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1、力学 第一章质点的运动给开始学习 课程的同学们： “科学是一种方法。它告诉我们：一些事物是怎样被了解的，什么 事情是已知的，现在了解到了什么程度，如何对待疑问和不确定性 ，证据服从什么法则；如何思考事物，做出判断，如何区别真伪和 表面现象。 ” R.Feynman“我从不迷信权威，但命运捉弄了我 我自己变成了权威。” A.Einstein以上是两位物理学家的话，它对同学们的学习应该有所启发。 希望大家学习本课程除了掌握基本知识外，更重要的是学习一种科 学的思维方法。正如一个古老的故事所讲的那样，学生从老师那 里得到的，应该是一个点石成金的法则，而不是一堆金子。绪论力学 第一章质点的运动什么是物
2、理学 ?中国古代的物理学，似乎是阴阳、五行、八卦、天人和一等。我们现在学习的 , 是十九世纪由西方引入的新学（ 西学）之一 。西方的物理学, 即 Physics. 这个词早先来自希腊文 Physis. 其原意是“自然的科学” , 即在古代欧洲 , 物理学是自然科学的总称.但随着自然科学的发展 , 各种独立的学科分别陆续形成 , 如化 学 , 生物学，天文学，地质学及各种工程学科等。因此后来，物理学成为专门的、 研究物质运动中最普遍、最 基本的运动形式的基本规律的学科。绪论空间范围：宇宙尺度1026m(20亿光年)到微观粒子尺度10-15m， 时间范围：宇宙年龄1018s(20亿年)到微观粒子最
3、短寿命10-24s。力学 第一章质点的运动它涉及的范围，最初包括: 力学、 热学和分子物理学、 电磁学、 光学. 经典物理学物理学是自然科学的基础随着研究的发展，在十九世纪末 , 人们发现了经典物理 学的局限性。在高速运动领域，即速度可与光 速比拟时, 应适用爱因斯坦建立 的相对论力学在微观领域，由原子和原子核物 理，发展到量子论和量子力学近代物理学绪论力学 第一章质点的运动 大学物理与中学物理的关系与差别（1）中学物理是学习大学物理的基础 ；大学物理是 中学物理 的继承与发展，但不是简单的重复。（2）有三点主要差别：1）研究的对象不同：由简单到复杂，由特殊到一般。如：由匀速到变速，由恒力到变
4、力，由均匀到非均 匀，质点到刚体等2）研究的方法和使用的工具不同：如：由初等数学到高等数学，由标量到矢量， 由实数到 复数等3）研究的目的不同：如：由只知其然到知其所以然，由了解知识到应 用知识。力学 第一章质点的运动本学期的教学安排1、第一、二、三、四章：经典力学第一册（20学时）2、第六、七章：热学；第一册 （16学时）3、第十五、十六章：机械振动；机械波 第三册 （14学时）4、第十七 章：波动光学； 第三册 （16学时）力学 第一章质点的运动 对大家提出的学习要求：1、有针对性的课前预习，2、认真的听讲(适当做笔记)，3、及时的复习，4、按时、独立地完成作业。绪论每周一交作业（课前）数
5、学作业纸：班级、姓名、学号、页码，题目力学 第一章质点的运动抛体运动; 圆周运动、切向加速度、法向加速度、角量与线质点、参照系、坐标系; 运动方程、位移、速度、加速度; 量的关系; 相对运动. 一. 教学内容1. 理解描述质点运动物理量的定义及矢量性、瞬时性、迭加性; 2. 掌握运动方程的物理意义, 会求解运动学两类问题; 3. 掌握抛体运动和圆周运动的规律, 了解相对运动. 二. 教学要求三. 重点、难点 重点: 对运动方程、位移、速度、加速度的理解;难点: 由加速度和初始条件建立运动方程. 由运动方程求质点运动的物理量. 第一章第一章 质点运动学质点运动学 力学 第一章质点的运动一、质点理
6、想模型具有质量 、占有位置有条件的、相对的1-1 质点 参考系 只具有质量而没有大小和形状的理想物体。二、参考系 和坐标系1、参考系为描述物体运动而选择的参考物体或物体系。2. 坐标系为定量研究物体的运动而选择的与参考系相对静止的坐标系。力学 第一章质点的运动矢量代数的基本知识预备知识预备知识力学 第一章质点的运动例1-1 已知质点作匀加速直线运动，加速度为a， 求该质点的运动方程。运动方程力学 第一章质点的运动1-2 位移 速度 加速度一、位置矢量（position vector of a particle） 1. 位置矢量(位矢、径矢）的定义大小：方向：2. 表示方法 由坐标原点到质点所在
7、位置的矢量相关性: oxyzP(x,y,z)力学 第一章质点的运动大小：2. 直角坐标系中位移的数学表示p2(x2,y2,z2)Sp1(x1,y1,z1)oxyz 二、位移(displacement) 1. 位移的定义： 一段时间内位矢的增量路程是质点经过实际路径的长度，是标量位移导数的定义：函数y=f(x)，当自变量x在x0处取得增量x时，相应的 函数y取得增量y；如果y与x之比当x0时的极限 存在，则称函数y=f(x)在x0处可导，并称这个极限为函 数在点x0处的导数，记为 ， 即力学 第一章质点的运动三、速度（velocity） P2xzyP1P2P1平均速率：2（瞬时）速度：速率：（s
8、peed） 1 平均速度：速度方向为质点运动 的切线方向（前进）描述质点运动快慢及方向速度结论：质点的速度等于位矢对时间的一阶导数。 r(t) r(t+t )S力学 第一章质点的运动 3. 表示方法速度例：？思考：力学 第一章质点的运动 四、加速度（acceleration）1平均加速度2 瞬时加速度定量描述质点速度大小和方向 随时间变化的快慢加速度结论：加速度等于速度对时间的一阶导 数或位矢对时间的二阶导数。P2xzyP1力学 第一章质点的运动大小：方向： 变化的方向。( t 趋于零时 的极限方向.)3. 表示方法加速度力学 第一章质点的运动1、运动方程 机械运动是质点位置随时间的改变。在坐
9、标系中配上一套同步时钟，可给出质点运动到各处的时刻 ，从而得到质点位置坐标和时间的函数关系运动方程标量式矢量式平面曲线运动2. 2. 轨道方程轨道方程运动方程消去时间得到的函数形式。第一类：运动方程 速度和加速度； 第二类：速度、加速度 运动方程。求导积分3. 3. 运动学中的两类问题运动学中的两类问题五、运动方程和轨道方程力学 第一章质点的运动例1-1（P17） 已知质点作匀加速直线运动，加速度 为a，求该质点的运动方程。 解：已知速度或加速度求运动方程，采用积分法：对于作直线运动的质点，采用标量形式两端积分可得到速度运动方程力学 第一章质点的运动 根据速度的定义式：两端积分得到运动方程消去时间，得轨迹方程运动方程力学 第一章质点的运动r(t+t )r(t)rxyzBA0S注意三个量的几何意义。比较 与 ：二者均为矢量；前者是过程量，后 者为瞬时量。 比较 与 :二者均为过程量；前者是矢量，后 者是标量。位移力学 第一章质点的运动r(t+t )位矢大小的增量:位矢增量的大小 r(t)0rr注意 的几何意义。力学 第一章质点的运动作业2：一质点沿X轴作直线运动，运动方程为 求 质点在t = 0时刻的速度0 加速度为零时，该质点的速度直线运动作业1(P42). 1-5
