清华大学物理学概论第1章牛顿定律1(质点运动的描述)
42页1、1力力 学学2第1章 牛顿运动定律1.1 理想模型和自由度1.2 质点运动的描述1.3 质点运动学问题举例1.4 牛顿运动定律1.5 牛顿定律的应用举例1.6 非惯性系中的惯性力31.1 理想模型和自由度一.力学中的理想模型1.质点物体的形状可忽略 物体可看作有质量的点2.刚体 物体的形变可忽略 即在运动过程中 刚体上任两点间距离不变43.质点系 (一般物体均可看作质点系)质点 刚体特殊的质点系5二.质点力学是基础如 N个沙粒组成的物质系统 - 质点系方法:一个沙粒一个沙粒地解决 如 连续体方法: 切割无限多个质量元一个质量元一个质量元地解决6三.牛顿力学的理论框架 质点力学(模型) 牛顿运动定律质点系 解决物体系的一般方法 (普遍)刚体 (模型) 一般物体的一级简化 (特殊的质点系)用刚体问题检验您对质点系运动规律的理解7模型本质上是一种近似,“近似”是一种非 常重要的能力这种能力,就是从复杂问题当中找出主要 矛盾的能力近似是可以逐步精确的不要过度追求精确81.2 质点运动的描述说明物理规律的语言 定义 (俗称:行话)根据描述的要求有多种物理量 矢量(大小方向 几何运算平行四边形)
2、标量 (大小) 角量 (角度)9矢量:具有大小和方向的量服从平行四边形法则标量:只有大小的量 如时间 路程等AB大小:矢量的模速度方向:建坐标系x10矢量:具有大小和方向的量服从平行四边形法则矢量相加:(三角形法)11矢量 标量 角量定 义 形 式 相 同位置 矢量角位置速度 矢量角速度加速度矢量角加速度具体路径丢失部分 信息与具体路径 无关全面转动问题方便路径坐标速率切向法向12一.位置矢量和位移矢量时刻t 质点运动到P点任选一参考点o (通常选坐标原点)为质点 t 时刻的 位置矢量位置矢量也叫 运动函数通常位矢是t 的函数 写成 称矢量13位置矢量1.位矢的模,即位矢的大小:就是线段oP的长度,2.位矢的方向:x通常要建一个坐标系和某个轴的夹角14时间间隔内的若质点在时间间隔内由P点运动到Q点 则t1时刻 位矢为t2时刻 位矢为定义矢量为质点在位移位移基本定义式由矢量三角形 知15二. 速度矢量 1.平均速度 2.瞬时速度基本定义式161)位矢与参考点有关位移与参考点无关2)平均速度与时间间隔有关方向是该时间间隔内的位移的方向讨论o17瞬时速度的方向就是位移 t0 的方向由图可知
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