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1、运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量第一章第一章第一章第一章 质点运动学质点运动学质点运动学质点运动学1.1 描述质点运动描述质点运动的物理量的物理量1运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量1.1 描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量 预备知识预备知识1.1.1 几个基本概念几个基本概念1.1.2 描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量 1.位置矢量位置矢量 2.位移位移 3.速度速度 4.加速度加速度 小结小结返回返回2运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量什么是矢量什么是矢量（向量）（向量）？具有一定具有一定大小大小
2、和和方向方向的量。的量。从几何的观点来看，矢量可以表示为从几何的观点来看，矢量可以表示为有向线段有向线段。在物理学中，矢量常用来代表具有实际含义的某些物理在物理学中，矢量常用来代表具有实际含义的某些物理量，如：量，如：位矢、速度、力、电场强度位矢、速度、力、电场强度矢量可以全面的表矢量可以全面的表达出这些物理量的大小和方向两方面的属性。达出这些物理量的大小和方向两方面的属性。选定了单位之后，线段的选定了单位之后，线段的长短长短就表示矢量的就表示矢量的大小大小，线段的线段的指向指向即表明矢量的即表明矢量的方向方向。单位单位矢量的大小叫做矢量的矢量的大小叫做矢量的模模 大小等于大小等于1的矢量叫做
3、的矢量叫做单位矢量单位矢量（加法符合平行四边形法则加法符合平行四边形法则）3运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量矢量的加法矢量的加法平行四平行四边形法边形法则：则：三角形三角形法则：法则：矢量的减法矢量的减法4运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量x z yOx z yO矢量的正交分解：矢量的正交分解：其中：其中：5运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量若有：若有：则则6运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量质点运动学：描述质点（或物体）的位置随时间的变化。质点运动学：描述质点（或物体）的位置随时间的变化
4、。1.参照系（参考系）参照系（参考系）在描述物体的运动时，用来作参照的物体或相在描述物体的运动时，用来作参照的物体或相对静止的物体系。对静止的物体系。2.坐标系坐标系（与参照系相对静止）（与参照系相对静止）3.质点质点代表物体的具有质量的点（一个抽象的概念）代表物体的具有质量的点（一个抽象的概念）为了定量地描述物体的运动而建立为了定量地描述物体的运动而建立1.1 描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量 几个基本概念几个基本概念返回返回7运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量1.位置矢量：位置矢量：描述质点在某一时刻的空间位置。描述质点在某一时刻的空间位置。z yxP(x
5、,y,z)x z y0某时刻某时刻t，质点，质点P 的位矢为的位矢为描述描述 随随t 变化规律的表达式称为质点的变化规律的表达式称为质点的运动学方程运动学方程:大小：大小：方向：方向：（矢量形式）（矢量形式）x z yO 描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量8运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量2.位移：位移：定义：定义：质点在某一时间段内位置的改变量。质点在某一时间段内位置的改变量。位移大小：位移大小：方向：方向：描述质点位置的变化。描述质点位置的变化。运动学方程的运动学方程的标量形式：标量形式：消去消去t，即得，即得轨道方程轨道方程：返回返回9运动的描述运动的描
6、述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量注意：注意：（1）位移与）位移与位置矢量位置矢量大小的变化量大小的变化量的区别的区别（2）位移与路程的区别）位移与路程的区别S P2 P1O一般情况：一般情况：只有当只有当.质点作直线单向运动。质点作直线单向运动。.返回返回10运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量描述质点位移变化的快慢程度。描述质点位移变化的快慢程度。（1）平均速度：）平均速度：大小：大小：方向：方向：（2）瞬时速度：）瞬时速度：速度速度方向方向沿轨道切线并指向质点前进方向沿轨道切线并指向质点前进方向3、速度、速度11运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述
7、质点运动的物理量令令:则则速度大小：速度大小：（速率）（速率）速度方向：速度方向：12运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量平面运动（二维）情况：平面运动（二维）情况：大小：大小：方向：方向：一维运动情况：一维运动情况：常采用常采用标量标量形式形式表示质点向表示质点向 x 轴负向运动轴负向运动表示质点向表示质点向 x 轴正向运动轴正向运动OO13运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量（3）速率：速率：速度的大小称为速率速度的大小称为速率 为位移为位移 为路程为路程即，速率为即，速率为路程路程对时间的变化率对时间的变化率平均速率：平均速率：注意：注意：
8、一般情况下一般情况下即平均速率一般即平均速率一般不等于不等于平均速度的大小平均速度的大小返回返回14运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量4、加速度、加速度描述质点速度变化的快慢程度。描述质点速度变化的快慢程度。(1).平均加速度平均加速度:(2).瞬时加速度瞬时加速度:(引入方法与速度相同引入方法与速度相同)正交分解式：正交分解式：15运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量大小：大小：方向：方向：平面运动情况：平面运动情况：大小：大小：方向：方向：一维运动情况：一维运动情况：加速度用加速度用标量表示标量表示返回返回16运动的描述运动的描述描述质点运
9、动的物理量描述质点运动的物理量已知：已知：求求(1).t=3 s 时的速度；时的速度；(2).1s 4s 内的平均速度。内的平均速度。解：解：(1).(2).例例117运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量一质点运动轨迹为抛物线一质点运动轨迹为抛物线求：求：x=-4 m 时（时（t 0)质点的质点的速度、速率、加速度。速度、速率、加速度。解：解：例例2x=-4m 时时 t=2s18运动的描述运动的描述描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量例例3已知质点运动的加速度为已知质点运动的加速度为:求：任一时刻质点的位置求：任一时刻质点的位置(运动方程运动方程)?解解:返回返回19小结：小结：1、基本概念：质点、参照系、坐标系、基本概念：质点、参照系、坐标系2、描绘质点运动的物理量：、描绘质点运动的物理量：（1）位置矢量：）位置矢量：运动学方程：运动学方程：运动学方程的运动学方程的标量形式：标量形式：消去消去t，即得，即得轨道方程轨道方程：x z yO20（2）位移：）位移：（3）速度：）速度：平均速度：平均速度：瞬时速度：瞬时速度：（4）加速度：）加速度：平均加速度平均加速度:瞬时加速度瞬时加速度:速率：速率：返回返回21