北京化工大學 普通物理學1-1

1、研究物體（質點）的位置隨時間而變化的規(guī)律第一章質點運動學編講教師：孔令寶北京化工大學物理與電子科學系 一 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述質點運動及運動變化的物理量 . 理解這些物理量的矢量性、瞬時性和相對性 .二 理解運動方程的物理意義及作用 . 掌握運用運動方程確定質點位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知質點運動的加速度和初始條件求速度、運動方程的方法 .三 能計算質點在平面內(nèi)運動時的速度和加速度，以及質點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度 .四 理解伽利略速度變換式, 并會用它求簡單的質點相對運動問題 .教學基本要求 第一章 質點運動學運動學(kinemat

2、ics) 動力學(dynamics)靜力學(statics)只描述物體的運動，不涉及引起運動和改變運動的原因。研究運動與相互作用之間的關系。研究物體在相互作用下的平衡問題。牛頓力學只涉及弱引力場中物體的低速運動 是整個物理學的基礎 廣泛應用于工程技術一、 質點質點沒有大小和形狀，只具有物體全部質量的一點。理想化的物理模型1.1 質 點 位置的確定方法 物體：具有大小、形狀、質量和內(nèi)部結構的物質形態(tài)。把物體當作質點是有條件的相對的： 物體的大小和形狀對運動沒有影響或影響可以忽略。particle如研究地球公轉地球自轉另一類問題：把物體化為若干個質點的集合體來研究。 如：齒輪的轉動運動具有絕對性，

3、而對運動的描述卻是相對的。 要定量描述物體的位置與運動情況，就要運用數(shù)學手段，在參照系上建立坐標系。二、 質點位置的確定方法為了描述一個物體的運動，必須選擇另一個物體作為參考，被選作參考的物體稱為參考系。1、坐標法oxz yP(x,y,z)參考系 常用的坐標系有直角坐標系(x,y,z)，極坐標系(, )，球坐標系( R, )，柱坐標系( R, , z )。 zR參考方向zoRxyO極軸徑向角向2、位矢法 在坐標系中，用來確定質點所在位置的矢量，叫做位置矢量，簡稱位矢。 從坐標原點指向質點所在位置的有向線段。直角坐標系中，位置矢量可表為：3、自然法os參考系x二、 運動學方程隨時間變化的函數(shù) 稱

4、為質點的運動方程。 用直角坐標系（x,y,z）表示質點的位置用自然坐標 s 表示質點的位置軌道方程參數(shù)方程消去t： 軌道方程 圓周運動軌道方程1.2 質點位移、速度和加速度一、 位移displacement定義：質點沿曲線運動ABO 時間內(nèi)位置變化討論1：位移（位矢增量）的大?。何皇复笮〉脑隽浚篛如圖，一般情況下比較位移和路程AB位移：是矢量，表示質點位置變化的凈效果，與質點運動軌跡無關，只與始末點有關。路程：是標量，是質點通過的實際路徑的長，與質點運動軌跡有關何時取等號？直線（直進）運動曲線運動討論2：2、瞬時速度速度的方向：質點所在處軌跡的切線指向前進的方向。二、 速度velocity速率：1、平均速度ABB平均速率瞬時速率速度與速率的關系區(qū)別：速度是矢量，速率是標量。平均速度：瞬時速度討論1：平均速度的大小是否等于平均速率？ 一般情況下，平均速度的大小不等于平均速率。討論2：速度的大小是否等于速率？速度的大小等于速率。討論3：位矢大小的時間變化率位矢時間變化率（速度）的大小O討論4： P2x y z P1O三、加速度 acceleration1、平均加速度：2、相對性：與參照系的選擇有關3、注意：2、加速度1、矢量性對于一個運動質點，下面哪種情況不可能發(fā)生 質點具有恒定速度，但有變化的速率；質點具有恒定的速率，但有變化的速度