【正文】 為 μ 0，在外力推動(dòng)下， A的加速度為 a，欲使 B在 A上保持不動(dòng)，問(wèn)加 速度 a的范圍應(yīng)為多大？ :牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 解： （ a） 研究對(duì)象 ： B物體 受力分析 ： 重力、靜摩擦力和支持力 運(yùn)動(dòng)分析 ： B和 A一起向右做加速運(yùn)動(dòng) 建坐標(biāo)系，列方程 ： 沿斜面向下 ,x軸；垂直斜面向上， y軸 解方程 ： :牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 （ b） 研究對(duì)象 ： B物體 受力分析 ： 重力、靜摩擦力和支持力 運(yùn)動(dòng)分析 ： B和 A一起向右做加速運(yùn)動(dòng) 建坐標(biāo)系，列方程 ： 沿斜面向下 ,x軸；垂直斜面向上， y軸 解方程 ： :牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 綜上，可知： 討論 ： A、 B之間接觸光滑； 楔角的變化。 作用力和反作用力的作用物體相反，不能抵消。 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的 動(dòng)力學(xué)方程 力的疊加原理： 直角坐標(biāo)系中： ：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 牛頓第三定律： 兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力， 沿同一條直線(xiàn)，大小相等，方向相反。 ：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 牛頓第二定律： 物體 運(yùn)動(dòng)的變化與所加的外力成正比， 并且發(fā)生在該力所沿的直線(xiàn)的方向上。 給出了力的確切定義： 物體之間的相互作用。 ?主要內(nèi)容： 一 個(gè)問(wèn)題：牛頓運(yùn)動(dòng)定律的應(yīng)用 三 個(gè)定律：牛頓第一、二、三定律 三 個(gè)常見(jiàn)力：重力、彈性力、摩擦力 ：牛頓運(yùn)動(dòng)定律 牛頓第一定律（慣性定律）： 任何物體都將保持靜 止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。 ：相對(duì)運(yùn)動(dòng) 問(wèn)題： 同一物體運(yùn)動(dòng)相對(duì)不同參考系的描述之 間存在什么關(guān)系？ 最簡(jiǎn)單情況： 兩參考系平動(dòng)。 解： 如圖建立坐標(biāo)系，我們 拋體運(yùn)動(dòng)分解為 x方向和 y方向 上的分運(yùn)動(dòng)。 α g X Y v O 圖 4 解： 如圖建立坐標(biāo)系，我們 拋體運(yùn)動(dòng)分解為 x方向和 y方向 上的分運(yùn)動(dòng)。 解： 如圖建立坐標(biāo)系 船的位矢可寫(xiě)為： 負(fù)號(hào)表示船的速度 方向沿 x軸負(fù)方向 :質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本問(wèn)題 根據(jù)加速度定義，可得 負(fù)號(hào)表示船的速度 方向沿 x軸負(fù)方向 討論： 注意： 本題雖然沒(méi)有直接給出運(yùn)動(dòng)學(xué) 方程，但是，我們可以根據(jù)題意寫(xiě)出 船的位矢及與其它相關(guān)量的關(guān)系。 （微分方法） 加速度及初始條件 → 速度、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。已知輪緣 上一點(diǎn) A的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為 θ =t22t(SI單位 )，求任一時(shí)刻 t的速度 和加速度。 解： 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速率為： 法向加速度： 切向加速度： 由此，可得任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的加速度大小和方向?yàn)椋? 例： 如圖所示，一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為 R的圓周運(yùn)動(dòng)，其路程用圓弧 表示，令其為 s，它隨時(shí)間的變化規(guī)律為 s=v0t1/2bt2，其中 v0， b均 為正常量，求任一時(shí)刻 t質(zhì)點(diǎn)的加速度。 我們稱(chēng)之為 切向加速度 ， 記為 物理意義 ： 切向加速度描述物體速度大小變化 的物理量。因此，這個(gè)加速度稱(chēng)為 向心加速度，也稱(chēng)為法向加速度，矢量表示為： 物理意義： 法向加速度描述速度方向變化的物理量。 x y z O 2v?1v?v??平均加速度 瞬時(shí)加速度 在直角坐標(biāo)系中 大小為 ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 法向加速度 和切向加速度 質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 加速度 根據(jù)相似三角形，有 改寫(xiě)為 上式兩邊取極限， 弦長(zhǎng)與弧長(zhǎng)在極限條件下 相等 ，得 加速度大小 ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 加速度方向 由速度增量的極限方向確定。 解 ： （ 1） 從運(yùn)動(dòng)學(xué)方程中消去時(shí)間參數(shù)，可得軌跡方程為： （ 2）質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的位矢為： 將 t=1s和 t=3s代入上式得： 1s到 3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位移為： 1s到 3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的位矢大小增量為： ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 1s到 3s內(nèi)質(zhì)點(diǎn)的平均速度為： （ 3）質(zhì)點(diǎn)的速度為： 3s末的速度為： 小結(jié)： 運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是研究質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。 平均速率 速率 速度和速率的區(qū)別 ： 速度是矢量，具有大小和方向； 速率是標(biāo)量，只有大小。 位移和路程的區(qū)別： 位移是矢量：是指位置矢量的變化 路程是標(biāo)量：是指運(yùn)動(dòng)軌跡的長(zhǎng)度 ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 速度： 描述質(zhì)點(diǎn)位置變化的 快慢 和 方向 的物理量。 運(yùn)動(dòng)學(xué)的重要任務(wù) 就是尋找運(yùn)動(dòng)方程 ：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 ? 例 :一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為 r的圓形軌道勻速運(yùn)動(dòng)，角速度為 ω，試分別寫(xiě)出在直角坐標(biāo)系中用位矢表示的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和質(zhì)點(diǎn)的軌跡方程。 )( trr ?? ?在直角坐標(biāo)系中 ????????)()()(tzztyytxx上式中消去時(shí)間參數(shù)，便得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的 軌跡方程 。 kzjyixr ???? ??＝z O x y P(x,y,z) ? ? ? k?j?r?i????????????rzryrxzyxr??? c o s,c o s,c o s222方向：大?。鹤⒁猓何皇甘鞘噶?，不僅 有大小，還有方向。 :質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 ?質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)： 指質(zhì)點(diǎn)的位置隨時(shí)間的變化。 定義前提： 物體的形狀和大小對(duì)物體的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有影響或影響可以忽略。 以地球?yàn)閰⒄障? 地球 月亮 以太陽(yáng)為參照系 太陽(yáng) 月亮 地球軌道 ：參考系、坐標(biāo)系和質(zhì)點(diǎn) ?坐標(biāo)系 為了定量地描述物體相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng)而在參考系上建立的坐標(biāo)系統(tǒng)。 ? 主要內(nèi)容： 一 個(gè)問(wèn)題：如何解決質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述問(wèn)題 二 個(gè)方程：運(yùn)動(dòng)學(xué)方程、軌跡方程 三 個(gè)概念：參考系、坐標(biāo)系、質(zhì)點(diǎn) 四 個(gè)物理量：位矢、位移、速度、加速度 ：參考系、坐標(biāo)系和質(zhì)點(diǎn) ?參考系 為描述物體的運(yùn)動(dòng)而 選定的物體。 ?力學(xué) ： 研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及其應(yīng)用的學(xué)科。大學(xué)物理 C1 郭龍 要求 課堂： 可以不來(lái)，但不可以遲到 作業(yè)：必須的 教材： 大學(xué)物理（上） 姜大華 程永進(jìn) 主編 華中科技大學(xué)出版社 大學(xué)物理學(xué) 張三慧 主編 清華大學(xué)出版社 大學(xué)物理教程上冊(cè) 鐘韶 主編 高等教育出版社 緒論 緒論 ?什么是物理學(xué)？ 是研究物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)、基本運(yùn)動(dòng)形式、相互作用和轉(zhuǎn)化規(guī)律的學(xué)科。 ?物理學(xué)的研究對(duì)象 機(jī)械運(yùn)動(dòng)、分子熱運(yùn)動(dòng)、電磁運(yùn)動(dòng)、原子和原子核運(yùn)動(dòng) ?為什么學(xué)習(xí)物理學(xué)？ 系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性、必要性 緒論 ?本學(xué)期我們學(xué)習(xí)內(nèi)容： 力學(xué) ： 運(yùn)動(dòng)學(xué)，牛頓運(yùn)動(dòng)定律、功能關(guān)系、剛體的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、狹義相對(duì)論基礎(chǔ) 熱力學(xué)： 熱力學(xué)三定律、能量均分、麥克斯韋速率方程 波動(dòng)學(xué) ： 振動(dòng)和波動(dòng)、光的干涉、衍射和偏振 第一篇：力學(xué) ?機(jī)械運(yùn)動(dòng) （最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)形式） ： 指物體的空間位置隨時(shí)間變化的過(guò)程。 分類(lèi)： 經(jīng)典力學(xué) ： 量子力學(xué) ?數(shù)學(xué)工具 ： 矢量和微積分 第一章：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué) ?運(yùn)動(dòng)學(xué)： 研究物體位置隨時(shí)間變化的規(guī)律。 說(shuō)明 : 參考系的選擇是任意的 研究物體的運(yùn)動(dòng)，必須 明確所選擇的參考系 不同參考系，物體運(yùn)動(dòng) 的描述是不同的。 直角坐標(biāo)系： P（ x, y, z） 說(shuō)明： 坐標(biāo)系和參考系相對(duì)靜止