1运动的描述53856.ppt

第一篇 力学基础 伽利略 牛顿 本章首先借助矢量语言对质点的运动给予简洁而完备的描述，建立运动学方程，并求解运动学方程；并最终解决了运动学中的两类问题；最后还描述了相对运动. 力学所研究的是物体机械运动的规律. 机械运动:宏观物体之间(或物体内各部分之间)相对位置的变动称为～. 在经典力学中,通常将力学分为: 运动学、动力学和静力学. 1-1 参考系、坐标系、物理模型 一、运动的绝对性和相对性 1、运动是绝对的： 任何物体任何时刻都在不停地运动着 2、运动又是相对的： 运动的描述是相对其他物体而言的 为了描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为参考，被选作参考的物体称为参照系. 注意 二、参考系 参照系不同,对运动的描述就会不同. 日心系 地心系 Z X Y o 地面系 为了定量地确定物体的运动，须在参照系上选用一个坐标系. 三、坐标系 参考系选择的任意性,通常以最方便，最简单为原则 参考系选定，无论选择何种坐标系，物体的运动性质都不会改变.若坐标系选择得当,可使计算简化. 四、 物理模型——质点 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). 选择合适的参考系， 以方便确定物体的运动性质； 建立恰当的坐标系， 以定量描述物体的运动； 提出准确的物理模型， 以突出问题中最基本的运动规律. 总结 一. 描述质点运动的四个物理量 1.位置矢量（单位：米） 位置矢量（位矢）： 运动方程： 2.位移 ( 单位: 米 ) P Γ O r ( t ) v Δ s Δ r P 1 r 1 r 2 Г O P 2 v v v 1-2 运动的描述 直角 坐标系中 P点坐标 (x,y,z) P点矢径 位置矢量 (位矢) P点矢径 方向 P点矢径 大小 β β r P x y z O 轨道 注意 r2 r1 Δr x y z B A o ΔS · · 位移是矢量，有大小和方向 ? r 与 的区别 ?s 与 的区别 ?s 为路程(轨道长度)，是标量 元位移的大小 元路程 r2 r1 o Δr Δr a ) 为标量， 为矢量 b ) (1) 平均速度 (2) 瞬时速度 3.速度（单位：米/秒） 即: 速度是位矢对时间的一阶导数 速度方向 时， 的极限方向 在P点的切线并指向质点运动方向 P Q O 速度大小 直角坐标系中 瞬时速度 平均速度 平均速率 瞬时速率 注意 速度是矢量，速率是标量. 一般情况 单向直线运动情况 瞬时速率等于瞬时速度的大小 速率（单位：米/秒） P Q O 即:加速度是速度对时间的一阶导数 或位矢对时间的二阶导数 4.加速度（单位：米/秒2） (1)平均加速度 (2)瞬时加速度 Δv v1 v2 B A o v1 v2 · · 描述质点运动状态的物理量 描述质点运动状态变化的物理量 加速度大小 任意曲线运动都可以视为沿x,y,z轴的三个各自独立的直线运动的叠加（矢量加法）. ——运动的独立性原理或运动叠加原理 直角坐标系中 加速度 注意 矢量性： 四个量都是矢量，有大小和方向 加减运算遵循平行四边形法则 某一时刻的瞬时量不同时刻不同 过程量 瞬时性： 相对性： 不同参照系中，同一质点运动描述不同 不同坐标系中，具体表达形式不同 加速度 位矢 位移 速度 二、曲线运动的描述 1、平面曲线运动 方向描述 作相互垂直的单位矢量 切向单位矢量 法向单位矢量 指向轨道的凹侧 指向物体运动方向 切向加速度 法向加速度 平面自然坐标系 法向加速度、反映速度方向变化， 一般不为常量. 切向加速度、反映速度大小变化， v变时不是常量； 加速度总是