 方向与位移方向一致 方向：质点所在轨道的切线方向，并指向质点前进的一侧 1)平均速度(average velocity) ： 4) 瞬时速率： 时, 的极限值 讨论： 1. 与 （平均速率）相等吗？ 与 （速率）相等吗？ 2. 与 相等吗？ 与 相等吗？ 而 不一定相等 而 相等 瞬时速率本质就是瞬时速度的大小 r(t+Δt ) r(t) 0 Δr Δr B A ? ? 不一定相等 不一定相等 2.5 加速度矢量(acceleration) 2)瞬时加速度: 1)平均加速度: 时 的极限值 x r(t+Δt ) r(t) y z 0 v (t ) v (t+Δt ) Δv v (t ) v (t+Δt ) · · A B ? ? 直角坐标系中： 小结：运动方程是解决运动问题的核心 运动学中的一大类问题 例1.1：一质点运动方程： ，试讨论质点作何运动？ 解： 运动方程： 速度方程： 加速度方程： 初始条件： 时 （与时间有关） （常数） 结论：质点从 处，由静止沿 轴反方向作匀加速直线运动 运