大學(xué)物理學(xué)電子課件

大學(xué)物理學(xué)電子課件武警學(xué)院教學(xué)課件質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)——基本概念緒論力學(xué)內(nèi)容簡(jiǎn)介三個(gè)概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn)四個(gè)物理量：位置矢量、位移、速度、加速度請(qǐng)大家記筆記!!!!!緒論一、物理學(xué)及其研究對(duì)象1．什么是物理學(xué)？——研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其相互作用的科學(xué)。2．物理學(xué)的研究對(duì)象機(jī)械運(yùn)動(dòng)分子熱運(yùn)動(dòng)電磁運(yùn)動(dòng)原子和原子核運(yùn)動(dòng)其它微觀粒子運(yùn)動(dòng)3．物理學(xué)的分類(lèi)經(jīng)典力學(xué)熱力學(xué)電磁學(xué)光學(xué)相對(duì)論量子力學(xué)1．系統(tǒng)的學(xué)科2．基礎(chǔ)課3．必修課二、學(xué)習(xí)物理學(xué)的意義三、幾點(diǎn)要求：1．課前——預(yù)習(xí)；2．上課——認(rèn)真聽(tīng)講，記筆記；3．課后——認(rèn)真復(fù)習(xí)，作業(yè)獨(dú)立完成，按時(shí)交作業(yè)；4．基本的概念要求記住，重要的公式要求推導(dǎo)。

第一部分力學(xué)1．什么是力學(xué)機(jī)械運(yùn)動(dòng)——物體之間或物體各部分之間的相對(duì)位置的變化力學(xué)——研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)及其規(guī)律的物理學(xué)分支2．力學(xué)的分類(lèi)研究?jī)?nèi)容——

運(yùn)動(dòng)學(xué)——研究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律

動(dòng)力學(xué)——研究物體運(yùn)動(dòng)的原因

靜力學(xué)——研究物體平衡時(shí)的規(guī)律研究對(duì)象——

質(zhì)點(diǎn)力學(xué)——研究對(duì)象為質(zhì)點(diǎn)

剛體力學(xué)——研究對(duì)象為剛體3．?dāng)?shù)學(xué)工具——微積分和矢量運(yùn)動(dòng)學(xué)——研究物體位置隨時(shí)間變化的規(guī)律主要內(nèi)容有：三個(gè)概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn)四個(gè)物理量：位置矢量、位移、速度、加速度四種運(yùn)動(dòng)：直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)、斜拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1-1質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述一、參考系坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)1、參考系運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性與相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性——物體在不停地運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性——物體的運(yùn)動(dòng)或靜止總是相對(duì)于某個(gè)選定的物體而言以地球?yàn)閰⒄障档厍蛟铝烈蕴?yáng)為參照系太陽(yáng)月亮地球軌道參考系的定義為描述物體的運(yùn)動(dòng)而選擇的標(biāo)準(zhǔn)物說(shuō)明參考系的選擇是任意的;描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須指明參考系。選不同的參照系，運(yùn)動(dòng)的描述是不同的。2、坐標(biāo)系引入坐標(biāo)系的必要性定量地描述物體相對(duì)于參照系的運(yùn)動(dòng)。物理學(xué)中常用的坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系xyzO說(shuō)明坐標(biāo)系的選擇是任意的坐標(biāo)系的選擇不同，描述物體運(yùn)動(dòng)的方程是不同的。3、質(zhì)點(diǎn)引入任何物體都有大小和形狀。物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)它各部分的位置變化是不同的。概念把物體當(dāng)做只有質(zhì)量沒(méi)有形狀和大小的點(diǎn)——質(zhì)點(diǎn)。說(shuō)明質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的力學(xué)模型。一個(gè)物體能否當(dāng)做質(zhì)點(diǎn)，取決于研究問(wèn)題的性質(zhì)。二、位置矢量、運(yùn)動(dòng)方程、位移1、位置矢量基本概念從原點(diǎn)O到質(zhì)點(diǎn)所在的位置P點(diǎn)的有向線段，叫做位置矢量或位矢。說(shuō)明位置矢量是矢量：有大小和方向；具有瞬時(shí)性；具有相對(duì)性；單位：米（m）zOxyP(x,y,z)2、運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，它相對(duì)坐標(biāo)原點(diǎn)O的位置矢量r隨時(shí)間變化——是時(shí)間的函數(shù)運(yùn)動(dòng)學(xué)的重要任務(wù)之一——找出各種具體運(yùn)動(dòng)所遵循的運(yùn)動(dòng)方程。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在坐標(biāo)系中描繪的曲線稱(chēng)為運(yùn)動(dòng)的軌跡。軌跡是直線——直線運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線——曲線運(yùn)動(dòng)x·zyz(t)y(t)x(t)r(t)P(t)0例1、自由落體運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程為例2、平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)方程軌跡為拋物線軌跡為直線3、位移定義由始點(diǎn)到終點(diǎn)的有向線段定義為質(zhì)點(diǎn)的位移矢量，簡(jiǎn)稱(chēng)位移。它是描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量。計(jì)算xyzOP1P2位移與路程的區(qū)別位移是矢量：是指位置矢量的變化路程是標(biāo)量：是指運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度說(shuō)明位移是矢量；具有瞬時(shí)性；單位：米（m）——描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的物理量三、速度1、平均速度xyzO2．瞬時(shí)速度定義：平均速度的極限值稱(chēng)為瞬時(shí)速度，簡(jiǎn)稱(chēng)速度3、關(guān)于速度的說(shuō)明速度是矢量，有大小和方向勻速運(yùn)動(dòng)：速度為恒量變速運(yùn)動(dòng)：速度為變量速度具有瞬時(shí)性；單位：m·s-1

伽利略(1564—1642)提出相對(duì)性原理、慣性原理、拋體的運(yùn)動(dòng)定律、擺振動(dòng)的等時(shí)性等。伽利略捍衛(wèi)哥白尼日心說(shuō)?！蛾P(guān)于兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話(huà)和數(shù)學(xué)證明對(duì)話(huà)集》一書(shū)，總結(jié)了他的科學(xué)思想以及在物理學(xué)和天文學(xué)方面的研究成果。四、加速度意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，實(shí)驗(yàn)物理學(xué)的先驅(qū)者。1、平均加速度速度的增量與所用時(shí)間的比值叫做質(zhì)點(diǎn)的平均加速度2、瞬時(shí)加速度定義：平均加速度的極限值稱(chēng)為瞬時(shí)加速度，簡(jiǎn)稱(chēng)加速度xyzO方向：t0時(shí)速度增量的極限方向；在曲線運(yùn)動(dòng)中，總是指向曲線的凹側(cè)。3、說(shuō)明1)加速度是矢量，有大小和方向勻變速運(yùn)動(dòng)：加速度為恒量非勻變速運(yùn)動(dòng)：″變量2)加速度具有瞬時(shí)性3)單位：m·s-2

1、位置矢量和速度是描述質(zhì)點(diǎn)狀態(tài)的物理量，位移和加速度是反映質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物理量。2、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類(lèi)問(wèn)題：第一類(lèi)問(wèn)題：運(yùn)動(dòng)方程——質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)——微分方法第二類(lèi)問(wèn)題：質(zhì)點(diǎn)的狀態(tài)——運(yùn)動(dòng)方程——積分方法小結(jié)例3、質(zhì)點(diǎn)作直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方程為x=2t3+4t2+8(SI)。求：(1)任意時(shí)刻的速度和加速度；(2)在t=2s和t=3s時(shí)刻，物體的位置，速度和加速度；(3)在t=2s到t=3s時(shí)間內(nèi)，物體的平均速度和平均加速度。解：(1)由速度和加速度的定義式，可求得

(2)t=2s時(shí)

t=3s時(shí)

(3)

例4、質(zhì)架點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方潛程為x=4t2,y=2t+3蹄(SI幻玉)。試求：（1）運(yùn)門(mén)動(dòng)軌跡；（2）第潤(rùn)一秒內(nèi)的泡位移；（3）t=0和t=1孕s兩時(shí)刻爆質(zhì)點(diǎn)的窯速度和館加速度聚。解宏（1）由敘運(yùn)動(dòng)方程x=4t2y=2t+3消去參攔數(shù)t得x=(y3)2質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)愁動(dòng)軌跡為慨拋物線。（2）先喬將運(yùn)動(dòng)方森程寫(xiě)成位宮置矢量形押式第一秒內(nèi)聚的位移為例4、快質(zhì)點(diǎn)運(yùn)議動(dòng)方程蔑為x=4t2,y=2t+3(臺(tái)SI)。試求：（1）運(yùn)效動(dòng)軌跡；（2）第有一秒內(nèi)的股位移；（3）t=0和t=1模s兩時(shí)刻質(zhì)獄點(diǎn)的速度越和加速度撿。（3）由曲速度及加竿速度定義例5、設(shè)撕某質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動(dòng)揭，在t=0時(shí)的爽速度為v0，其加速躁度與速度驢的大小成穿正比而方責(zé)向相反，具比例系數(shù)副為k(k>0)乎，試求餃速度隨備時(shí)間變我化的關(guān)各系式。解：由堅(jiān)題意及朝加速度晶的定義貫式，可降知因而積分得所以速度的柿方向保歌持不變仇，但大瞧小隨時(shí)鈔間增大敗而減小傾，直到黨速度等曲于零為灘止。小坊結(jié)三個(gè)概餡念：參考系—棗—為描述物盞體的運(yùn)動(dòng)缸而選擇的宿標(biāo)準(zhǔn)物坐標(biāo)系—揮—定量確由定物體吃相對(duì)于千參考系蓮的位置質(zhì)點(diǎn)長(zhǎng)——把物體勻當(dāng)做只滿(mǎn)有質(zhì)量炮沒(méi)有形竄狀和大碼小的點(diǎn)描述質(zhì)點(diǎn)塵運(yùn)動(dòng)的四戶(hù)個(gè)物理量鳥(niǎo)：1、位費(fèi)置矢量2、位移3．速足度4、加速阿度復(fù)習(xí)題1．什宏么是物則理學(xué)？那物理學(xué)栽有哪些狐分支學(xué)樓科？2．什洽么是力叢學(xué)？力寫(xiě)學(xué)可以霉如何分結(jié)類(lèi)？3．為擺什么要撥引進(jìn)參撇考系？杯什么是窗參考系摟？為什么券要引進(jìn)扒坐標(biāo)系黃？什么疾是坐標(biāo)贏系？為什么要印引進(jìn)質(zhì)點(diǎn)振？什么是值質(zhì)點(diǎn)？4．什耐么是位壁置矢量岡、位移晌、速度村、加速?gòu)椂?/p>