第1章-质点运动学.ppt

1.1参照系坐标系质点2.质点质点：具有一定质量的几何点*第1章质点运动学1.1参照系坐标系质点1.2质点运动的描述1.3直线运动1.4圆周运动和抛体运动1.5相对运动力学的研究对象是机械运动的客观规律，通常分运动学和动力学运动学：描述物体的运动，研究物体运动时的轨迹、位移等物理量随时间的变化关系动力学：描述物体为何会发生这样或那样的运动，即研究物体运动与其原因的关系。参照系：为描述物体的运动而选取的参照物体坐标系：用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统参照系坐标系物体运动具有绝对性描述物体运动具有相对性这种在不同参照系中对同一物体运动的不同描述，称为：运动描述的相对性，而运动本身是绝对的。常用坐标系：直角坐标系、极坐标系物体可以看作质点处理的一般情况：平动的物体可以被看作质点两相互作用着的物体，如果它们之间的距离远大于本身的线度，可以把这两个物体看作质点。时间和时刻时间是一维的，具有单方向性时刻是点的概念，它代表一个瞬间。两个时刻的间隔是一段时间。当时间间隔0时，时间就是时刻。质点运动学：描述质点（或物体）的位置随时间的变化。1.2质点运动的描述运动的叠加（或合成）原理1.位置矢量位移rrt=()orP（x,y,z）xyzrrt=()=xi+yj+zk位置矢量位置矢量的大小:方向：运动方程X=x(t)Y=y(t)Z=z(t)或rrt=()=x(t)i+y(t)j+z(t)kxz·yz(t)y(t)x(t)r(t)P(t)0ikj位移t时刻：质点在P1点t+△t时刻：质点在P2点位移：△r=r(t+△t)－r(t)方向：P1→P2大小：为割线P1P2的长xzr(t+Δt)r(t)ΔryP2P10ΔSr(t+Δt)r(t)0Δr··P1P2位移和路程：位移△r为矢量路程△S为标量对直线运动A→BAB△S≠△r当A→B，△S≠△r=AB当A→B→A，△S=2AB△r=0但lim△S=lim△r△t→0△t→02.速度平均速度瞬时速度速度的叠加：速度是各分速度之矢量和大小方向：方向余弦单位：m/s速率瞬时速率直角坐标系中且平均加速度v(t)xr(t+Δt)r(t)yzP2P10v(t+Δt)Δvv(t)v(t+Δt)··3.加速度一般，运动质点速度的大小和方向都随时间而变化。则瞬时加速度加速度合成解hx坐标表示为习题1-17取坐标系如图依题意有质点运动学的基本问题之一，是确定质点运动学方程。为正确写出质点运动学方程，先要选定参考系、坐标系，明确起始条件等，找出质点坐标随时间变化的函数关系。O说明s1.3直线运动1.直线运动的运动方程当质点运动的轨迹是一条直线时，质点的运动称为直线运动。此时，位移、速度、加速度均在同一直线上，可视为标量。运动方程：运动的图示0x取x轴与轨道重合，原点为t=0时刻质点的位置，则x“+”表示质点在原点之右；“-”表示质点在原点之左。v“+”表示方向指向x轴正方向；“-”表示方向指向x轴负方向。a“+”表示方向指向x轴正方向；“-”表示方向指向x轴负方向。2.直线运动中的速度平均速度割线斜率瞬时速度切线斜率0txtt+xx+若v也是时间的函数，则根据积分定义，就是v-t图中，t0—t时间内曲线与t轴所围面积。0tt0tv0vv此就是此时间间隔内质点的位移。3.直线运动中的加速度由定义，质点作直线运动的平均加速度瞬时加速度若质点运动的加速度已知，则可得4.匀加速直线运动0ttvv0落体或抛体运动忽略空气阻力，质点运动由初始条件可预知*实际有些自由落体受空气阻力很大，如雨点最终匀速运动，此时速率称收尾速率（~10m/s）1.4圆周运动和抛体运动1.匀速圆周运动速率恒定不变，速度方向时刻在变。线速度大小角速度θθRxΔS0ω,?ΔABv