PPT《力学》

力学力学的研究对象是机械运动,也就是宏观物体之间或物体内各部分之间相对位置的移动.

它是物理学的重要基础. 主要参考教材: 《力学》杨维宏编 中国科学技术大学出版社《力学》程稼夫编 科学出版社《力学》郑永令 贾起民编 高教出版社《力学》赵凯华 罗蔚茵编 高教出版社《力学》钟锡华 周岳明编 北京大学出版社 笫一章 质点运动学 ㈠ 参考系 质点㈡ 描述质点运动的物理量㈢ 运动学中的两类问题㈣ 平面极坐标系的运用㈤ 自然坐标系的运用㈥ 相对运动和伽利略变换 目录运动本身是绝对的, 而对运动的描述是相对的;

运动的相对性决定描述运动必须选择参考系;

参考系可任选, 不同参考系中物体的运动形式 (如轨迹、速度等)可以不同. ㈠ 参考系和 质点 太阳参考系(太阳 恒星参考系) 地心参考系(地球 恒星参考系) 地面参考系或实验室参考系 质心参考系 常用参考系 参考系:描述物体运动而选作参考的物体或物体系.

一、参考系 质点运动学研究机械运动的描述,不追究运动发生的原因. 坐标系: 固结在参考系上的一组有刻度的射线, 曲线 或角度. 坐标系为参考系的数学抽象. 参考系选定后, 坐标系还可任选.

二、时间和空间 物体的运动是在时间和空间中进行的, 运动不能脱离空间, 也不能脱离时间. 对运动的描述定量化, 需要建立空间的坐标系和时间的坐标轴. 直角坐标系( x , y , z ) 球极坐标系( r,θ, ? ) 柱坐标系 (?, ?, z ) 自然坐标系( 常用坐标系 在牛顿力学范围内,空间与时间是脱离物质与运动的独立存在;

空间是延伸到整个宇宙的容纳物质的三维平直框架,时间则犹如一座始终均匀运转着的钟.近代的相对论则表明,空间、时间是与物质及其运动紧密联系的.牛顿力学的绝对时空观只是实际时空性质的一种近似. ① 时间的单位和标准 1967年国际计量大会规定,把铯-133原子基态两个精细能级之间跃迁所相应的辐射周期的9

192 631 770倍,定义为1s的时间间隔.称为原子时. ②长度的单位和标准 1983年国际计量大会通过了 m 的新定义: m是光在真空中1/299

792 458s的时间间隔内所经路径的长度

三、质点 2. 质点模型抽象条件 形状、大小不起作用的运动, 如平动;

物体线度远小于研究的尺寸, 如地球公转. 质点突出了 物体具有质量 和 物体占有位置 两个特征. 3. 建立模型的意义 对事物的认识总是从简单入手的;

复杂问题只有忽略次要因素, 才能突出主要因素, 找到其运动规律. 1. 质点的定义 只具有质量而没有大小和形状的理想物体. 问题:把物体抽象为质点的物理本质是什么?

一、位置矢量(或矢径) ㈡ 描述质点运动的物理量 o 从坐标原点指向空间点的有向线段, 用来确定某时刻质点位置的矢量. 1. 位矢定义 2. 直角坐标系中的数学表示 大小: 方向: P( t ) z x y 质点在一段时间内位置的改变叫做它在这段时间内的位移.

二、位移矢量 1. 位移定义 位移是位矢的增量,是时间和时间间隔的函数.与位矢不同的是,一旦参考系选定了,位移就与参考点的选择无关了. y z P2 P1 o ΔS x o Δr Δr 2. 直角坐标系中的数学表示 大小: 方向:

三、 速度矢量 平均速率 瞬时速度 平均速度 1. 速度 瞬时速率 y z P2 P1 o ΔS x 大小: 方向: 注意: 速度的相对性和瞬时性 速度的矢量性(叠加性和分解性) 速度方向沿轨迹切线 2. 直角坐标系中的数学表示