大學物理教案(上)

1、1第一章第一章質點運動學質點運動學1111質點運動的描述質點運動的描述一、參照系一、參照系坐標系坐標系質點質點1、參照系為描述物體運動而選擇的參考物體叫參照系。2、坐標系為了定量地研究物體的運動，要選擇一個與參照系相對靜止的坐標系。如圖11。說明說明：參照系、坐標系是任意選擇的，視處理問題方便而定。3、質點忽略物體的大小和形狀，而把它看作一個具有質量、占據(jù)空間位置的物體，這樣的物體稱為質點。說明說明：⑴質點是一種理想模型，而不真實存在（

2、物理中有很多理想模型）⑵質點突出了物體兩個基本性質1）具有質量2）占有位置⑶物體能否視為質點是有條件的、相對的。二、位置矢量二、位置矢量運動方程運動方程軌跡方程軌跡方程位移位移1、位置矢量定義：由坐標原點到質點所在位置的矢量稱為位置矢量（簡稱位矢或徑矢）。如圖1—2，取的是直角坐標系，為質點的位置矢量r?P（11）kzjyixr???????位矢大?。海?2）222zyxrr?????方向可由方向余弦確定：r?，，rx??cosry??

3、cosrz??cos2、運動方程zyxo參考系坐標系圖11yxzzyxP???圖12r?3稱為質點在時刻的瞬時速度，簡稱速度。v?t（19）dtrdv???結論結論：質點的速度等于位矢對時間的一階導數(shù)。（110）jvivjdtdyidtdxdtrdvyx???????????式中，。、分別為在、軸方向的速度分量。dtdxvx?dtdyvy?xvyvv?xy的大?。簐?2222yxvvdtdydtdxdtrdv??????????????

4、?????的方向：所在位置的切線向前方向。與x正向軸夾角滿足。v?v?xyvvtg??3、平均速率與瞬時速率定義：（參見圖13）tttttsv????????內路程稱為質點在時間段內得平均速率。為了描述運動細節(jié)，引進瞬時速率。vttt???定義：dtdstsvvtt?????????00limlim稱為時刻質點的瞬時速率，簡稱速率。vt當時（參見圖13），，，有0??trdr????dss??dsrd??可知：vdtrddtrddtds

5、v???????即（111）dtdsvv???結論結論：質點速率等于其速度大小或等于路程對時間的一階導數(shù)。說明說明：⑴比較與：二者均為過程量；前者為標量，后者為矢量。vv?⑵比較與：二者均為瞬時量；前者為標量，后者為矢量。vv?四、加速度四、加速度為了描述質點速度變化的快慢，從而引進加速度的概念。1、平均加速度定義：（見圖14）tvvtva??????12????稱為時間間隔內質點的平均加速度。a?ttt???2、瞬時加速度為了描述質點