r r (t t ) r (t )
具有瞬时性, 相对性
A
r (t )
r
s
B
2 路程: 运动轨迹的长度,是标量.
O
r (t t )
A
s AB
注
意
r r d r d r
增量的大小不等于大小的增量！
s r
r B
s r , ds dr
•四个物理量 位置、位移、速度、加速度矢量
1.1 质点运动的描述
一 参考系 坐标系 质点 描述物体的运动的方法： • 首先要选择参照系; • 在参照系建立一个坐标系; • 为参照系设置校准的时钟; • 建立物体的质点模型. □
二 位置矢量
运动方程(函数)
1 位置矢量 简称位矢，从原点O到质点所在的位置 P点的有向线段. z
ˆ ˆ yj ˆ zk 直角坐标系 r＝xi
大小
r
x y z
2 2
2
ˆ k

O
r
P (x,y,z)
方向
cos x r y cos r cos z r

ˆ j
iˆ
x
y
特性
瞬时性:不同时刻,质点的位矢一般不同. 相对性:相对于不同的参照系, 位矢不同.
三 学习要求 • • • • 课前预习； 上课认真听讲[、记笔记]； 课后认真复习，独立完成作业，按时交作业; 记住基本的概念，会推导重要的公式。□
Classical Mechanics
(牛顿力学)
经典力学篇
1 经典力学的总框架 运动学 力学 动力学 牛顿 (力的瞬时效应) 定律 动量守恒定律
dx dy dz
2 2
2
有限位移大小与路程不相等，无限小位移大小与路程相等！
四 速度和速率 1 平均速度
r v t
A
r (t )
r
s
B
方向 与位移方向相同
O
r (t t )
2 瞬时速度
亦称即时速度 r r (t t ) r (t ) dr lim lim 定义 v t 0 t t t 0 dt dx ˆ dy ˆ dz ˆ ˆ v i j k vx iˆ vy ˆ j vz k dt dt dt
2 2 2 大小 v v vx v y vz
瞬时性，相对性
方向: 沿着运动轨迹的切线方向.
dx vx dt dy vy dt dz vz dt
3 平均速率
4 瞬时速率
s v t
ds s v lim t 0 t dt
教 材 大学物理学, 武汉理工大学出版社, 2008, 汪晓元等编 参考书 1. 大学物理学, 清华大学出版社, 张三慧 2. 大学物理学, 北京邮电大学出版社, 赵近芳 3. 物理学教程, 高等教育出版社, 马文蔚 4. Fundamentals of Physics, D. Halliday, R. Resnick & J.
dr (t ) 取值情况)： v (t ) dt
质点的状态可用运动函数来描述. 运动学的重要任 务之一，就是找出各种具体运动所遵循的运动方程。
3 轨道方程
质点运动所经过的路径称为运动的轨道(迹) 。 从运动方程中消去时间t即得到运动的轨道(迹)方程。 按照运动轨迹命名物体的运动 轨迹是直线——直线运动 轨迹是曲线——曲线运动
2 运动方程 位置矢量是时间的函数
ˆ ----矢量形式 ˆ y(t ) ˆ r＝r (t ) x(t )i j z(t )k x x(t ) 运动方程(函数) y y (t ) ----标量形式 z z (t )
p mv
运动函数描述了质点的状态(体系的全的运动方程 r v0 ti gt j 2 x v0t 解：先写出标量方程 1 2 y gt 2 g 2 消去时间t得到轨迹方程为 y 2 x 2v0
三 位移和路程 简称位移, 由始点到终点的有向线段AB, 1 位移矢量 是描述质点位置变化的物理量。
牛 顿
爱 因 斯 坦
一 物理学及其研究对象 1 什么是物理学？ 物理学是研究物质运动规律及其相互作用的科学. 2 物理学的研究对象 • 机械运动 • 原子和原子核运动 • 分子热运动 • 其它微观粒子运动 • 电磁运动 二 学习物理学的必要性 • 系统的学科, 基础课, 必修课; • 打好必要的物理基础; • 学习科学的思想方法和研究问题的方法, 实现三 个提高: 科学实验的能力 抽象思维的能力 计算能力
Walker, John Wiley & Sons, Inc., 2001
5. University Physics, R. L. Reese, China Machine Press , 2002 练习册 大学物理练习册, 武汉理工大学教材中心
伽 利 略
意大利物理学家和天文学家，实验物理学的先驱者， 提出著名的相对性原理、惯性原理、抛体的运动定 律、摆振动的等时性等。《关于两门新科学的对话 和数学证明对话集》总结了他的科学思想以及在物 理学和天文学方面的研究成果。 英国物理学家、数学家、天文学家，经典物理学的 奠基人。《自然哲学的数学原理》总结了前人和他 自己关于力学以及微积分方面的研究成果，其中含 有牛顿运动三条定律和万有引力定律。 否定绝对时空观，创立了狭义相对论和广义相对论。 提出了光量子假设和自激发射和受激发射的概念， 为激光的出现奠定了理论基础；用广义相对论研究 整个宇宙的时空结构，开创了宇宙学研究的新纪元， 导致宇宙膨胀理论的建立。
(力的时间积累效应)
静力学 2 研究对象分类
守恒 定律
机械能守恒定律
(力的空间积累效应)
角动量守恒定律
(力的转动效应)
质点(系)-- 质点力学 刚 体 -- 刚体力学 3 数学工具： 微积分和矢量
第1章 质点运动学
Kinematics of Particles
•二类运动学问题 •三个概念 参考系、坐标系、质点