《華中科技大學(xué)大學(xué)物理運(yùn)動(dòng)學(xué)ppt課件.ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《華中科技大學(xué)大學(xué)物理運(yùn)動(dòng)學(xué)ppt課件.ppt（27頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、1,大學(xué)物理,朱 佑 新,2,境 自 遠(yuǎn) 塵 皆 入 詠物 含 妙 理 總 堪 尋,乾隆題頤和園寶云閣,物理,英文單詞：Physics，希臘文（自然）；,古代儒學(xué)：格物致知；,現(xiàn)代漢語：悟物窮理。,物物質(zhì)世界理普遍規(guī)律,3,物理學(xué)是研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律的學(xué)科。是一項(xiàng)激動(dòng)人心、并為人類文明作出巨大貢獻(xiàn)的智力探險(xiǎn)活動(dòng)。,是學(xué)習(xí)一切工程技術(shù)知識(shí)的基礎(chǔ)課,物理學(xué),是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的最有效的基礎(chǔ)課,是21世紀(jì)迎接新技術(shù)革命的必修課,描述方式的轉(zhuǎn)變:,算術(shù)法 微元法,標(biāo)量 矢量,思維模式的轉(zhuǎn)變:,4,2、作業(yè)要認(rèn)真獨(dú)立完成！每周二課前交作業(yè)；,1、勤、思、練、記 ；,要求和說明:,7、 Mail:

2、 公共： 密碼：est2008,5、各班選定課代表；,3、總成績考試80作業(yè) 20；,作業(yè)缺1/3者，總成績0,1)大學(xué)物理學(xué)（第二版），張三慧，清華版,2)大學(xué)物理學(xué)習(xí)與解題指導(dǎo)，湯均民，華工版,5,第一篇 力學(xué),研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。,整個(gè)物理學(xué)的基石,第1章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué),一、幾個(gè)基本概念,1、質(zhì)點(diǎn),只有質(zhì)量而無大小和形狀的幾何點(diǎn),2、空間、時(shí)間與運(yùn)動(dòng),是事物的次序性的體現(xiàn),是物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)的廣延性和持續(xù)性的反映,理想模型,6,3、參考系、坐標(biāo)系,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)：描述質(zhì)點(diǎn)（物體）的位置隨時(shí)間的變化。,參考系:,參照空間,與參照空間固連的鐘,坐標(biāo)系：,固定在參照空間的一組坐標(biāo)軸。,+,大?。?1、

3、位置矢量：,二、描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量,矢徑,方向：,動(dòng)畫,7,2、運(yùn)動(dòng)方程和軌跡方程,運(yùn)動(dòng)方程：,分量式：,消去t ，得 f ( x, y, z )=0，稱為質(zhì)點(diǎn)的軌跡方程。,如：,軌跡方程為：,平面圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的疊加原理,8,3、位移,描述質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的大小和方向的物理量。,內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為：,A,B,矢量,其大小為AB的距離,方向從A指向B,注意：,位移與路程的區(qū)別：,(1)位移是矢量，路程是標(biāo)量。,(2)兩點(diǎn)間位移是唯一的。,當(dāng)t0時(shí)：,(3)位移的大小與路程一般不等。,9,4、速度,描述質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的快慢和方向的物理量。,內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度：,矢量，沿位移方向,瞬時(shí)速度（速度）,矢量

4、，,單位：米/秒m/s or ms-1,沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。,國際單位制（SI）,10,直角坐標(biāo)系中的分量式：,速度的大?。?速率,（路程對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)）,速度的合成,11,瞬時(shí)加速度：,5、加速度,描述質(zhì)點(diǎn)速度變化的快慢和方向的物理量。,內(nèi)，速度增量,內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均加速度：,矢量，沿 方向,單位：米/秒2m/s2 or ms-2,12,6、用自然坐標(biāo)系研究平面曲線運(yùn)動(dòng),切向：質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的方向,2)、自然坐標(biāo)系中的速度和加速度,1)、自然坐標(biāo)系：,法向：與切向垂直，指向曲線凹的一面。,速度：,加速度：,為單位矢量， 其大小不變，但方向改變。,可以證明:,?,13,法向加速度：,切向加速度：,曲線運(yùn)

5、動(dòng)總有法向加速度。,加速度的大?。?方向：,與 夾角。,反映速度大小變化引起的加速度；,與 反向。,反映速度方向變化引起的加速度。,直線運(yùn)動(dòng)：,14,注意：,3)、圓周運(yùn)動(dòng)：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角量描述,其速率稱為線速度,角速度：,單位：,或,角加速度：,單位：,(2) 的方向總是指向曲線的凹側(cè)。,15,角量和線量的關(guān)系：,角量： ， ，,線量：,*勻變速率圓周運(yùn)動(dòng)：,常量,常量,*勻速率圓周運(yùn)動(dòng)：,向心加速度,常量,角量的變化規(guī)律與勻變速直線運(yùn)動(dòng)中線量的規(guī)律相似,16,1）已知,2）已知：,3）已知：,的表達(dá)式不是 t 的函數(shù)時(shí)，如何求解？,7、運(yùn)動(dòng)學(xué)問題的基本類型：,問題：,17,例1、一質(zhì)點(diǎn)沿 x

6、 軸作加速運(yùn)動(dòng): t =0時(shí)，x =x0、v =v0 （1） a = kv ,求任意時(shí)刻的速度和位置v(t)、 x(t)； （2） a = kx , 求任意位置的速度 v(x)。,解：,(2),= kx,= kx,分離變量：,(1),18,例2、一質(zhì)點(diǎn)在oxy平面內(nèi)作曲線運(yùn)動(dòng)，其加速度是時(shí)間的函數(shù)。已知ax=2, ay=36t2。設(shè)質(zhì)點(diǎn)t0時(shí)r0=0, v0=0。求：(1)此質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程；(2)此質(zhì)點(diǎn)的軌道方程，(3)此質(zhì)點(diǎn)的切向加速度。,解：,積分得：,質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：,(2) 消去t，得軌道方程：,拋物線,19,注：若求法向加速度，求曲率半徑 ？,20,例3、一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為 的圓周運(yùn)動(dòng)

7、，其角位移與時(shí)間 的變化規(guī)律是 ，求 時(shí)，它的法向加速度和切向加速度。,解：,21,第4節(jié) 相對(duì)運(yùn)動(dòng),研究的問題: 在兩個(gè)參考系中描述同一物體的運(yùn)動(dòng)。,靜參考系（相對(duì)觀察者靜止）,動(dòng)參考系（相對(duì)靜參考系運(yùn)動(dòng)）,設(shè)有一輛平板車V沿一條平直馬路開行，車中有一小球在運(yùn)動(dòng)。,分別在地面參考系、平板車參考系中討論小球的運(yùn)動(dòng)。,地面參考系（靜）：建坐標(biāo)系S，xoy 固定在地面上，x 軸與馬路平行；,小球A在車上由M運(yùn)動(dòng)到N。,平板車參考系（動(dòng)）：建坐標(biāo)系 ， 固定在車上；,22,在同一時(shí)間 內(nèi)，小球A的運(yùn)動(dòng)：,位移：,位移：,內(nèi)車V在S中的位移為：,23,伽利略速度變換式,速度的相對(duì)性,甲： 靜參考系乙：

8、 動(dòng)參考系丙： 運(yùn)動(dòng)物體,丙對(duì)甲：絕對(duì)速度丙對(duì)乙：相對(duì)速度乙對(duì)甲：牽連速度,24,加速度變換式:,如果 為常量，即靜系和動(dòng)系間相對(duì)作勻速直線運(yùn)動(dòng)，則兩個(gè)系中的加速度相同。,以上討論基于,成立的條件是物體的運(yùn)動(dòng)速率遠(yuǎn)小于真空中的光速。,對(duì)高速運(yùn)動(dòng)物體，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，空間和時(shí)間的測(cè)量與運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)。,相對(duì)論時(shí)空觀,絕對(duì)時(shí)空觀,只是實(shí)際時(shí)空性質(zhì)的一種近似,空間和時(shí)間是脫離物質(zhì)與運(yùn)動(dòng)而獨(dú)立存在,牛頓力學(xué),25,解：,甲： 靜參考系乙： 動(dòng)參考系丙： 運(yùn)動(dòng)物體,地面,A 船,B 船,求：,已知： 、 ,大小？方向？,26,例5、 一人以速率 50 米/分向東前進(jìn)，覺得風(fēng)從正南方吹來，若將其速率增至 75 米/分，則覺是風(fēng)從正東南方向吹來，求風(fēng)速。,解：速度變換式,東,南,由題給條件：,（人為動(dòng)系）,風(fēng)對(duì)地,風(fēng)對(duì)人,人對(duì)地,27,