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《大学物理力学》ppt课件

30页
  • 卖家[上传人]:tia****nde
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  • 上传时间:2019-01-11
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    • 1、1,大学物理 (1),力学(第一册),神舟号飞船升空,2,范围:,内容:,高速, 相对论力学,微观, 量子力学,质点运动学 质点动力学 刚体的定轴转动 狭义相对论基础,宏观、低速(经典力学),3,经典力学:17世纪20世纪 GaileoKeplerNewtonLagrange;Hamilton 20世纪初,经典力学发展为: 高速运动领域(VC) 相对论力学 微观领域 量子力学 但在一般技术领域,包括机械制造、土木建筑、航空航天等,经典力学仍具备着充沛的活力而起着基础理论的作用。 两大部分:质点力学;刚体力学; 重要概念:动量;角动量;能量; 基本规律:牛顿三定律及三大守恒定律,4,第一章 质点运动学 (Kinematics of particles),5,1.1 参考系 、坐标系(书1.1 ),1.2质点的位置矢量、运动函数(书1.1 ),1.3 位移、速度、加速度(书1.2、1.3 ),1.4 匀加速运动(书1.4、1.5、1.6 ),1.5 圆周运动(书1.7 ),1.6 平面曲线运动,1.7 相对运动(书1.8 ),本章目录,6,1.1 参考系 、坐标系,一.参考系(frame

      2、of reference, reference system),由运动的相对性,,描述运动必须选取参考系。,参考系:,用来描述物体运动而选作参考的物体,或物体系。,运动学中参考系可任选,,不同参考系中物体,的运动形式(如轨迹、速度等)可以不同。, 太阳参考系(太阳 恒星参考系) 地心参考系(地球 恒星参考系) 地面参考系或实验室参考系 质心参考系(第三章3.6),常用的参考系:,7,二. 坐标系(coordinate system),为定量描述运动,需在参考系上固结坐标系。,坐标系:,固结在参考系上的一组有刻度的射线、,曲线或角度。,参考系选定后,坐标系还可任选。 不同坐标系中,运动的数学表述可以不同。, 球极坐标系( r, ), 柱坐标系(, , z ), 自然“坐标系”(本章1.6),x,y,z,r, 直角坐标系( x , y , z ),常用的坐标系:,8,1.2 质点的位置矢量、 运动函数,一.质点位置矢量(position vector of a particle),用来确定某时刻,位置矢量:,位置矢量(位矢、矢径):,质点位置的矢量(用矢端表示)。,或,9,可以给出质点,二

      3、. 运动函数(function of motion),机械运动是物体(质点)位置随时间的改变。,在坐标系中配上一套同步时钟,, 运动函数。,或,位置坐标和时间的函数关系,10,轨迹/ 轨道,如:,质点运动的痕迹,如何求轨迹?,从运动方程中消去时间t即可,11,1.3 位移,速度,加速度,一. 位移(displacement),位移 质点在一段时间内位置的改变。,P1,P2,位移:,轨迹,12,二. 路程(path),质点实际运动轨迹的长度 叫路程。,注意:,要分清 等的几何意义。,13,三. 速度(velocity),质点位矢对时间的变化率叫速度。,1.平均速度(average velocity):,2.(瞬时)速度(instantaneous velocity):,速度方向:沿轨迹切线方向。,速度大小(速率)(speed):,14,四. 加速度(acceleration),质点速度对时间的变化率叫加速度。,加速度:,加速度的方向:,变化的方向,加速度的大小:,15, 4个基本量:, 两类问题:,(求导),(积分), 1个核心:, 2个公式:,小 结,16,例1 质点,运动方程:,解:

      4、,求: (1) 质点的 (2) 运动的轨迹 (3) 在秒内的位移,17,解:,变加速直线运动,沿x负方向,作业(1):1.9, 1.10, 1.11,预习:1.4- 1.8,18,1.4 匀加速运动 (uniformly acceleration motion),(自学书第一章1. 4、1. 5、1. 6),直线运动:(rectilinear motion) 抛体运动:(projectile motion),运动学的两类问题:,求导,19,1.5 圆周运动(circular motion),20,一. 描述圆周运动的物理量,2.角速度,3.角加速度,4.线速度(linear velocity),(angular velocity),(angular acceleration),21,5. 线加速度(linear acceleration), 0,t 0时,,t0,22,是引起速度大小改变的加速度。,是引起速度方向改变的加速度。,23,二.角量与线量的关系,左图中分别是什么情形?,24,1.6 平面曲线运动 (plane curvilinear motion),一个任意的平面曲线运动,可

      5、以视为由一系,加速度:,系称自然坐标系。,曲率半径,列小段圆周运动所组成。,当地的切线和法线所组成的坐标,在曲线上的各点固结一系列由,25,1.7 相对运动(relative motion),相对运动是指不同参考系中观察同一物体的运动。,位移关系:,速度关系:,称为绝对速度(absolute velocity),称为相对速度(relative velocity),称为牵连速度(connected velocity),仅讨论一参考系 S 相对另一参考系 S 以速度 平动,时的情形:,26,称为伽利略速度变换 (Galilean velocity transformation),例 雨天骑车人只在胸前铺,加速度关系:,在 相对于S平动的条件下,若,一块塑料布即可遮雨。,27,几点说明:,1.以上结论是在绝对时空观下得出的:,只有假定“长度的测量不依赖于参考系”,只有假定“时间的测量不依赖于参考系”,绝对时空观只在 u c 时才成立。,和,才能给出位移关系式:,(空间的绝对性),,(时间的绝对性),,才能进一步给出关系式:,28,2.不可将速度的合成与分解和伽利略速度变,速度的合成是在同一个参考系中进行的,,伽利略速度变换则应用于两个参考系之间,,3. 只适用于相对运动为平动的情形。,换关系相混。,只在u c时才成立。,总能够成立;,29, 小结速度和加速度的性质:,相对性:必须指明参考系 矢量性:有大小和方向,可进行合成与分解, 合成与分解遵守平行四边形法则 瞬时性:大小和方向可以随时间改变 在 u c时,有伽利略速度变换和加速度变换,第一章结束,30,力学(Mechanics), 质点力学:,复习、提高,1.使知识系统化,条理化; 2.注意定理、定律的条件(不要乱套公式);, 刚体、相对论:,要认真体会其思想、观点,掌握其处理问,新内容,题的方法。,4.数学方法上要有提高(矢量运算,微积分)。,3.提高分析能力(量纲分析,判断结果的合,理性等);,

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