1、力学基础篇力学基础篇 第第1章章 质点运动学质点运动学 第第2章章 质点动力学质点动力学 第第3章章 刚体力学基础刚体力学基础时间（时间（s）X位置（位置（m）Y位置（位置（m）Z位置（位置（m）0.000.000.000.000.500.252.990.001.00 1.006.080.001.50 2.268.850.002.004.0311.820.002.506.2214.800.003.008.9517.920.003.5012.4921.280.004.0015.7024.290.004.5020.5626.520.005.0025.4129.880.005.5030.6133.0
2、40.006.0035.4235.880.006.5041.8539.240.007.0048.6842.220.007.5056.6544.630.008.0063.0747.870.008.5072.8950.010.009.0079.7355.050.009.5090.8156.240.0010.0099.9859.050.00请分析物体的运动规律请分析物体的运动规律1、物体、物体Z轴位置没有变化，说明物体限制在轴位置没有变化，说明物体限制在 XY 平面内运动平面内运动2、物体运动的轨迹图可描绘如下、物体运动的轨迹图可描绘如下一、位置描述一、位置描述 用一组坐标值表示，如用一组坐标值表示
3、，如P(x,y,z)则物体到坐标原点的距离可以计算则物体到坐标原点的距离可以计算 位矢位矢 方向：方向：rrx cosry cosrz cos轨迹轨迹物体运动的实际路径称为物体运动的实际路径称为轨迹轨迹 0),(zyxF运动方程：运动方程：)()()(tzztyytxx 分量式分量式时间（时间（s）X位置（位置（m）Y位置（位置（m）Z位置（位置（m）0.000.000.000.000.500.252.990.001.00 1.006.080.001.50 2.268.850.002.004.0311.820.002.506.2214.800.003.008.9517.920.003.5012
4、.4921.280.004.0015.7024.290.004.5020.5626.520.005.0025.4129.880.005.5030.6133.040.006.0035.4235.880.006.5041.8539.240.007.0048.6842.220.007.5056.6544.630.008.0063.0747.870.008.5072.8950.010.009.0079.7355.050.009.5090.8156.240.0010.0099.9859.050.00 X X方向近似运方向近似运动方程动方程 X X方向近似运方向近似运动方程动方程二、位置变化二、位置变化位
5、移、速度位移、速度位移位移:位置的变化称为位移位置的变化称为位移速度速度:描述位置变化的快慢描述位置变化的快慢-位置曲线的斜率位置曲线的斜率-位移对位移对时间的变化率时间的变化率符号约定符号约定位置矢量位置矢量当前位置到坐标原点的直线距离当前位置到坐标原点的直线距离位置矢量的改变量位置矢量的改变量r 物体离坐标原点的距离改变量物体离坐标原点的距离改变量位移的大小位移的大小s 物体实际运动路径的长度物体实际运动路径的长度问题问题1：、三者有何联系？三者有何联系？s r 问题问题3：给出平均速度，速率，平均速率的表示给出平均速度，速率，平均速率的表示直角坐标系中直角坐标系中s rAr1r 2 OB
6、 kzj yixkzzjyyixxr )()()(121212大小大小222r(x)(y)(z)r 与与 的区别的区别r2r1 orrABC如图，一般情况下如图，一般情况下x x y y z z B B A Ao os s r 1r2r s s 与与 的区别的区别 如图：如图：ABAB 两点间的路程两点间的路程不不是是唯唯一的一的,可以是可以是 或或 而而 位移位移 是唯一的是唯一的.s s 什么情况下，位移的大小等于路程？什么情况下，位移的大小等于路程？trv 平均速度平均速度瞬时速度瞬时速度dtrdtrttrttrvtt 00lim)()(lim速度、速率速度、速率方向：方向：在在该该点的
7、切线并指向质点运动方向点的切线并指向质点运动方向（沿轨迹切线方向）（沿轨迹切线方向）A A B B O Orrr r vvkvjvivkdtdzjdtdyidtdxdtrdvzyx 速度大小速度大小222zyxvvvvv kvjvivktzjtyitxtrvzyx 直角坐标系中直角坐标系中瞬时速度瞬时速度平均速度平均速度平均速率平均速率tsv瞬时速率瞬时速率 dtdstsvt0lim注意注意:速度是矢量，速率是标量。速度是矢量，速率是标量。一般情况一般情况)(rs vv 单向直线运动情况单向直线运动情况)(rs vv vdtrddtdsv dsrd 瞬时速率等于瞬时速度的大小瞬时速率等于瞬时速
8、度的大小 P Q Orrr r 讨论：?trtrdddd trtstrvdddddd 位矢大小的时间变化率位矢时间变化率（速度）的大小?limlim00trtrtt 即即：rrrrdd BrOr r Ar三、三、加速度加速度平均加速度平均加速度1212)()(tttvtvtva 瞬时加速度瞬时加速度v vv v1 1v v2 2B B A A o ov v1 1v v2 21r2rddvaat 大小：大小：方向：方向：变化的方向变化的方向v220lim)(dtrddtvdtvtat Oddaatv问问 吗？吗？dv()tv(d)ttv讨论讨论()(d)tttvv因为因为d0dtv所以所以0aa
9、而而例例 匀速率圆周运动匀速率圆周运动所以所以taddvBvv v Av加速度大小加速度大小222zyxaaaaa 直角坐标系中直角坐标系中加速度加速度kdtdvjdtdvidtdvdtvdazyx kdtzdjdtydidtxddtrd22222222kajaiazyx 矢量性矢量性：加减运算遵循平行四边形法则加减运算遵循平行四边形法则r arv某一时刻的瞬时量某一时刻的瞬时量不同时刻不同不同时刻不同过程量过程量瞬时性瞬时性：相对性相对性：不同参照系中，同一质点运动描述不同不同参照系中，同一质点运动描述不同不同坐标系中，具体表达形式不同不同坐标系中，具体表达形式不同加速度加速度a位矢位矢r位移位移r 速度速度vvr、描述质点描述质点运动状态运动状态的物理量的物理量描述质点描述质点运动状态变化运动状态变化的的物理量物理量ar、复习预习知识要点：复习预习知识要点：
