1.1–1.3确定质点位置的方法2012.ppt

二、 速度 速度的大小为 速度的方向用方向余弦表示为 设速度矢量与坐标轴x、y、z 的夹角分别为 ?、?、? * * * * 济南大学 物理科学与技术学院 主讲：张莉 大学物理 （1）经典物理部分 1、物理学的任务： 研究物质的基本结构、基本运动形式以及相互作用规律的科学。是人类探索自然的经验的积累。 2、大学物理的教学内容: 运动学、牛顿力学、热学、电磁学、波动光学。 是工科大学生必不可少的工程技术基础。 （2）近代物理部分 狭义相对论与量子力学基础 是学习现代工程技术 不可或缺的内容。 （3）现代物理部分 天体物理、超导、混沌、粒子物理等 是21世纪高技术人才应该了解的内容 （1）中学物理是学习大学物理的基础 ；大学物理是中学物理的继承与发展，但不是简单的重复。 （2）有三点主要差别： 1）研究的对象不同：由简单到复杂，由特殊到一般。 如：匀速到变速，恒力到变力，均匀到非均匀，质点到刚体等。 2）研究的方法和使用的工具不同： 如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量、由实数到复数等。 3）研究的目的不同： 如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应用知识等。 3、大学物理与中学物理的关系与差别 ——没有物理学，便不会有当今的科学技术！ 1. 物理学的发展为新技术奠定基础； 4、 为什么工科学生要学物理？ 2. 物理学的实验手段、科学方法是学习一切自然学科的基本方法； 3. 培养高层次的工程技术人员的文化、科学素质的需要； 重要提示：大学物理不及格是拿不到毕业证的！ 上课要求 课程进度较快，课前预习，听课效果较好； 按时出勤，不定时抽查，考勤计入平时成绩； 按时完成作业，每次作业成绩按百分比计入平时成绩 教学安排 1、第1章：低速质点运动学 6、第14章：相对论 2、第2、3、4章：经典力学 3、第6、7 章：机械振动与机械波 4、第13章：光学 7、第15 章：量子力学 5、第10、11、12章：电磁学 任课老师通知自己课程班的学生买练习册，8.00元/本，班长或课代表收齐钱于第一周周四或周五下午2：30~4：00到7教C512领取练习册。 第1章 质点运动学 1927年第五次索尔维会议 1.1 确定质点位置的方法 1.2 质点的位移 速度和加速度 1.3 用直角坐标表示位移 速度和加速度 1.4 用自然坐标表示平面曲线 运动中的速度和加速度 1.5 圆周运动的角量表示 角量与线量的关系 1.6 不同坐标系中的速度 和加速度变换定理简介 质点 没有大小和形状，只具有全部质量的一点。 可以将物体简化为质点的两种情况： 物体不变形，不作转动(此时物体上各点的速度及加速度都相同，物体上任一点可以代表所有点的运动) 物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及转动显得并不重要)。 1.1 确定质点位置的方法 一、 质点运动学的基本概念 物体能否抽象为质点，视具体情况而定． 地——日间距： 1.5? ×108 km 地球半径： 6.37? × 103 km 太阳 地球 二、确定质点位置的常用方法 1. 直角坐标法 P(x, y, z) 在参照系上建立直角坐标系， O x y z 位置矢量 由坐标原点指向质点所在位置的矢量. P O r 质点在空间位置 2. 位矢法 （质点位置由位置矢量描述） 强调 质点的位矢既具有大小 又具有方向。 位矢是矢量 ? 3. 自然坐标法 （用于运动轨迹已知的质点） 正方向 说明 自然坐标 s 是代数量 以物体运动的轨道曲线作为坐标轴，在其上任取一点作为坐标原点，并规定某一侧为正。 任意时刻质点的坐标值即为轨道的长度s (自然坐标) 以物体运动的轨道曲线作为坐标轴，在其上任取一点作为坐标原点，并规定某一侧为正。 自然坐标系 任意时刻质点的坐标值即为轨道的长度s (自然坐标) 单位矢量 切向单位矢量 法向单位矢量 的方向随位置变化 与轨道相切指向规定的正方向 与　相垂直指向轨道的凹侧 三、 运动方程 位矢 位矢随时间的某种函数关系 质点的运动学方程 直角坐标 自然坐标 已知运动学方程，可求质点运动轨迹、速度和加速度 意义: 位矢法 运动轨道：运动质点所经空间各点联成的曲线。 轨道方程：表示轨道曲线的数学方程式。 消去t，得到轨道方程 例： 圆 二维情形: 一质点作匀速圆周运动，半径为 r ，角速度为 ? 。 O ?点为起始点，设t 时刻质点位于P（x ,