大学物理-汪红翎版课件-1-1 1-2质点运动的描述.pptVIP

* 第一章 质点运动学 * * 要定量描述物体的位置与运动情况，就要在参考系上作恰当的坐标系。 常用的坐标系有直角坐标系(x,y,z)，极坐标系(?,?)，球坐标系(R,?, ? )，柱坐标系(R, ?,z )。 x y z o z ? R 参考方向 z o ? R x y ? 一 参考系和坐标系 为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 在不同参考系中研究同一物体的运动情况结果会完全不同。 1.1参考系和坐标系、时间 质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型 . 目的是为了突出研究对象的主要性质 , 暂不考虑一些次要的因素 . 如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理 . 同一个物体能否抽象为质点要根据具体的情况来确定, 例如考虑地球绕太阳的公转可以将它当成质点,但是考虑 地球的自转则不可以将它当成质点. 二 质点 可以作为质点处理的物体的条件：大小和形状对运动没有影响或影响可以忽略。 研究地球公转 地球上各点的公转速度相差很小，忽略地球自身尺寸的影响，作为质点处理。 研究地球自转 地球上各点的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形状不能忽略，这时不能作质点处理。 三 时间 时刻（瞬时） 时间间隔 1.2 位置矢量、位移、速度 一 位置矢量 * 位矢 的值为 确定质点P某一时刻在 坐标系里的位置的物理量称位置矢量, 简称位矢 . 式中 、 、 分别为x、y、z 方向的单位矢量. 位矢 的方向余弦 P P 运动方程 分量式 从中消去参数 得轨迹方程 例1: 已知质点的 运动方程 由运动方程消去参数 可得轨迹方程为 0 轨迹图 2 4 6 - 6 - 4 - 2 2 4 6 二 位移 B A B A 经过时间间隔 后, 质点位置矢量发生变化, 由始点 A 指向终点 B 的有向线段 AB 称为点 A 到 B 的位移矢量 . 位移矢量也简称位移. 位移的大小为 B A 所以位移 若质点在三维空间中运动， 则在直角坐标系 中其位 移为 路程（ ）: 质点实际运动轨迹的长度. 又 位移的物理意义 A) 确切反映物体在空间位置的变化, 与路径无关，只决定于质点的始末位置. B）反映了运动的矢量性和叠加性. 注意 位矢长度的变化 位移与路程 （B） 一般情况, 位移 大小不等于路程. （D）位移是矢量, 路程是标量. （C）什么情况 ？ 不改变方向的直线运动; 当 时 . 讨论 （A）P1P2 两点间的路程 是不唯一的, 可以是 或 而位移 是唯一的. 三 速度 1 平均速度 在 时间内, 质点从点 A 运动到点 B, 其位移为 时间内, 质点的平均速度 平均速度 与 同方向. 平均速度大小 或 B A 2 瞬时速度 当质点做曲线运动时, 质点在某一点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向. 当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度, 简称速度 当 时, 瞬时速率：速度 的大小称为速率 若质点在三维空间中运动,其速度为 平均速率 B A 瞬时速率 讨论 一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处，其速度大小为 （A） （B） （B） （B） （C） （D）