质点运动学.ppt
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1、1,第一章 质点运动学,1.1 质点的模型 参考系和坐标系,1.3 曲线运动,1.4 相对运动,1.2 质点运动的描述,2,1.1 质点的模型 参考系和坐标系,参考系和坐标系,1.运动的相对性,,物体,理想模型,参考系:描述物体运动,选作参考的物体或物体系。,2.运动学中,参考系可任选,参考系不同,物体的运动形式(如轨迹、速度等)可不同。,3.常用参考系:,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,“质点”,必须选取参考系。,3,1.2 质点运动的描述,O,y,x,z,n,A,B,机械运动研究,坐标系:,固结在参考系上的一组有刻度的射
2、线、曲线或角度。,1.坐标系是参考系的数学抽象。,2.参考系选定后,坐标系还可任选。在同一参考系中用不同的坐标系描述同一运动,物体的运动形式相同,但其运动的数学表述却可以不同。,质点的运动函数或运动方程。,直角坐标系,极坐标系,球坐标系,自然坐标系等,物体(质点)位置随时间的改变。,4,大小:,A,B,M,N,O,问题:,O,y,x,z,p,n,A,B,一、质点的位置矢量(位矢、矢径),二、位移,用来确定某时刻质点位置 (用矢端表示)的矢量。,5,(瞬时)速度:,平均速度:,方向:,大小:,三、速度,速度:,速率: 速度的大小(标量),运动快慢的程度和方向。,A,B,运动轨道的切线方向,指向运
3、动的前方。,O,6,四、加速度,加速度:,平均加速度:,方向:,(瞬时)加速度:,指向运动曲线凹下的一侧。,Z,X,Y,O,A,B,由速度改变量的方向来决定。,描写速度的大小和方向的变化。,7,质点运动学中的正反问题:,质点运动状态,位矢,瞬时速度矢量,质点运动状态变化,已知位置(运动函数),求速度,(求导),求速度,求位置(运动函数),(积分),(运动方程),位移,瞬时加速度矢量,求加速度,正问题:,已知加速度,反问题:,8,例1. 加速度为恒矢量时的质点运动,为恒矢量(大小和方向都不变),由,位移,瞬时速度矢量,位矢,初始条件(t =0),已知:,求:,解:,9,矢量式,分量式,瞬时速度,
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