大學物理質點運動學的教案-在線瀏覽
2024-09-15 05:16本頁面
【正文】 期中測驗、期末考試五、成績計算：考試成績：70%——閉卷考試 平時成績：10％——作業(yè)、課堂表現(xiàn) 小論文： 20％——要求有自己的觀點平時成績主要以平時作業(yè)完成情況、課堂紀律和回答問題情況以及中期考查情況綜合定量評定。六、教材與參考書教材：物理學（第四版）（上、中、下）、馬文蔚，高等教育出版社參考書： 1．物理學學習指南、馬文蔚，高等教育出版社 2．大學物理學（力學、熱學、電磁學）、張三慧主編，清華大學出版社3．基礎物理學、陸果，高等教育出版社 4．大學物理學、盧德馨，高等教育出版社5．大學物理習題討論課指導，沈慧君，王虎株，清華大學出版社6．漆安慎《力學基礎》7．）趙凱華《電磁學》、《學習指南》8．南開大學 大學普通物理網上教學系統(tǒng)，9．同濟大學 工科大學物理學習輔導系統(tǒng)，10．裝備指揮設備技術學院 大學物理網絡教學系統(tǒng)， 第一部分 力學一、什么是力學（Mechanics）？物理學研究自然界中最基本的現(xiàn)象和規(guī)律, 一切物理現(xiàn)象都是物質運動的表現(xiàn)。機械運動是一切物理運動中最簡單的運動；機械運動的例子很多，如車輛的行駛、機器的轉動、星體的運動等。力學就是研究機械運動及其規(guī)律的科學。二、力學的分類：根據研究內容的不同，力學分為靜力學、運動學和動力學三部分。 運動學研究的是如何描述物體的運動，以及各運動學量之間的關系，它不涉及引起和改變運動的原因；動力學研究的是物體運動與物體間相互作用的內在聯(lián)系；靜力學研究的是物體在相互作用下的平衡問題。 質點力學——研究對象為質點：1，2，3章 剛體力學——研究對象為剛體：4章三、數(shù)學工具——微積分和矢量牛頓和萊布尼茲在研究經典力學的過程中，同時創(chuàng)立了微積分（Calculus），可見在處理力學問題中微積分的重要性。四、本部分內容：第一章 質點運動學第二章 牛頓定律第三章 動量守恒定律和能量守恒定律第四章 剛體的轉動第五章 萬有引力場第十八章 相對論 第五章不講。本章主要內容有：1． 三個概念：參考系、坐標系、質點2． 四個物理量：位置矢量、位移、速度、加速度3． 四種運動：直線運動、曲線運動、斜拋運動、圓周運動 本章的內容絕對不是高中物理內容的簡單重復，它包含許多新的物理思想和數(shù)學方法，一定要重視。1－1 質點運動的描述167。1－3 圓周運動167。1－1 質點運動的描述一、參考系 坐標系 質點1．參考系1）運動的絕對性與相對性(Relativity)（1）運動的絕對性：在自然界中所有的物體都在不停地運動，絕對不動的物體是沒有的。（2）運動的相對性：描述物體的運動或靜止總是相對于某個選定的物體而言的，即在觀察一個物體的運動，總是選取其他的物體作為標準。 汽車的運動：車上的人和地面上的人2）參考系（Reference system）的定義：為描述物體的運動而選擇的標準物（或物體組）稱為參考系。 物體相對于地球的運動——以地球為參考系 物體相對于太陽的運動——以太陽為參考系（2）在描述物體的運動時，必須指明參考系。例如，勻速運動的火車上落下一物體 以火車作為參考系：自由落體運動，直線 以地面作為參考系：平拋運動，拋物線以太陽為參照系太陽月亮地球軌道（3）若不指明參考系，則認為以地面為參考系。坐標系的原點一般選在參考系上，并取通過原點標有單位長度的有向直線作為坐標軸。 坐標系的選擇是任意的，主要由研究問題的方便而定。3）說明：（1）坐標系是由參考系抽象而成的數(shù)學框架；（2）常用的坐標系是直角坐標系，還有其它坐標系，如極坐標系（Polar Coordination）、柱坐標系（Cylindrical Coordination）、球坐標系（Spherical Coordination）和自然坐標系（Natural Coordination）等；（3）物體的運動不能脫離空間，也不能脫離時間；因此要定量描述物體的運動，還要建立適當?shù)臅r間坐標軸。*笛卡兒(Rene Descartes，1596—1650)法國哲學家、物理學家、數(shù)學家、生理學家。笛卡兒對物理的發(fā)展曾做出很大貢獻：否認真空的存在，論述了動量守恒問題，提出宇宙永遠保持著同量的運動，還推導出了拋體的軌跡，發(fā)現(xiàn)了光的折射的基本定律。 笛卡兒最杰出的成就是在數(shù)學上創(chuàng)立了解析幾何學。他的這一成就為微積分的創(chuàng)立奠定了基礎。恩格斯曾評價他說：“數(shù)學中的轉折點是笛卡兒的變數(shù)；有了變數(shù)，運動進入了數(shù)學，有了變數(shù)，辯證法進入了數(shù)學，有了變數(shù)，微分和積分也就立刻成為必要的了”。一般說來，物體在運動時它各部分的位置變化是不同的，物體的運動情況是非常復雜的。3）說明：（1）質點的概念是在考慮主要因素而忽略次要因素引入的一個理想化的力學模型。例如：地球繞太陽公轉：地球可當做質點 地球自轉 ：地球不可當做質點附：地球公轉軌道平均半徑： km 地球半徑 ：6370 km 兩者之比 ：104 （3）當一個物體不能當作質點時，可以把整個物體看作是由許多質點組成的質點系（System of Particle）。因此研究質點的運動是研究實際物體復雜運動的基礎。二、位置矢量、運動方程、位移1．位置矢量（Position Vector）1）位置矢量的基本概念： 要描述一個質點的運動，首要問題是如何
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