1第一章质点运动学2机械运动:一个物体相对于另一个物体的空间位置随时间发生变化;或一个物体的某一部分相对于其另一部分的位置随时间而发生变化的运动。力学:研究物体机械运动及其规律的学科。运动学:动力学:以牛顿运动定律为基础,研究物体运动状态发生变化时所遵循规律的学科。研究物体在空间的位置随时间的变化规律以及运动的轨道问题,而并不涉及物体发生机械运动的变化原因。3§1.1参考系和坐标系质点1.1.1参考系和坐标系•描述物质运动具有相对性用以标定物体的空间位置而设置的坐标系统。•物质的运动具有绝对性坐标系:参考系:为描述物体的运动而选取的参考物体。41.1.3质点质点:只有质量而没有没有大小和形状的理想物体。一个物体能否看作质点,它的唯一标准是物体的形状、大小与所研究的问题是否无关。如果物体运动范围远大于物体本身线度时,该物体可视为质点。5§1.2质点运动的描述1.2.1位置矢量运动方程1.位置矢量(位矢)),,(zyxPrxyzo从原点O向质点P所在位置画一矢量来表示质点位置。kzjyixrr称为位置矢量,简称位矢。位矢用坐标值表示为:kji,,表示沿x,y,z轴的单位矢量。xyz位矢的大小:222||zyxrr6位矢的方向:,cosrx,cosryrzcos),,(zyxPrxyzo)(rtr称为运动方程2.运动方程矢量形式:ktzjtyitxtr)()()()()(txx)(tyy)(tzz分量式:质点运动时在空间所经历的实际路径叫做运动轨道,相应的曲线方程称为轨道方程。在运动方程中,消去t即得轨道方程:f(x,y,z)=0。3.轨道方程71.2.2位移路程1.位移A1rxyzoB2rrt时刻,A点位矢为1rt+Δt时刻在B点位矢为2rAB位移:12rrr在t时间内,位矢的变化量(即A到B的有向线段)称为位移。在直角坐标系中:12rrrkzjyix位移的大小:222)()()(||zyxr8强调:位移的大小只能写成:,不能写成或。||rr||r||||12rrr1212||||||rrrrrr位矢大小的增量质点位矢增量的大小(位移的长度)同理:drrd||2.路程sr路程s:物体在Δt内走过的轨道的长度。AB一般情况下,||rs||limlim00rstt||rdds即:在t趋近于零的极限情况下,91.2.3速度速率1.平均速度A1rxyzoB2rrtB时刻位于B点在t时间内发生位移:设质点做一般曲线运动tA时刻位于A点12rrr...