同学们好一
大学物理 第二篇运动和守恒定律 第三章远动的描述 质点和 参考系 运动的 运动学 两类基 相对 刚体 坐标系 描述 本问题 运动 重1.模型质点、质点系、刚体、惯性系、非惯性系 点2.概念矢径、位移、速度、加速度、 角位置、角位移、角速度、角加速度; 3计算运动学的两类基本问题。 课时:6 第2页共31页
大学物理 第2页 共31页 第二篇 运动和守恒定律 第三章 运动的描述 1. 模型 质点、质点系、刚体、惯性系、非惯性系； 2. 概念 矢径、位移、速度、加速度、 角位置、角位移、角速度、角加速度； 3. 计算 运动学的两类基本问题。 质点和 刚体 参考系 坐标系 运动的 描述 运动学 两类基 本问题 相对 运动 课时: 6
第一节质点和刚体参考系和坐标系学物 理想模型 1.质点 定义:物体的线度和形状在研究问题中可以忽略不 计时,把物体抽象为一个具有质量、占有位置,但无 形状、大小的“点”,称为质点。 以下情况的实物均可以抽象为一个质点: 1)研究问题中物体的形状和大小可以忽略不计。 2)物体上各点的运动情况相同。 3)各点运动对总体运动影响不大。 思考质点和数学上的 点有什么不同? 注意 1)质点无大小,但有质量。 2)具有相对的意义。 第3页共31页
大学物理 第3页 共31页 以下情况的实物均可以抽象为一个质点： 1) 研究问题中物体的形状和大小可以忽略不计。 2) 物体上各点的运动情况相同。 3) 各点运动对总体运动影响不大。 思考 质点和数学上的 点有什么不同？ ： 1) 质点无大小，但有质量。 2) 具有相对的意义。 1. 质点 定义：物体的线度和形状在研究问题中可以忽略不 计时，把物体抽象为一个具有质量、占有位置，但无 形状、大小的“点” ，称为
大学物理 2.质点系 质点的集合 分离质点系: ∑m 连续分布体: dr m=dm dme ods adl 3.刚体 在外力作用下不产生形变的物体 特点:任意两点间的距离始终保持不变 质点集合质点系特例刚体 第4页共31页
大学物理 第4页 共31页 2. 质点系 质点的集合 分离质点系: m mi 连续分布体: dm m d m dV d m 3. 刚体 在外力作用下不产生形变的物体 任意两点间的距离始终保持不变 质点 质点系 刚体 集合 特例 d S d l
二、参考系和坐标系 大学物理 1.参考系 为了描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体。任 何实物物体均可被选作参考系。任何形式的场都不可选作参考系。 2.坐标系 为了定量的描述物体的运动,在选定的参考系上建立的带有标 尺的数学坐标,简称坐标系。坐标系是固结于参考系上的一个数学 抽象。 常见的坐 标系: P 角向 径向 C 极轴 直角坐标系 极坐标系 第5页共31页
大学物理 第5页 共31页 z ： x y o P 直角坐标系 • r 极坐标系 O 极轴 角向 径向 r P 1. 参考系 为了描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体。任 何 物体均可被选作参考系。任何形式的场都不可选作参考系。 2. 坐标系 为了定量的描述物体的运动，在选定的参考系上建立的带有标 尺的数学坐标,简称坐标系。坐标系是固结于参考系上的一个数学 抽象
大学物理 n P(”,@,2) (r,g6) O 自然坐标系 球坐标系 柱坐标系 三、惯性系和非惯性系 牛顿第一定律在其中成立的参考系叫做惯性系,牛 顿第一定律在其中不成立的参考系叫做非惯性系 第6页共31页
大学物理 第6页 共31页 牛顿第一定律在其中成立的参考系叫做 , 牛 顿第一定律在其中不成立的参考系叫做 。 自然坐标系 球坐标系 柱坐标系 O n τ P
大学物理 甲对地:静止 Macromedia Flash Player 6 口|× 文件)查看控制(C)帮助 甲对乙:←匀 速运动符合第 定律 甲 第一定律:指出 OoT OYT 了惯性的存在 参照物:地面 参照物:车 Q匀速加速 匀速加速2C 小车加速运动时 甲对乙:←一加速运动,但没有受力,第一定 律不符合 第7页共31页
大学物理 第7页 共31页 第一定律：指出 了惯性的存在 甲对乙： 匀 速运动 符合第 一定律 甲对地：静止 小车加速运动时 甲对乙： 加速运动，但没有受力，第一定 律不符合
大学物理 第二定律: C+0 甲 A对甲: A对乙 ∫→a定律符合 f≠0,a=0定律不符合 判断: a=0惯性系 ∑F=时,{a→0近似惯性系 d≠0非惯性系 ∑F≠0时,〔a≠0惯性系 a=0非惯性系 第8页共31页
大学物理 第8页 共31页 第二定律: A对甲 ： f a 定律符合 A对乙 ： f 0, a = 0 定律不符合 F 0时， a 0 近似惯性系 a 0 惯性系 a 0 非惯性系 a 0 非惯性系 a 0 惯性系 F 0时,
大学物理 第二节运动的描述 、描述质点运动的基本物理量及其直角坐标描述 1.位置矢量r 描述质点在空间的位置 直角坐标描述O-xyz r=xi+yjtZk 单位矢量:i,,k B 大小:r=|F|=√x2+y2+z2 X 方向:cosa C0=7C9y=7特性:矢量性、 瞬时性、相对性 cos a+coS B+ coS y 第9页共31页
大学物理 第9页 共31页 2 2 2 r r x y z 大小： cos cos cos 1 cos , cos cos 2 , 2 2 r z r y r x 方向： ：矢量性、 瞬时性、相对性 单位矢量：i j k , , 1. 位置矢量 描述质点在空间的位置 r 直角坐标描述 O xyz r x i y j z k x y z P O r i j k
大学物理 质点的运动方程 F随时间变化的函数F=7()称为质点的运动方程 在直角坐标系中,质点运动方程的具体形式为 x()7+y(t)j+z(1)k 质点运动的轨迹方程 由上式写出对应的参数方程 x=x(t)消去参数t质点运动 y=y 的轨迹方 z=z(t 程 第10页共31页
大学物理 第10页 共31页 由上式写出对应的参数方程 ( ) ( ) ( ) z z t y y t x x t 消去参数 t 质点运动 的轨迹方 程 质点的运动方程 质点运动的轨迹方程 在直角坐标系中，质点运动方程的具体形式为 r x t i y t j z t k ( ) ( ) ( ) r 随时间变化的函数 称为质点的运动方程。 r r(t)