01-3质点运动学－运动学方程.ppt

一、参照系和坐标系
质点的运动学方程
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力学是研究物体机械运动的规律及其应用的科学。
一、参照系和坐标系
运动的绝对性: 宇宙中的一切物体都在运动,没有绝对静止的物体。
参照系: 为了描述一个物体的机械运动,必须选另一个物体作参照物,被选作参照的物体。
运动描述的相对性: 同一物体的运动,由于我们选取的参照物不同,对它的运动的描述就不同。
机械运动---物体相对位置或自身各部份的相对位置发生变化的运动。
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描述运动必须指出参照系。
参照系可以根据对象的不同或问题的需要来选择。
为了定量描述物体的位置,还要在参照系上固定一个坐标系。常用的坐标系有直角坐标系、柱坐标系和球坐标系。
坐标系是固定在参照系上的,物体相对于坐标系的运动就是相对于参照系的运动。坐标系实际上是参照系的数学抽象。
注意:参照系不一定是静止的。
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二、质点和刚体
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在取定坐标系后,要定量地研究物体的运动仍不是一件容易的事。
解决物理问题时一般要将复杂的实际问题进行简化。
为了简化问题的研究,我们就要突出研究对象的主要因素而忽略次要因素,建立起相应的理想模型。
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在某些问题中,物体的形状和大小并不重要,可以忽略,可看成一个只有质量、没有大小和形状的理想的点,这样的物体可称为质点。

物体平动时物体上所有点的运动轨迹都相同,可用一个点的运动来代替整个物体运动。
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地球绕太阳公转时地球可视一个质点。
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研究地球的自转问题时,就不能把地球看作质点了。
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在某些问题中,物体的形状和大小不能忽略,但是外力作用下发生的形变可以忽略,可看成一个有质量、有大小和形状、但不会发生形变的理想物体,这样的物体可称为刚体。

刚体也可定义为:在运动过程中物体内部任意两个质点间的距离保持不变的物体。即:刚体是一个内部各质点相对位置保持不变的质点系。
强调:质点和刚体都是理想的模型,它们都是实际物体在一定条件下的抽象。
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三、位置矢量运动学方程
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描写质点空间位置的物理量。
一、位置矢量

在直角坐标系中,可以从原点O向质点P所在位置画一矢量来表示质点位置,
称为位置矢量,简称位矢。
位矢可表示为:
表示沿x,y,z轴的单位矢量。
位矢的端点代表质点的位置,位矢的大小表示原点到质点的距离,位矢的方向由原点指向质点P。
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