1、1,帐号： 密码：123456,2,第1章 质点运动学,Kinematics of particles,3,运动学(kinematics),动力学(dynamics),静力学(statics),只描述物体的运动，不涉及引起运动和改变运动的原因。,研究运动与相互作用之间的关系。,研究物体在相互作用下的平衡问题。,牛顿力学只涉及弱引力场中物体的低速运动, 是整个物理学的基础, 广泛应用于工程技术,4,矢量（vector）及其运算：,矢量：有大小、方向，并有下述运算规则,5,3、标量积：,6,不交换！,【思考】下列运算“合法”吗？,一个要用到的公式：,（验证上式的分量式成立即可）,7,1.1 质点的
2、运动函数,参考系,坐标系,质点模型,运动具有相对性：物体运动形式随不同的参考系而不同, “刻舟求剑”的启示,（实际物体）,8,时间t ：用同步钟指示,空间：直角坐标系,运动函数：描述质点的位置随时间的变化,位置矢量（位矢）：,运动函数：,将运动函数中的时间项消去可以得到质点运动的 轨道方程 F(x,y,z)=0。,9,运动函数描述了质点的状态,状态：体系的全部物理量的取值情况,由运动函数,可得到粒子的速度 ，动量,因此，质点的状态可用轨道来描述。,10,1.2 位移和速度,位移（displacement）：,路程（path）：,平均速度（av. velocity）：,平均速率（av. spee
3、d）：,s,11,瞬时速度：,注意：,12,瞬时速率：,切向单位矢量,瞬时速度和瞬时速率的关系：,13,1.3 加速度,14,通过积分求位移和速度：,【思考】把上面两式写成分量形式,15,【例】,16,【例】按图中速度时间的关系曲线,画出路程时间的关系曲线。,解：,17,1.4 匀加速运动,为常矢量,【思考】写出上面积分的分量形式,18,1.5 匀加速直线运动,19,1.6 抛体运动,x,y,20,如果空气阻力很大，或虽然空气阻力可以忽略，但在抛体运动范围内重力加速度变化较大，上述理论都要修正。,抛体的轨道函数：,21,1.7 平面极坐标 圆周运动,一、平面极坐标,单位矢量 ：,单位矢量 ：,
4、r增加的方向。, 增加的方向。,和 都不是常矢量：,1、定义,有心力 问题常在平面极坐标系中处理。,虽然长度都为1，但方向都随P点的位置变化而变化。,22,坐标变换：,23,2、 和 对时间的导数,24,3、平面极坐标中的位矢 速度 加速度,（1）位矢,（2）速度,径向速度：,横向速度：,【思考】圆周运动质点的径向速度和横向速度如何表示？,25,（3）加速度,26,径向加速度：,横向加速度：,【思考】圆周运动的质点的径向加速度和横向加速度如何表示？,27,二、圆周运动,28,1、角量和线量,，若 方向不变,角速度：,线速度：,与 成右手螺旋。,29,2、加速度按法向和切向的分解,切向加速度,
5、法向加速度,切向（横向）,法向（与径向相反）,30,法向（向心）加速度：,由速度方向的改变引起的速度的变化率,沿半径指向圆心,31,切向加速度：,由速度大小的改变引起的速度的变化率,沿切线指向速度增大的方向,32, ：曲率圆的曲率半径,分解成一系列圆周运动,33,例1、由楼窗口以水平初速度v0射出一发子弹，取枪口为原点，沿v0为x轴，竖直向下为y轴，并取发射时t=0.试求： (1)子弹在任一时刻t的位置坐标及轨道方程； (2)子弹在t时刻的速度，切向加速度和法向加速度。,34,(2),与切向加速度垂直,解：(1),与速度同向,35,简谐振动：坐标是时间的正弦函数,其中,匀速圆周运动是它的一个特
6、例。,都不随时间变化。,这些曲线运动的速度？加速度？,振幅,圆频率,初相位,其他曲线运动,36,牛顿对绝对空间和时间的定义：,绝对空间，就其本性而言，与外界任何事物无关，而永远是相似的和不可移动的,Absolut space, in its own nature, without relation to anything external, remains always similar and immovable ,一、牛顿的绝对时空观,1.8 相对运动,37,绝对、真实与数学的时间本身，由于它的本性而均匀流逝，与外界任何事物无关,Absolut, true and mathmatical t
7、ime of itself and from it own nature, flows equally without relation to anything external ,在弱引力、低速（远低于真空光速）运动情况下，绝对时空观符合实验结果。,绝对时空观：对于不同的参考系，长度和时间的测量结果是相同的。,38,二、伽利略变换,Galilean transformation,39,当uc时，由绝对时空观得伽利略变换：,对于不同参考系，长度间隔、时间间隔都相同，矢量可按平行四边形法则叠加。,1、伽利略变换,40,伽利略变换只适用于低速情况。高速情况（u c）必须用洛仑兹（Lorentz）变换：,时间的测量依赖于参考系 长度的测量也依赖于参考系不同参考系中的矢量不能再按平行四边形法则叠加！,伽利略变换是线性的时空的性质,41,2、速度的变换,绝对速度等于相对速度和牵连速度的矢量和。,42,【例】河水向东流速为10km/h,船相对河水向北偏西30o航行，航速为20km/h。此时向西刮风，风速为10km/h。求在船上观察烟囱冒出的烟的飘向（即风相对船的速度方向）。,烟的飘向：向南偏西30o,
