1章+质点运动学1-2最终版.ppt

*第一篇力学前言第一章质点运动学第二章质点动力学第三章刚体力学基础第四章相对论第五章机械振动第六章机械波力学的研究对象：机械运动。机械运动：是指宏观物体之间（或物体内部各部分之间）相对位置随时间的变化。?根据问题的性质可将力学分为运动学和动力学运动学：只研究物体运动的几何特性，不考虑物体本身固有属性（如质量）和外来影响（如作用力），将物体的运动用数学语言来描述。动力学：研究物体作机械运动的内在因素（如质量）和外来影响（如作用力）之间的关系。?从运动形式上分，运动又可分为：平动、转动、振动、波动?物质的运动和相互作用总是在一定的时空中进行，因此，狭义相对论的时空观和牛顿力学紧密相联。第一章质点运动学§1-1参考系坐标系物理模型§1-2位置矢量位移速度加速度§1-3曲线运动的描述运动学中的两类问题§1-4相对运动1.1.1运动的绝对性和相对性§1-1参考系坐标系物理模型例如观察表明：v地日＝30km/s,这说明，一切运动都是绝对的，然而运动又是相对的，因此只有讨论相对意义上的运动才有意义。v日银＝250km/s,英国大主教贝克莱：“让我们设想有两个球，除此之外空无一物，说它们围绕共同中心作圆周运动，是不能想象的。但是，若天空上突然产生恒星，我们就能够从两球与天空不同部分的想对位置想象出它们的运动了”。v银银＝600km/s?运动描述的相对性：即选不同的参考系，运动的描述是不同的。v例如，在匀速直线运动的火车上所作的自由落体运动火车上的观察者：物体作匀加速直线运动；地面上的观察者：物体作平抛运动。?1.1.2参考系描述物体运动时被选作参考（标准）的物体或物体群——称为参考系。*直角坐标系极轴极坐标系1.1.3坐标系为定量地描述物体位置而引入，常用的有直角坐标系、极坐标系、自然坐标系、球面坐标系或柱面坐标系等。xyzp球坐标系自然坐标系??1.1.4物理模型对真实的物理过程和对象，根据所讨论的问题的基本要求对其进行理想化的简化，抽象为可以用数学方法描述的模型。*关于物理模型的提出（１）明确所提问题；（３）突出主要因素，提出理想模型；“理想模型”是对所考察的问题来说的，不具有绝对意义。（２）分析各种因素在所提问题中的主次；（４）实验验证。1、理想质点模型?真实的物体不满足上述条件时，则可将其视为满足第一个条件的质点系。?选用质点模型的前提条件是：物体自身线度l与所研究的物体运动的空间范围r相比可以忽略，或者物体只作平动，两个条件中，具一即可。2、理想刚体模型刚体是指在任何情况下，都没有形变的物体。当物体自身线度l与所研究的物体运动的空间范围r相比不可以忽略；物体又不作平动时，即必须考虑物体的空间方位时，我们可以引入刚体模型。刚体也是一个各质点之间无相对位置变化且质量连续分布的质点系。1)位置坐标§1-2位置矢量位移速度加速度1.2.1位置矢量质点P在直角坐标系中的位置可由P所在点的三个坐标(x,y,z)来确定参照系rYZXoP(x,y,z)*直角坐标系其在直角坐标系中为由坐标原点引向考察点的矢量，简称位矢。在极坐标系中在自然坐标系中2)位置矢量的方向余弦是3）运动方程和轨道方程表示为：或运动方程是时间t的显函数。a、质点在运动过程中，空间位置随时间变化的函数式称为运动方程。b、质点在空间所经过的路径称为轨道（轨迹）。从上式中消去t即可得到轨道方程。轨道方程不是时间t的显函数。1.2.2位移1）位移定义：由起始位置指向终了位置的有向线段△t时间内位置矢量的增量BA位移的模与矢量模的增量不是同一个量。2）路程?s△t内质点在空间实际运行的路径联系：在△t→0时，但仍有?位移和路程的比较与联系不同：(1)是矢量，?s是标量；(2)只与始末位置有关，?s与轨道形状和往返次数有关，一般情况。(3)两点间位移是唯一的。1.2.3速度1）平均速度与平均速率描述质点位置变化和方向变化快慢的物理量BA表示t时刻附近△t时间内的平均速度(或速率)。在一般情况下*