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* * ////2 * * 大学物理 （1） 力学（第一册） 神舟号飞船升空 * 范围: 内容: 高速, 相对论力学 微观, 量子力学 质点运动学 质点动力学 刚体的定轴转动 狭义相对论基础 宏观、低速(经典力学) * 经典力学:17世纪?20世纪 Gaileo?Kepler?Newton?Lagrange;Hamilton ? 20世纪初,经典力学发展为: 高速运动领域(V~C) ?相对论力学 微观领域 ?量子力学 但在一般技术领域，包括机械制造、土木建筑、航空航天等，经典力学仍具备着充沛的活力而起着基础理论的作用。 ? 两大部分：质点力学；刚体力学； 重要概念：动量；角动量；能量； 基本规律：牛顿三定律及三大守恒定律 * 第一章 质点运动学 （Kinematics of particles） * §1.1 参考系 、坐标系（书§1.1 ） §1.2质点的位置矢量、运动函数（书§1.1 ） §1.3 位移、速度、加速度（书§1.2、§1.3 ） §1.4 匀加速运动（书§1.4、§1.5、§1.6 ） §1.5 圆周运动（书§1.7 ） §1.6 平面曲线运动 §1.7 相对运动（书§1.8 ） Δ Δ Δ Δ 本章目录 * ?§1.1 参考系 、坐标系 一.参考系（frame of reference, reference system） 由运动的相对性， 描述运动必须选取参考系。 参考系： 用来描述物体运动而选作参考的物体 或物体系。 运动学中参考系可任选， 不同参考系中物体 的运动形式（如轨迹、速度等）可以不同。 ▲ 太阳参考系（太阳 ─ 恒星参考系） ▲ 地心参考系（地球 ─ 恒星参考系） ▲ 地面参考系或实验室参考系 ▲ 质心参考系（第三章§3.6） 常用的参考系： * 二. 坐标系（coordinate system） 为定量描述运动，需在参考系上固结坐标系。 坐标系： 固结在参考系上的一组有刻度的射线、 曲线或角度。 参考系选定后，坐标系还可任选。 不同坐标系中，运动的数学表述可以不同。 ▲ 球极坐标系（ r,θ, ? ） ▲ 柱坐标系（?, ?, z ） ▲ 自然“坐标系”（本章§1.6） z y x x y z r ● ▲ 直角坐标系（ x , y , z ） 常用的坐标系： * ?§1.2 质点的位置矢量、 运动函数 一.质点位置矢量（position vector of a particle） 用来确定某时刻 y ^ ^ z ^ x 位置矢量： 位置矢量（位矢、径矢）： 质点位置的矢量（用矢端表示）。 或 r( t ) 0 · x z y z( t ) y( t ) x( t ) P( t ) ● 轨迹 * 可以给出质点 二. 运动函数（function of motion） 机械运动是物体（质点）位置随时间的改变。 在坐标系中配上一套同步时钟， —— 运动函数。 或 位置坐标和时间的函数关系 * 轨迹/ 轨道 如： ——质点运动的痕迹 如何求轨迹？ ——从运动方程中消去时间t即可 * ?§1.3 位移，速度，加速度 一. 位移（displacement） 位移 —— 质点在一段时间内位置的改变。 P1 r(t) Δr x y z 0 r(t+Δt ) P2 位移： 轨迹 ? ? * 二. 路程（path） 质点实际运动轨迹的长度 叫路程。 注意： 要分清 等的几何意义。 P1 r(t+Δt ) r(t) Δr x y z 0 Δs P2 ? ? r(t+Δt ) r(t) 0 Δr Δr P2 P1 ? ? * 三. 速度（velocity） 质点位矢对时间的变化率叫速度。 1.平均速度（average velocity）： 2.（瞬时）速度（instantaneous velocity）： 速度方向：沿轨迹切线方向。 速度大小（速率）（speed）： v (t ) · ? * 四. 加速度（acceleration） 质点速度对时间的变化率叫加速度。 加速度： 加速度的方向： 变化的方向 加速度的大小： x r(t+Δt ) r(t) y z 0 v (t ) v (t+Δt ) Δv v (t ) v (t+Δt ) · · P1 P2 ? ? * ★ 4个基本量： ★ 两类问题： (求导) (积分) ★ 1个核心： ★ 2个公式： * 例1 质点，运动