科大力学课件 杨维纮 第一章.pdf

杨维纮 中 第一章 质点运动学 国 科 §1.1 引言 学 §1.2 质点和参考系 技 术 §1.3 速度与加速度 大 学 §1.4 直角坐标系中运动的描述 §1.5 自然坐标系中运动的描述 杨 维 §1.6 平面极坐标中的运动描述 纮 §1.7 相对运动 中 §1.1 引 言 国 科 学 技 1.1.1 力学的研究对象 术 大 1.1.2 时间、空间和牛顿力学的绝对量 学 1.1.3 宇宙的层次和数量级 杨 维 纮 中 §1.1 引 言 国 科 1.1.1 力学的研究对象 学 运动学： 研究物体运动的几何性质，而不研究引起物 技 体运动的原因。（位移，速度，加速度，轨 术 迹等的描述和计算） 大 动力学： 研究受力物体的运动变化与作用力之间的 学 关系。（运动微分方程的建立和求解） 静力学： 研究物体在力系作用下的平衡规律，同时 杨 也研究力的一般性质和力系的简化方法等。 维 （平衡方程的应用和受力分析） 纮 经典力学适用范围：弱引力场中宏观物体的低速运动。 中 1.1.2 时间、空间和牛顿力学的绝对量 国 时间： 时间用以表述事物之间的顺序 科 学 空间： 空间用以表述事件相互之间的位形 技 在牛顿力学中，时间间隔和空间间隔（长度）被认为 是绝对量，是独立于所研究对象（物体）和运动而存 术 在的客观实在。时间的流逝与空间位置无关，空间为 大 欧几里德几何空间。而近代物理理论对此是否定的， 学 这个问题将在相对论一章中详细讨论。 没有满意的“严格”的理论定义，并不妨碍时间和空间二者 杨 在物理中的使用，因为，物理学是一门基于实验的科学，在 维 考查物理学的概念或物理量的时候，首先应当注意它与实验 之间是否有明确的、不含糊的关系。对于时间和空间这两个 纮 基本概念来说，首要的问题似不是去追究它们的“纯粹”定 义，而是应当了解它们是怎样量度的。 中 时间的测量： 国 任何具有重复性的过程或现象，都可以作为测量时间 科 的一种钟 （例如，太阳的升没表示天；四季的循环 学 称作年；月亮的盈亏是农历的月。其他的循环过程， 技 如双星的旋转、人体的脉搏、吊灯的摆动、分子的振 动等等，也都可以用作测时的工具） 术 真太阳日：太阳视面中心连续两次出现在地面某处正 大 南方所需的时间 学 平太阳日：一年之内全部真太阳日的平均 秒： 一个平均太阳日的1/86,400，这种以地球 杨 自转为基础的计时标准叫世界时 （UT ） 维 1956年起改用以地球公转周期为基准的时间标准， 纮 称为历书时（ET），并规定秒为1900年回归年的 1/31,556,925.9747 中 时间的测量： 国