大学物理质点运动学的教案130859

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1、欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲：质点运动学基本概念 内容：绪论、11 1绪论 （20 分钟） 2力学的研究对象及其分类 （05 分钟） 3参照系，坐标系和质点 （20 分钟） 4描述质点运动的四个物理量 （55 分钟） 要求： 1了解物理学的研究对象及其分类； 2了解力学的研究对象及其分类； 3理解参照系、坐标系和质点的概念； 4掌握描述质点运动的四个物理量； 重点与难点： 1描述质点运动的四个物理量； 2微积分(Calculus)的应用。 作业： 问题：P24：1，2，3，5 习题：P25：1，3，8 预习：1-2

2、，1-3，1-4 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 1 绪论 一、物理学及其研究对象： 1什么是物理学？ 自然界是由物质组成的，一切物质都在不停地运动着。在自然界中，既没有不运动的物质，也没有脱离物质的运动。自然界有许多运动形式，如机械运动、电磁运动、分子热运动、原子和原子核运动、化学运动和生物运动等等。所有这些运动既相互联系，又相互区别（在本质上） 。 物理学就是研究物质运动中最普遍、最基本的运动形式的一门学科。 物理学是研究物质的运动形态与相互作用的基本规律的科学。物理学的研究目的在于认识物质运

3、动的普遍规律。 物理学是研究自然界基本规律的科学，它的英文单词“Physics”来源于希腊文，原义是自然。中文的含义是“物”（物质的结构、性质）和“理” （物质的运动、变化规律） ，与现代观点相吻合。 2物理学的研究对象： 机械运动 力学(Classical Mechanics) 分子热运动 热学(Thermodymics) 电磁运动 电磁学、光学(Electromagnetics、Optics) 原子和原子核运动 原子物理学、原子核物理学(Atomics Physics) 基本粒子运动： 基本粒子物理学(Fundamental Particle Physics) 3物理学的分类： 物理学理论

4、分为五大块： 经典力学（Classical Mechanics） 热力学（Thermodynamics） 电磁学（Electromagnetics） 相对论（Relativity） 量子力学（Quantum Mechanics） 按照研究的方法，可分为：理论物理，实验物理和计算物理。 4 大学物理学课程的任务和目的 在大学物理中，物理学的研究内容包括：力学、热学、电磁学、振动与波、光学、相对论与近代物理学等。 1）学习物理学的基本原理、基本思想和基本方法； 2）学习力学、热学、电磁学、光学和近代物理等基本知识； 3）了解物理学的最新进展及其在自然科学中的地位和作用； 4）了解物理学知识的广泛应

5、用。 5学习物理学的困难 1）物理学内容广泛：涵盖力学、热学、光学、电磁学等领域； 2）时空跨度大：从经典到近代，从宏观到微观和宇观； 物理理论的三部分内容： 概念：通常是抽象的、不能直接感知； 假设：关于这些概念（物理量）的数学表示； 关系：一个或一组方程，用于表示物理量之间的关系。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 2 3）方法变化大：从中学的常量问题到应用矢量和微积分处理复杂的变量问题。 二、学习物理学的意义： 进入科学技术的任何一个领域，都必须敲开物理学的大门。 1物理学是一门科学（素质课）

6、 。物理学本身是一门严谨的学科体系，它有系统的理论和方法，学习物理学可以培养我们自身的理论修养、逻辑思维能力和分析问题解决问题的能力，学会科学的思想方法和研究问题的方法。 2物理学是基础课。物理学的知识在我们日常生活中随处可见，物理学也是后继专业课程的基础课。 3物理学是必修课。物理学也是工科专业的一门必修课。 即：1学习物理学有好处； 2需要学习物理学； 3必须学习物理学。 *大学物理课程的地位、性质和目的 大学物理是一门必修公共基础课； 通过本课程的学习： （1）使学生较全面系统地获得自然界各种基本运动形式及其规律的知识； （2）培养学生的科学思想和研究方法，使学生在科学实验、逻辑思维和解

7、决问题的能力等方面都得到基本而系统的训练。 大学物理教学的目的就是让学生打下坚实的物理基础，提高学生的科学素养，开阔思路及激发其探索和创新精神，增强学生自我更新知识的能力，以适应飞速发展的科技时代的种种要求。 在课程的教学过程中，要通过各个教学环节逐步培养学生具有抽象思维能力、逻辑推理能力和自学能力，并特别注意培养学生具有灵活运用所学知识去综合分析问题和解决问题的能力。 *课程的学习方法 （1）态度上重视，认真听课，不懂就问； （2）做好预习、听课、复习几个环节； （3）完成足够的思考题和习题； 三、几点要求： 1课前尽量预习； 2上课认真听讲，要求记笔记，不懂的内容要及时问； 3课后认真复习

8、，作业要独立完成，按时交作业； 4一些基本的概念要求记住，重要的公式要求会推导。 关于记笔记：最简单的就是把主要的内容抄下来。 1)书上的东西不是自己的，只有自己写的东西才有可能是自己的； 2)有助于培养自己的思考能力，避免外界干扰； 3)复习有依据。 要求记笔记，并用一本质量较好的笔记本记笔记。 关于做习题： 美国物理学家费曼：习题能够充实课堂讲授。使讲过的概念更加实际和更上大学的好处： 大学的课程设置培养人才 大学的资源设施 大学的影响 三个提高 科学实验的能力 抽象思维的能力 计算能力 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第

9、1 讲 质点运动学基本概念 3 加完整和更加易于记忆。 作业要求： 完成一定数量的作业习题是为了熟练掌握、 灵活运用基本物理概念和原理，提高分析解决问题的能力。长期坚持认真地做好每一道习题还有助于培养严谨的科学作风，提高清晰的论证和表述能力。 为了同学们高标准地完成物理作业，提出如下基本要求： 1按时交作业； 2要写“已知” 、 “求” 、 “解”或抄题或题号； 3使用定理、定律要注明对象与条件； 4要有必要的图示； 5先给出文字解，再代入数据，给出数值解（保留三位有效数字） ； 6字迹工整、清晰，不要乱涂、乱改、乱画，保持作业本干净。 （1）认真复习； （2）弄清题意； （3）画示意图； （

10、4）明确根据； （5）先求文字解； （6）对结果进行必要的讨论。 赵凯华：怎样学习物理学？ 1）勤于思考：用自己的语言陈述物理学的概念、定义、公式中的符号和本身的物理意义，自己推公式，掌握它们成立的条件，关键步骤和推导的技巧； 2）悟物穷理：多提问题，建立自己的物理图象。 在大学物理的学习中，除了学习物理学事实、定律、方程和解题技巧外，还必须努力从整体上掌握物理学，要了解各个分支间的联系。在学习中，对于基本物理定律的优美、简洁、和谐以及辉煌应有所体会，要学习鉴赏物理学的普适程度，了解其适用范围；还要学习区别理论和应用，物理思想和普适程度，一般规律和特殊事实，主要效应与次要效应，传统推理与现代推

11、理等。 四、 计划： 大学物理包括理论课和实验课，教学大纲规定理论课 128 学时，实验课 56学时。实验课由实验室负责。 本学期理论课：64 学时，讲力学、热力学、电学内容，其中 力学： 32 学时，包括习题课：4 学时 热力学： 14 学时，包括习题课：2 学时 电学： 16 学时，包括习题课：2 学时 机动： 2 学时 课程学习方法： 讲课 习题讨论课 作业 自学、写小论文 答疑 期中测验、期末考试 五、成绩计算： 考试成绩：70%闭卷考试 平时成绩：10作业、课堂表现 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动

12、学基本概念 4 小论文： 20要求有自己的观点 平时成绩主要以平时作业完成情况、课堂纪律和回答问题情况以及中期考查情况综合定量评定。具体是： （1）采用固定座位，分班对号就座；课堂违纪一次扣 1 分；迟到、早退 1次扣 0.5 分；旷课 1 节扣 1 分； （2）缺交一次作业扣 1 分；迟交作业一次扣 0.5 分；欠作作业 1 题扣 0.5分； （3）10 分扣完为止。 六、教材与参考书 教材：物理学（第四版） （上、中、下） 、马文蔚，高等教育出版社 参考书： 1物理学学习指南、马文蔚，高等教育出版社 2大学物理学（力学、热学、电磁学） 、张三慧主编，清华大学出版社 3基础物理学、陆果，高等

13、教育出版社 4大学物理学、卢德馨，高等教育出版社 5大学物理习题讨论课指导，沈慧君，王虎株，清华大学出版社 6漆安慎力学基础 7 ）赵凯华电磁学 、 学习指南 8南开大学 大学普通物理网上教学系统， 9同济大学 工科大学物理学习辅导系统， 10装备指挥设备技术学院 大学物理网络教学系统， 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 5 第一部分 力学 一、什么是力学（Mechanics）？ 物理学研究自然界中最基本的现象和规律, 一切物理现象都是物质运动的表现。 在物质的各种运动形式中，最简单、最基本的一种运

14、动是物体之间或物体各部分之间相对位置的变化，称为机械运动（Mechanical Motion）。机械运动是一切物理运动中最简单的运动； 机械运动的例子很多，如车辆的行驶、机器的转动、星体的运动等。 质点的曲线运动是机械运动中最基本的形式。 力学就是研究机械运动及其规律的科学。 力学是其他学科的基础。 二、力学的分类： 根据研究内容的不同，力学分为静力学、运动学和动力学三部分。 运动学（Kinematics）研究物体运动的规律； 动力学（Dynamics） 研究物体运动的原因； 静力学（Statics） 研究物体平衡时的规律。 运动学研究的是如何描述物体的运动，以及各运动学量之间的关系，它不涉及

15、引起和改变运动的原因；动力学研究的是物体运动与物体间相互作用的内在联系；静力学研究的是物体在相互作用下的平衡问题。 根据研究对象的不同，力学又可分为质点力学和刚体力学。 质点力学研究对象为质点：1，2，3 章 刚体力学研究对象为刚体：4 章 三、数学工具微积分和矢量 牛顿和莱布尼兹在研究经典力学的过程中， 同时创立了微积分 （Calculus） ，可见在处理力学问题中微积分的重要性。此外，矢量（Vector）在力学中也是一个重要的数学工具。 四、本部分内容： 第一章 质点运动学 第二章 牛顿定律 第三章 动量守恒定律和能量守恒定律 第四章 刚体的转动 第五章 万有引力场 第十八章 相对论 第五

16、章不讲。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 6 第一章 质点运动学 运动学是研究物体位置随时间变化规律的力学内容。本章主要内容有： 1 三个概念：参考系、坐标系、质点 2 四个物理量：位置矢量、位移、速度、加速度 3 四种运动：直线运动、曲线运动、斜抛运动、圆周运动 本章的内容绝对不是高中物理内容的简单重复，它包含许多新的物理思想和数学方法，一定要重视。 包括 4 节： 11 质点运动的描述 12 加速度为恒量时的运动方程 13 圆周运动 14 相对运动 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整

17、理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 7 11 质点运动的描述 一、参考系 坐标系 质点 1参考系 1）运动的绝对性与相对性(Relativity) （1）运动的绝对性：在自然界中所有的物体都在不停地运动，绝对不动的物体是没有的。 例如：放在桌子上的书相对于桌子是静止的，但它却随地球一起绕太阳运动，这就是运动的绝对性。 （2） 运动的相对性： 描述物体的运动或静止总是相对于某个选定的物体而言的，即在观察一个物体的运动， 总是选取其他的物体作为标准。 选取的参考物不同，对物体运动的描述也是不一样的，这就是运动的相对性。 汽车的运动：车上的人和地面上

18、的人 2）参考系（Reference system）的定义： 为描述物体的运动而选择的标准物（或物体组）称为参考系。 3）说明： （1）参考系的选择是任意的，主要根据问题的性质和研究方便而定。 物体相对于地球的运动以地球为参考系 物体相对于太阳的运动以太阳为参考系 （2）在描述物体的运动时，必须指明参考系。参考系不同，对同一物体运动的描述是不同的。例如，匀速运动的火车上落下一物体 以火车作为参考系：自由落体运动，直线 以地面作为参考系：平抛运动，抛物线 （3）若不指明参考系，则认为以地面为参考系。 2坐标系 1）引入坐标系的必要性： 为了定量确定物体相对于参考系的位置，需要在参考系上选定一个固

19、定的坐标系。 坐标系的原点一般选在参考系上， 并取通过原点标有单位长度的有向直线作为坐标轴。 2）物理学中常用的坐标系直角坐标系 （Rectangular Coordination） x 方向单位矢量：i y 方向单位矢量：j z 方向单位矢量：k 如 A（1,2,4）, i +2j +4 k 以地球为参照系 地球 月亮 以太阳为参照系 太阳 月亮 地球轨道 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 8 规定选用右手系。 坐标系的选择是任意的， 主要由研究问题的方便而定。 坐标系的选择不同，描述物体运动的方

20、程是不同的，但对物体运动的规律是没有影响。 3）说明： （1）坐标系是由参考系抽象而成的数学框架； （2）常用的坐标系是直角坐标系，还有其它坐标系，如极坐标系（Polar Coordination） 、柱坐标系（Cylindrical Coordination） 、球坐标系（Spherical Coordination） 和自然坐标系 （Natural Coordination）等； （3）物体的运动不能脱离空间，也不能脱离时间；因此要定量描述物体的运动， 还要建立适当的时间坐标轴。时间轴上的点表示时刻，它与物体的某一位置相对应；两个时刻之间的间隔表示时间，它与物体位置的某一变化过程相对应。

21、*笛卡儿(Rene Descartes，15961650) 法国哲学家、物理学家、数学家、生理学家。解析几何的创始人。 笛卡儿对物理的发展曾做出很大贡献：否认真空的存在，论述了动量守恒问题，提出宇宙永远保持着同量的运动，还推导出了抛体的轨迹，发现了光的折射的基本定律。在光学理论上坚持光的微粒说和光是一种压力的观点。 笛卡儿最杰出的成就是在数学上创立了解析几何学。1637年，在创立了坐标系后， 成功地创立了解析几何学。 他的这一成就为微积分的创立奠定了基础。 笛卡儿的成就还有许多，如发展了质量和时间是和空间的三个量纲一样重要的基本量纲的见解；第一个提出了近代惯性原理；在数学上最早论述了椭圆曲线画

22、法；在生理学上首先提出了神经传导和反射机能的理论等。恩格斯曾评价他说： “数学中的转折点是笛卡儿的变数；有了变数，运动进入了数学，有了变数，辩证法进入了数学，有了变数，微分和积分也就立刻成为必要的了” 。 3质点（Particle，Mass Point） 1）质点的引入 任何物体都有大小和形状。一般说来，物体在运动时它各部分的位置变化是不同的，物体的运动情况是非常复杂的。 例如，平直公路上行驶的汽车，车身：平动 车轮：平动，转动 2）质点的概念把物体看成一个只有一定质量的几何点 质点是一个理想化的力学模型，当物体的大小和形状忽略不计时，可以把物体当做只有质量没有形状和大小的点，这就是质点。 3

23、）说明： （1） 质点的概念是在考虑主要因素而忽略次要因素引入的一个理想化的力学模型。突出重要因素，选取适当的模型代替实际物体，这不仅对于学习物理学，而且对于学习其它一切科学技术，都是一种极为重要的方法； （2）一个物体能否当做质点，并不取决于它的实际大小，而是取决于研究问题的性质。 例如：地球绕太阳公转：地球可当做质点 地球自转 ：地球不可当做质点 附：地球公转轨道平均半径：1.5108 km 地球半径 ：6370 km 两者之比 ：2.33104 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 9 （3） 当

24、一个物体不能当作质点时， 可以把整个物体看作是由许多质点组成的质点系（System of Particle） 。分析这些质点的运动，就可以弄清楚整个物体的运动。因此研究质点的运动是研究实际物体复杂运动的基础。 4. 时间和时刻 一个过程对应的时间间隔称时间，某一瞬时称时刻。 二、位置矢量、运动方程、位移 1位置矢量（Position Vector） 1）位置矢量的基本概念： 要描述一个质点的运动，首要问题是如何确定质点相对于参考系的位置。可以在参考系上取一点 O 称之为原点，从原点O 到质点所在的位置 P 的有向线段能唯一地确定质点相当于参考系的位置。 因而定义从原点 O 到质点所在的位置 P

25、 点的有向线段 r，叫做位置矢量或位矢。它是矢量，有大小和方向。 kzj yi xr 大小：222zyxr 方向：rzryrxcoscoscos 2）说明： 位置矢量是矢量：有大小和方向； 位置矢量具有瞬时性：运动质点在不同时刻的位置矢量是不同的； 位置矢量具有相对性： 位置矢量的大小和方向， 与参考系以及坐标系的原点的选择有关。在不同的参考系中，同一质点的位置矢量是不同的。 单位：米（m） 3）质点的运动方程和轨迹 质点运动时，它相对坐标原点 O 的位置矢量 r 是随时间变化的。因此，r 是时间的函数，即 r r (t) 矢量式 或tzztyytxx()()( 标量式 这就是质点运动方程，它

26、包含了质点运动的全部信息。 运动学的重要任务之一，就是找出各种具体运动所遵循的运动方程，或者说知道运动方程，也就可以解决质点的运动问题。 质点运动时，在坐标系中描绘的线称为质点运动的轨迹。即在运动方程的分量式中，消去时间 t 得 f(x，y，z)=0。 轨迹是直线：直线运动 轨迹是曲线：曲线运动 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 10 例 1自由落体运动的运动方程为 221gty 例 2平抛运动的运动方程 2021gtytvx 从上运动方程中消去 t 轨迹方程 2202xvgy 2位移（Displa

27、cement） 1）位移的概念描述质点位移变化的物理量： 质点运动，从始点 A 到终点 B。它相对于原点的位置矢量由 rA变化到 rB,我们把由始点 A 到终点 B 的有向线段 AB 定义为质点的位移矢量，简称位移，用r 表示。 2）位移的计算 由矢量计算可知 rA+r=rB r=rB - rA 即位移r 等于终点 B 与始点 A 的位置矢量之差。 大小：|r |=|AB|方向：AB 或 kzjyixrAAAA， kzjyixrBBBB kzzjyyixxkzjyixkzjyixrrrABABABAAABBBAB)()()( )()( 大小：222ABABABzzyyxxr 方向：rzzryy

28、rxxABABAB)(cos)(cos)(cos 3）位移与路程的区别： 位移是矢量：是指位置矢量的变化； 路程是标量：是指运动轨迹的长度。 4）路程 S 与位移大小的区别 路程是 t 内走过的轨道的长度，而位移大小是质点实际移动的直线距离，位移和位矢均为矢量，但路程为标量，路程用 S 表示。即使在直线运动中，位移和路程也是截然不同的两个概念。 *当 t0 时，Sr。 5）说明： 位移是矢量：有大小和方向； 位移具有瞬时性：运动质点在不同时刻的位移是不同的； 位移具有相对性：在不同的参考系中，同一质点的位移是相同的。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭

29、诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 11 单位：米（m） 小结：位移是位置矢量的增量，是与运动过程有关的物理量，它是时间间隔的函数，与位置矢量不同的是，一旦参考系确定，位移和坐标系原点的选择无关。 *关于“米”的定义： 19 世纪：通过巴黎的地球子午线长度的四千万分之一定义为一米； 1889 年：国际计量大会（General Conference on Weight and Measures）上，通过用铂铱合金米尺上两刻度线的距离为一米。 （国际米原器： 精度为百万分之一。 ） 1960 年：国际计量大会规定，米等于氪86 原子的 2p10和 5d5能级间跃迁辐射的真空波长的

30、 1,650,763.73 倍的长度。 1983 年：国际计量大会规定，1 米是光在真空中，在 1/299,792,458S 的时间间隔内运行路程的长度。 三、速度（Velocity）描述质点位置随时间变化的快慢和方向的物理量 1平均速度： t1时刻，质点的位置矢量 )(11tr t2时刻，质点的位置矢量 )(22tr 位移 )()(1122trtrr 所用时间 t= t2- t1 定义t 时间内的平均速度为 1212ttrrtrv 平均速度是矢量，大小为|r |/t，表示质点在确定时间间隔内运动的快慢程度, 方向就是质点在这段时间内位移的方向。 说明： 平均速度与质点的位移和所用的时间有关。

31、因而在叙述平均速度时，必须指明是哪一段时间内或哪一段位移内的平均速度。 2瞬时速度精确地描述质点在某一时刻或某一位置运动快慢和运动方向 定义：平均速度的极限值称为瞬时速度，简称速度，用 v 表示。 dtrdvtrtlim0 即位置矢量（或位移）对时间的一阶导数。 速度是矢量，大小简称速率（speed） ，方向为沿轨道上质点所在位置的切线并且指向前进的一方。 3标量式 kvjvivkdtdzjdtdyidtdxdtrdvzyx 标量式：dtdzvdtdyvdtdxvzyx 4关于速度的说明： 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1

32、 讲 质点运动学基本概念 12 1）速度是矢量，即有大小又有方向，二者只要有一个变化，速度就变化 v=const 匀速运动 vconst 变速运动 2）速度具有瞬时性：运动质点在不同时刻的速度是不同的； 3）速度具有相对性：在不同的参考系中，同一质点的速度是不同的。 4）速度的单位： ms-1 *常用的初等函数导数公式： 22211/1 1/1arcsin/1ln sec sincoscossin 1)( 0)(xarctgxxxxxeextgxxxxxnxxxCxxnn *时间的单位：秒(s) 1hour=60min 1min=60sec *关于“秒”的定义 1地球自转一周所需时间的 1/8

33、6400； 21967 年，1 秒是铯133 原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9192631770 个周期的持续时间。 四、加速度（Acceleration）描述质点速度变化快慢的物理量 加速度的概念最先是由 Galileo 提出的。 *伽利略(Galileo Galilei，15641642)杰出的意大利物理学家和天文学家，实验物理学的先驱者。 提出著名的相对性原理、惯性原理、抛体的运动定律、摆振动的等时性等。 伽利略捍卫哥白尼日心说。关于两门新科学的对话和数学证明对话集一书，总结了他的科学思想以及在物理学和天文学方面的研究成果。 伽利略所取得的巨大成就，开创了近代物理学的新纪元

34、。历史证明了伽利略在科学事业上的成功。1979年11月10日罗马教皇正式承认，对伽利略的审判是不公正的。 1平均加速度： t1时刻，P1点，质点的速度)(11tv t2时刻，P2点，质点的速度 )(22tv 定义t= t2- t1 时间内的速度的增量)()(1122tvtvv与所用时间t= t2- t1的比值叫做质点的平均加速度，用a表示。 1212ttvvtva 平均加速度是矢量，大小为|v|/t，表示质点在确定时间间隔内速度改变的快慢程度，方向就是质点在这段时间内速度增量的方向。 说明：在叙述平均加速度时，必须指明是哪一段时 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删

35、除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 13 间内或哪一段位移。 2瞬时加速度精确地描述质点在某一时刻或某一位置运动变化的快慢 定义：平均加速度的极限值称为瞬时加速度，简称加速度，用 a 表示。 220limdtrddtvdatvt 即加速度为速度对时间的一阶导数或位置矢量(或位移)对时间的二阶导数。 方向：速度增量的极限方向，在曲线运动中，总是指向曲线的凹侧。 3标量式 kajaiakdtzdjdtydidtxddtrdazyx 22222222 标量式： 222222dtzddtdvadtyddtdvadtxddtdvazzyyxx 4关于加速度的说明： 1）加速

36、度是矢量，即有大小又有方向，二者只要有一个变化，加速度就变化 a=const 匀变速运动 aconst 非匀变速运动 对于直线运动：当加速度的方向与速度的方向相同时，加速运动；当加速度的方向与速度的方向相反时，减速运动。并不是说，加速度为正就是加速运动，加速度为负就是减速运动。因为加速度的正负与坐标系的选择有关。 对于曲线运动： 加速度的方向和速度的方向不一定相同： 当而者成锐角时，速率增加；成钝角时，速率减小；成直角时，速率不变。 加速度的方向总是指向曲线凹的一方。 2）加速度具有瞬时性：运动质点在不同时刻的加速度是不同的； 3）加速度具有相对性：在不同的参考系中，同一质点的加速度是不同的。

37、 4）加速度的单位： ms-2 小结： 1在描述质点运动的四个物理量中，位置矢量和速度是描述质点状态的物理量，而位移和加速度是反映质点运动状态变化的物理量。 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 15 例 5匀变速直线运动 1）特点：a=const 2）速度： t=t0时，v=v0 由 dtdva 得 adtdv 积分 ttxvvadtdv00 得 00ttavv 所以 00ttavv 3）位移和位置矢量

38、t=t0时，x=x0 由 dtdxv 得 dtttavvdtdx00 积分 ttxxdtttavdx0000 得 2000021ttattvxx 所以 2000021ttattvxx 特例 1： t0=0 时，v= v0、x0 =0 则 v= v0+at、x= v0t+at2/2 从位移公式和速度公式中消去时间变量 t，可得 axvv2202 *另一种很有用的方法 dxdvvdtdxdxdvdtdva 所以 adx=vdv 积分 vvxvdxadx00 得 20221vvax 所以 axvv2202 特例 2、自由落体运动 v=gt y=gt2/2 特例 3、竖直上抛运动 v= v0 -gt

39、y= v0t-gt2/2 欢迎您阅读并下载本文档，本文档来源于互联网整理，如有侵权请联系删除!我们将竭诚为您提供优质的文档！第 1 讲 质点运动学基本概念 16 例 6设某质点沿 x 轴运动，在 t=0 时的速度为 v0，其加速度与速度的大小成正比而方向相反，比例系数为 k(k0)，试求速度随时间变化的关系式。 解：由题意及加速度的定义式，可知 dtdvkva 可得 kdtvdv 积分 tvvkdtvdv00 得 ktvv0ln 所以 ktevv0 因而速度的方向保持不变，但速度的大小随时间增大而减小，直到速度等于零为止。 例 7一质点的运动方程为 x = 4t 2, y = 2t + 3,其

40、中 x 和 y 的单位是米（m） ，t 的单位是秒。试求： （1）运动轨迹； （2）第一秒内的位移； （3）t = 0s 和 t = 1s两时刻质点的速度和加速度。 解： （1）由运动方程 x = 4t 2 y = 2t + 3 消去参数 t 得 x = ( y - 3)2 此为抛物线方程，即质点的运动轨迹为抛物线。 （2）先将运动方程写成位置矢量形式 jtitj yi xr)32(42 t=0s 时， jr3m t=1s 时，jtitiyir)32(442m 所以第一秒内的位移为 m 2435401jijjirrr 3）由速度及加速度定义 ji tjdtdyidtdxdtrdv28 ms-1 idtvda8 ms-2 t=0s 时 jv2 ms-1， ia8 ms-2 t=1s 时 jiv28 ms-1，ia8 ms-2 小结： 1三个概念：参考系 坐标系 质点 2描述质点运动的四个物理量：位置矢量 位移 速度 加速度 3质点运动学的两类问题 第一类问题：已知运动方程，求运动状态； 第二类问题：已知运动状态，求运动方程； 4几个典型的例题。