大学物理1.0 物理绪论 40页

\n第1章质点运动学1927年第五次索尔维会议1.1确定质点位置的方法1.2质点的位移速度和加速度1.3用直角坐标表示位移速度和加速度1.4用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度1.5圆周运动的角量表示角量与线量的关系1.6不同坐标系中的速度和加速度变换定理简介\n1.1确定质点位置的方法一、质点运动学的基本概念质点：大小和形状可以忽略的物体参照物：为了描述物体运动而被选作参考的物体或物体系yzx参照物\nyzx参照物二、确定质点位置的常用方法1.直角坐标法P(x,y,z)2.位矢法（质点位置由位置矢量描述）大小方向位置矢量\n•3.自然坐标法（用于运动轨迹已知的质点）正方向4.运动学方程(函数)直角坐标自然坐标已知运动学方程，可求质点运动轨迹、速度和加速度意义:位矢法说明自然坐标s是代数量\n一质点作匀速圆周运动，半径为r，角速度为。O点为起始点，设t时刻质点位于P（x,y）。位矢表示为以O为自然坐标原点，运动学方程为例解求用直角坐标、位矢、自然坐标表示的质点运动学方程。直角坐标表示的运动学方程为\n求解hx坐标表示为例如图所示，以速度v用绳跨一定滑轮拉湖面上的船，已知绳初长l0，岸高h取坐标系如图依题意有质点运动学的基本问题之一，是确定质点运动学方程。为正确写出质点运动学方程，先要选定参考系、坐标系，明确起始条件等，找出质点坐标随时间变化的函数关系。O船的运动方程说明\n1.2质点的位移、速度和加速度一、位移（反映物体位置的变化）说明是矢量，s是标量，且大小一般不等与Δr()的区别OPP(2)分清位移位矢在t时间内的增量Δr二、速度1.平均速度\n(1)匀速直线运动(2)变速曲线运动=瞬时速度=平均速度ABC接近匀速直线运动瞬时速度(1)速度是位矢的一阶导数2.瞬时速度瞬时速度说明\n(2)速度与(t0时)方向相同，沿轨迹切线方向趋向切线方向(3)根据运动方程，可确定任意时刻的速度\n三、加速度2.平均加速度3.瞬时加速度讨论(1)加速度是速度的一阶导数，是位矢的二阶导数ABO速度增量\n(3)根据以及初始条件，可确定和积分积分求导求导(2)根据运动方程或，可确定任意时刻的加速度\nAA`B`1.6不同参考系中的速度和加速度变换定理简介同除以t若a车对地=0，即两系作匀速直线运动，则测得同一物体的加速度相等\n升降机以加速度1.22m/s2上升，有一螺母自升降机的天花板松落，天花板与升降机的底板相距2.74m。ha以升降机为参考系例解螺母自天花板落到底板所需的时间.求分析相对升降机，螺母作初速为0的落体运动，运动距离2.74m机对地匀加速运动\n一个带篷子的卡车，篷高为h=2m，当它停在路边时，雨滴可落入车内达d=1m，而当它以15km/h的速率运动时，雨滴恰好不能落入车中。求雨滴的速度矢量。根据速度变换关系例解分析相对车参照系，雨滴作落体运动矢量关系如图所示\n船逆流而上，遇一树时，箱子掉落水中顺水漂流，半小时后发觉，返回追赶，在树后5公里处赶上箱子。水流速度例解求地面参考系所以，船离开箱子、回追箱子所需时间相同。水流速度=5公里/小时5km水流参考系5km船速恒定，并且船离开箱子、回追箱子经过路程相同。\n一、速度速度的大小为速度的方向用方向余弦表示为1.3用直角坐标表示速度和加速度\n二、加速度大小为方向用方向余弦表示为\n三、运动学的两类问题1.第一类问题已知运动学方程，求(1)t=1s到t=2s质点的位移(3)轨迹方程(2)t=2s时，已知一质点运动方程求例解(1)(2)(3)t=2s时由运动方程得轨迹方程为\n解已知求和运动方程2.第二类问题已知加速度和初始条件，求例,t=0时，由已知有\n1.4用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度一、速度—速度矢量在切线上的投影，是代数量—运动轨迹切线方向的单位矢量说明t0时，沿切线方向，且\n反映速度方向变化快慢二、加速度ABOPQ1.匀速圆周运动的大小的方向沿(t0时)方向R速度方向法向加速度速度矢量变化的快慢速度大小加速度反映ABO讨论OABAPQ\nABO2.变速圆周运动第二项：切向加速度第一项：反映速度方向变化的快慢P反映速度大小的变化反映速度方向的变化，指向圆心.法向加速度反映速度大小变化的快慢大小方向t0时，0，则沿切线方向\n3.变速曲线运动曲率圆\n一汽车在半径R=200m的圆弧形公路上行驶，其运动学方程为s=20t-0.2t2(SI).速度例汽车在t=1s时的速度和加速度大小。求解加速度\n将一根光滑的钢丝弯成一个竖直平面内的曲线，质点可沿钢丝向下滑动。已知质点运动的切向加速度为，g为重力加速度，为切向与水平方向的夹角.y0处质点的速度为v0由题意可知例质点在钢丝上各处的运动速度.求解\n已知质点运动方程为求之间的路程。例解速度速率路程\n已知质点的运动方程为在自然坐标系中任意时刻的速度解例求\n1.5圆周运动的角量描述角量与线量关系一、角位置与角位移平均角速度角坐标经过t时间，角位移二、角速度角速度三、角加速度平均角加速度角加速度是角速度对时间的一阶导数经过t时间，角速度由+角加速度说明\n四、角量与线量的关系速度加速度\n(2)与an成45o角，即(2)当=?时，质点的加速度与半径成45o角？(1)当t=2s时，质点运动的一质点作半径为0.1m的圆周运动，已知运动学方程为(1)求解例的大小则分析(1)(2)与成45o角，即\n一质点在水平面内以顺时针方向沿半径为2m的圆形轨道运动。此质点的角速度与运动时间的平方成正比，即ω=4t2。t=0.5s时质点(1)路程(2)加速度解例求路程(2)(1)角位移分析路程s=r，先求出角位移与切向夹角\n一、课程简介物理学是建立在实验基础上，运用数学方法研究物质运动和物质间相互作用的重点学科，是人类认识自然、掌握客观规律的有力工具，对培养科学的思想方法、提高分析问题和解决问题的能力上有着特殊的作用。本课程共144学时、记8个学分。其中理论教学96学时，6学分；实验教学48学时，记2分。每周4学时，教学时间共一学年。\n二、教材和教学指导书\n物理学多媒体教学指导书：1、教学基本要求2、内容提要3、习题指导4、电化教学指导5、课后练习题及答案参考书目：1、普通物理学程守诛编2、大学物理吴基隆编3、基础物理学朱荣华编\n三、教学特点和学习方法1、采用多媒体教学体系。2、进度较快，数学基础（矢量和微积分）。3、专心听讲、适当记录，积极参与讨论。4、课后要认真阅读教材，独立完成作业。5、重视实验技术，培养动手能力。\n四、作业与考核采用统一的综合练习题集，每周一卷，独立完成。按时交卷后发参考答案。每卷积1分，本学期合计15分，计入总成绩。教材内的练习供同学选作。学期考核采用闭卷方式，考核范围包括所有讲过的内容，卷面共计80分，加上平时作业积分(占20分)作为考核总成绩。满分为100分。凡是5次不完成作业或旷课3次以上者将取消考试资格。\n五、其他事项1、请各班选出一位责任心强、乐于为同学服务的物理课代表。到办公室与我联系。2、教学指导书、全年的综合练习题集和参考答案每套合计19元，请课代表收齐后到办公室领取、发放。3、每周交一次作业，由课代表排序、清点、记录人数后送办公室。4、每周下午有固定的答疑时间，地点在物理教研室或教师指定教室。\n教师介绍：杨茂友博士联系方式：数理学院物理教研室E-mail:ymy@spu.edu.cn办公室:机电楼C328\n预祝同学们：学习顺利并取得优异的成绩！