1-1质点运动的描述ppt

大学基础物理,第一章质点运动学

●物理学是研究物质性质、运动规律及其相互作用的学科。 ●物理学拓展我们认识自然的疆界、扩展和提高我们对其 他学科的理解，是技术进步最重要的基础。 ●物理教育为科学和技术培养训练有素的人才。 ●物理学的进步对社会发展和人类生活的改善有不可估量

的影响。

大学基础物理,第一章质点运动学

第一章质点运动学 1 – 1 质点运动的描述 21世纪物理科学发展展望李政道

19世纪末20世纪初，物理科学中有两个相当重要的科学发现。一个是迈克耳孙—莫雷实验。这个实验证明，光顺着地球运动和 逆着地球运动的速度是完全一样的。另外一个是普朗克的一个公 式，炽热的物体放光时，会有不同的波长，普朗克对波长的分布 提出一个猜测公式，与实验很好地符合。这两个问题用经典的理 论和方法是无法解决的。这两个发 现虽然都很稀奇，但当时它们 同日常生活并没有什么直接联系。

大学基础物理,第一章质点运动学

第一章质点运动学 1 – 可是不久以后，即从第一个发现产生了狭义相对论，从第 1 质点运动的描述二个发现产生了量子力学。到1925年，人们对这两个领域(即 狭义相对论和量子力学) 已完全了解了。由此又发展出原子构 造、分子构造、核能、激光、半导 体、超导体、X光，

有关质点运动的描述

1-1

质点运动的描述

本章首先借助矢量语言对质点的运动给予简洁而完备的描述， 然后利用微积分求解质点的运动学方程； 最终解决运动学中的两类问题。

有关质点运动的描述

1-1

质点运动的描述

一1

参考系

质点

参考系 为描述物体运动而选的标准物.

2 质点 物体大小和形状的变化对其运动的影 物体能否抽象为质点，视具体情况而定. 响可忽略时的理想模型.地球 太阳

地——日间距： 1.5 ×108 km 地球半径： 6.37 × 103 km

有关质点运动的描述

1-1

质点运动的描述

二

1 位置矢量 r大小： r

位置矢量

运动方程yy

位移 r

r xi yj zk

*P

x y z2 2

2

z

o xz cos r

x

方向：x cos r

zy cos r

有关质点运动的描述

1-1

质点运动的描述

2

运动方程 r ( t ) x ( t ) i y ( t ) j z ( t ) kx x (t )

分量式 y y (t )z z (t )

yy (t )

r (t )

Px (t )

从上式中消 去参数 t 得质点 的轨迹方程.

大学物理

1-1 质点运动学基本概念 11-1 电荷

1.1.1 参考系 参考系：用来描述物体运动而选作参考的物体或相 对静止的物体系。 运动描述的相对性决定描述物体运动必须选取参考系 在运动学中，参考系可任选，但以描述方便为原则

不同参考系中，对物体运动的描述(如轨迹、速 度等)不同运动描述的相对性第 11 第 1章 章 静电场 质点运动学

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1-1 质点运动学基本概念 11-1 电荷

选不同的参照系，运动的描述是不同的。

月亮 月亮 地球 以地球为参照系 以太阳为参照系

地球轨道太阳

第 11 第 1章 章 静电场 质点运动学

大学物理

1-1 质点运动学基本概念 11-1 电荷

人们常用的几种参考系:太阳参考系(太阳 ─ 恒星参考系) 地心参考系(地球 ─ 行星参考系) 地面参考系(实验室参考系) *质心参考系第 11 第 1章 章 静电场 质点运动学

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1-1 质点运动学基本概念 11-1 电荷

1.1.2 坐标系 坐标系：由固结在参考系上的一组有刻度的射线、 曲线或角度表示。 坐标系为参考系的数学抽象(两者相对静止)

坐标系可任选，以描述方便为原则 在同一参考系中，用不同的坐标系描述同一物体 的运动时，其数学表述不同-与坐标系的

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第一部分 力学1 什么是力学力学 研究机械运动及其规律的科学. 机械运动 是指物体之间或物体各部分之间发生的相对位置 的变化.

2 力学的分类按研究内容分 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 质点力学——研究对象为质点 刚体力学——研究对象为刚体

按研究对象分

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3 数学工具 微积分和矢量 4 力学的总框架力学运动学 动力学

牛顿定律守恒定律

动量守恒定律 机械能守恒定律 角动量守恒定律

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第二章

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运动学是研究物体位置随时间变化规律的力学内容. 自然界中的一切物质都处于运动之中.宏观物体的机械运动 分子热运动 电磁运动 微观粒子的运动 各种场的变化

物质的运动形式

宏观物体的机械运动是最常见的一种运动，其中最基本、最简单 的运动形式有平动和转动，其他复杂的运动都可看成是平动和转 动的叠加.描述质点运动的基础:参考系、坐标系、质点、刚体 质点运动状态的描述:位置、位移、速度、加速度 质点运动方程:质点运动学的核心

主要内容

刚体定轴转动的规律:角速度、角加速度、刚体上各点的 速度、切向和法向加速度 运

【精品】高中物理第一章运动的描述1-1质点参考系空间时间练习2含解析教科版必修1

[随堂基础巩固]

1．学习了时刻与时间，甲、乙、丙和丁四位同学发表了如下一些说法，正确的是( )

A．甲说，下午2点上课，2点是我们上课的时刻

B．乙说，下午2点上课，2点是我们上课的时间

C．丙说，下午2点上课，2点45分下课，上课的时刻是45分钟

D．丁说，2点45分下课，2点45分是我们下课的时间

解析：下午2点上课，2点45分下课，这都是指一瞬间，是时刻，A正确，B错误；上课历时45分钟是指一段时间间隔，是时间，C、D错误。

答案：A Array

2.宋代诗人陈与义乘着小船在风和日丽的春日出

游曾写下了一首诗，其中的两句是“卧看漫天云不动，

不知云与我俱东”，表达了他对运动相对性的理解。诗中这两句涉及的参考系分别是( )

A．岸和船B．船和岸图1－1－5

C．都是岸D．都是船

解析：“卧看漫天云不动”是以船为参考系的，“不知云与我俱

东”是以岸为参考系的，故B正确。

1 / 3

答案：B

3．下列各种运动物体中，能被视为质点的是( )

①做花样滑冰的运动员

②研究运动中的人造地球卫星的轨迹

③转动着的砂轮

④顺水漂流的小船

A．①② B．②③

C．②④ D．③④

解析：如果物体的大小和形状对所研究的

专题一 运动学 知识结构：

定义：用来代替物体的只有 ，没有 和 的点，是 模型 质点 三个概念 参考系 条件： 定义： 选定原则： 坐标系：定量描述物体的 时间、时刻是 量 物理意义：表示物体 运动的描述 位移 定义： 表示方法： 用 的变化 表示位移 物理意义： 定义： 速度 公式： (位移的变化率) 单位： 速度是 量：方向就是 平均速度与瞬时速度、速度与速率 物理意义：表示物体 加速度 定义： 公式： 单位： 加速度是 量：方向与

大 学 物 理 作 业

（一）

质点运动学与牛顿运动定律

班 级

.

姓 名

.

学 号

.

成 绩

.

一、选择题

【 】1. 质点作曲线运动，在时刻t质点的位矢为r，t至(t＋Δt)时间内的位移为?r， 路程为Δs，位矢大小的变化量为Δr ( 或称?|r|)。根据上述情况，则必有

(A) ?r= Δs = Δr

(B) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= ds ≠ dr (C) ?r≠ Δr ≠ Δs，当Δt→0 时有dr= dr ≠ ds (D) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= dr = ds

【 】2. 如图所示，质点作匀速圆周运动，其半径为R，从A点出发，经半个圆周而到达B点，则在下列表达式中，不正确的是

(A) 速度增量Δv?0，速率增量Δv?0 (B) 速度增量Δv??2vj，速率增量Δv?0 (C) 位移大小|Δr|?2R，路程s?πR

??????????y?vA???BAx?vB???(D) 位移Δr??2Ri，路程s?πR

【 】3. 一质点作曲线运动时，r表示位置矢量，s表示路程，aτ表示切

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（一）

质点运动学与牛顿运动定律

班 级

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姓 名

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学 号

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成 绩

.

一、选择题

【 】1. 质点作曲线运动，在时刻t质点的位矢为r，t至(t＋Δt)时间内的位移为?r， 路程为Δs，位矢大小的变化量为Δr ( 或称?|r|)。根据上述情况，则必有

(A) ?r= Δs = Δr

(B) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= ds ≠ dr (C) ?r≠ Δr ≠ Δs，当Δt→0 时有dr= dr ≠ ds (D) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= dr = ds

【 】2. 如图所示，质点作匀速圆周运动，其半径为R，从A点出发，经半个圆周而到达B点，则在下列表达式中，不正确的是

(A) 速度增量Δv?0，速率增量Δv?0 (B) 速度增量Δv??2vj，速率增量Δv?0 (C) 位移大小|Δr|?2R，路程s?πR

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??

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【 】3. 一质点作曲线运动时，r表示位置矢量，s表示路程，aτ表示切

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（一）

质点运动学与牛顿运动定律

班 级

.

姓 名

.

学 号

.

成 绩

.

一、选择题

【 】1. 质点作曲线运动，在时刻t质点的位矢为r，t至(t＋Δt)时间内的位移为?r， 路程为Δs，位矢大小的变化量为Δr ( 或称?|r|)。根据上述情况，则必有

(A) ?r= Δs = Δr

(B) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= ds ≠ dr (C) ?r≠ Δr ≠ Δs，当Δt→0 时有dr= dr ≠ ds (D) ?r≠ Δs ≠ Δr，当Δt→0 时有dr= dr = ds

【 】2. 如图所示，质点作匀速圆周运动，其半径为R，从A点出发，经半个圆周而到达B点，则在下列表达式中，不正确的是

(A) 速度增量Δv?0，速率增量Δv?0 (B) 速度增量Δv??2vj，速率增量Δv?0 (C) 位移大小|Δr|?2R，路程s?πR

??????????y?vA???BAx?vB???(D) 位移Δr??2Ri，路程s?πR

【 】3. 一质点作曲线运动时，r表示位置矢量，s表示路程，aτ表示切

第1章 质点运动学

学习指导

一、学习基本要求

1. 熟练掌握位置矢量、位移、速度和加速度等描述质点运动的基本物理量，明确它们的相对性、瞬时性、矢量性和独立性。

2.能借助于直角坐标系在平面内运动时的速度、加速度及借助于自然坐标系计算质点做圆周运动时的角速度、角加速度以及切向加速度和法向加速度。

3. 熟练掌握求解质点运动学中的两类问题，即由运动方程求速度、加速度和由速度或加速度结合初始条件求运动方程。

4. 了解相对运动和相对速度。

二﹑知识框架 描述质点运动的基本物理量 线量 质点运动的描述 运动学的两类问题 描述质点运动的 基本规律 角量 运动的叠加性 1. 角位置 θ 2. 角位移 ?θ 3. 角速度 : d? ?=dt 1. 位置矢量 r=xi+yj+zk 大小 r? x2?y2?z2 运动的相对性: xyzcos?=,cos?=方向cos?= , rrr 2. 位移 ?r=?xi+?yj+?zk 学习时要注意位移与路程概念的不同. 3.速度 v=v xi+vyj+vzk v1?3=v1?2+v2?3 4. 角加速度: 2 ?=d??d? 2dtdt 角量