第一篇 力学 (Mechanics
第一篇 力学 (Mechanics)
力学是研究物体机械运动规律的一门学科。 机械运动是指物体位置随时间的变动。例如：日 出日落，潮涨潮消，“鹰击长空，鱼翔浅底”等， 都是机械运动。 力学分为运动学和动力学。运动学讨论的是 如何描述机械运动，而不涉及引起运动变化的原 因。动力学探讨运动发生变化的原因，即动力学 研究的是物体间的相互作用对机械运动的影响。 机械运动是物质运动最简单、最基本的初级 运动形态，几乎在物质的一切运动形式中都包含 有这种运动形式，因而力学是学习物理学和其他 学科的基础，也是近代工程技术的理论基础。特 别是在机械、建筑、水利、造船，甚至航空航天 技术中，力学起着基础理论的作用
力学分为运动学和动力学。运动学讨论的是 如何描述机械运动，而不涉及引起运动变化的原 因。动力学探讨运动发生变化的原因，即动力学 研究的是物体间的相互作用对机械运动的影响。 力学是研究物体机械运动规律的一门学科。 机械运动是指物体位置随时间的变动。例如: 日 出日落，潮涨潮消, “鹰击长空，鱼翔浅底” 等, 都是机械运动。 机械运动是物质运动最简单、最基本的初级 运动形态, 几乎在物质的一切运动形式中都包含 有这种运动形式, 因而力学是学习物理学和其他 学科的基础, 也是近代工程技术的理论基础。特 别是在机械、建筑、水利、造船, 甚至航空航天 技术中，力学起着基础理论的作用
第一篇力学 Mechanics 第1章质点运动学 第2章牛顿运动定律 第3章动量角动量 第4章功和能 第5章 刚体的定轴转动 第6章狭义相对论
第一篇 力学 Mechanics 第1章 质点运动学 第2章 牛顿运动定律 第3章 动量 角动量 第4章 功和能 第5章 刚体的定轴转动 第6章 狭义相对论
第一篇 力学 第1章 质点运动学
第一篇 力学 第1章 质点运动学
第1章质点运动学 Kinematics of Particles 第1节参考系质点 第2节位置矢量位移 第3节速度加速度 第4节相对运动
第1章 质点运动学 第1节 参考系 质点 第3节 速度 加速度 第4节 相对运动 第2节 位置矢量 位移 Kinematics of Particles
第1节参考系质点 Reference Frame and Particles 1.参考系 在描述一个物体的运动时，选作参考的其 它物体称为参考系，也称参照系。 参考系的选择原则上是任意的。但参考系不同， 对运动的描述可能是不同的。 选定参考系后，还只能对物体的机械运动作定性 描述。为了定量地说明一个质点相对于此参考系 的位置，还必须在参考系中建立固定的坐标系。 坐标系是参考系的数学抽象
第1节 参考系 质点 Reference Frame and Particles 参考系的选择原则上是任意的。但参考系不同， 对运动的描述可能是不同的。 1. 参考系 在描述一个物体的运动时，选作参考的其 它物体称为参考系, 也称参照系。 选定参考系后，还只能对物体的机械运动作定性 描述。为了定量地说明一个质点相对于此参考系 的位置，还必须在参考系中建立固定的坐标系。 坐标系是参考系的数学抽象。 1
2.质点 忽略物体的大小和形状，而将其抽象为一 个有质量而无大小和形状的几何点，这样的物 体称为质点。 一个物体能否看作质点关键并不在于物体 本身的大小，而是取决于此物体的线度在运动 中所起的作用，当作用很小时才能视为质点。 在许多问题中，物体大小和形状不能忽略， 这时整个物体不能当作质点看待，但质点的概 念仍然十分有用。因为可以把物体视为由许多 小体积元组成，每个体积元都小到可以按质点 来处理，则整个物体可以看成是由若干质点组 成的系统。这样，以对质点运动的研究为基础， 可以研究任意物体的运动。 2
2. 质点 忽略物体的大小和形状，而将其抽象为一 个有质量而无大小和形状的几何点，这样的物 体称为质点。 一个物体能否看作质点关键并不在于物体 本身的大小, 而是取决于此物体的线度在运动 中所起的作用, 当作用很小时才能视为质点。 在许多问题中, 物体大小和形状不能忽略, 这时整个物体不能当作质点看待, 但质点的概 念仍然十分有用。因为可以把物体视为由许多 小体积元组成, 每个体积元都小到可以按质点 来处理, 则整个物体可以看成是由若干质点组 成的系统。这样, 以对质点运动的研究为基础, 可以研究任意物体的运动。 2
第2节 位置矢量位移 Position Vector and Displacement 1.位置矢量（位矢）产=r(t), z(t) P(t) 在直角坐标系中 r(t/ F(t)=xi+ x=x(t) (t) y=y(t) x(t) (3=zt) F大小：川=r=2+2+2 方向： c0sa=cosB=}c0sy=名
1. 位置矢量(位矢) x · z z( t ) y( t ) x( t ) r( t ) P( t ) y o ( ) r r t e = r r t xi yj zk ( ) = + + i j k 2 2 2 r r x y z = = + + 方向： cos y r = cos z r cos = x r = x= x(t) y= y(t) z= z(t) 大小： r 第2节 位置矢量 位移 在直角坐标系中 Position Vector and Displacement 3
F0=xi+j+水 z(t) P() 质点运动方程 x=x(t) y=y(t) y(t) (z=t) (t) X 轨迹方程的参数方程 消去t得到的是轨迹方程 4
x= x(t) y= y(t) z= z(t) ——质点运动方程 ——轨迹方程的参数方程 r t xi yj zk ( )= + + 消去t 得到的是轨迹方程 4 x · z z( t ) y( t ) x( t ) r( t ) P( t ) i o y j k
例1.已知质点的运动方程 i=4sin平tj+4cos孕tk(m) 求：轨迹方程。 解：由运动方程可知 x=0 y=Asin 4 =4cos孕1 消去t得轨迹方程为y2+z2=42(m) 5
例1. 已知质点的运动方程 4sin 4cos (m) 4 4 r t j t k = + 求：轨迹方程. 解：由运动方程可知 x = 0 y sin t 4 4 = z cos t 4 4 = 消去 t 得轨迹方程为 2 2 2 y z + = 4 (m) 5