緒論一、物理學的研究對象和方法二、物理學與科學技術的關系三、物理思想的價值1緒論一、物理學的研究對象和方法1對象和范圍典型物理現象的空間尺度（單位：米）相差44個數量級2對象和范圍典型物理現象的空間尺度（單位：米）相差44個數量級§1.1矢量的運算二、矢量的加減一、矢量的表示第1章：質點運動學3§1.1矢量的運算二、矢量的加減一、矢量的表示第1章：質點運注意：矢量差的模與矢量模的差兩者的區別！4注意：矢量差的模與矢量模的差兩者的區別！4三、矢量的標積和矢積直角坐標系下：5三、矢量的標積和矢積直角坐標系下：53.矢量的正交分解與合成：63.矢量的正交分解與合成：6§1.2參考系、質點一、常見的參照系地心參照系、地面參照系日心參照系、質心參照系二、常見的坐標系直角坐標系、平面極坐標系、球坐標系、柱面坐標系、自然坐標系三、質點和剛體四、時間與時刻質點：只有質量而沒有體積的幾何點剛體：內部質點相對位置不變的質點系7§1.2參考系、質點一、常見的參照系地心參照系、地面參§1.3位矢運動學方程一、位置矢量運動方程軌道方程1.位置矢量.2.運動方程8§1.3位矢運動學方程一、位置矢量運動方程3.軌道方程例如平拋（v0，θ=0）運動方程參數方程軌道方程93.軌道方程例如平拋（v0，θ=0）運動方程參數方程軌道方二、自然坐標自然坐標系將質點的運動軌跡作為坐標的一個軸，對于任取的0點，運動方程為：S=S(t)質點在P點的坐標軸的方向由沿S的切向及法向的單位矢量構成。將沿S的切向指向弧坐標正向的單位矢量記為et

沿S的法向且指向曲率中心的單位矢量記為en10二、自然坐標自然坐標系將質點的運動軌跡作為坐標的一個軸，對于*極坐標

質點在平面內圍繞某個固定點作曲線運動時，可用平面極坐標系對其進行描述。質點繞o點運動到p點時，其位矢可表示為：位矢的極坐標分量式為：11*極坐標質點在平面內圍繞某個固定點作曲線§1.4位移、速度一.位移12§1.4位移、速度一.位移12三、速度速率與時間對應1.平均速度與平均速率為矢量13三、速度速率與時間對應1.平均速度與平均速率為矢量13與時刻對應直角坐標系下，注意14與時刻對應直角坐標系下，注意143.速度的自然坐標分量四、角速度如果質點做圓周運動，軌道上的任意點到圓心距離為r,用一個變量θ即可描述其運動。2.角量與線量的關系4.速度的極坐標分量YXθ153.速度的自然坐標分量四、角速度如果質點做圓周運動，軌道例題已知質點的運動方程為試求：1、何時2、質點何時離原點最近？該最小距離是多少？解16例題已知質點的運動方程為試求：1、何時解16例題如圖，路燈距地面高H，一身高h的人在燈下以勻速解：設任意時刻t，人所在的點的坐標為x1

其頭頂在地面的投影點M的坐標為x，則有幾何關系v0沿直線行走。求其頭頂在地面的影子的移動速度。17例題如圖，路燈距地面高H，一身高h的人在燈下以勻速解例題：距岸L=500m處的一艘靜止的船上的探照燈以轉速n=1r/min轉動，當光束與岸邊成α＝60°時，求光束沿岸邊移動的速度。錯解：V=rω＝r×2πn18例題：距岸L=500m處的一艘靜止的船上的探照燈以轉速n=1解：原因：r≠常數19解：原因：r≠常數19§1.5加速度切向加速度法向加速度一、直角坐標系20§1.5加速度切向加速度法向加速度一、直角坐標系例題：在離水面高度為h的岸上，有人用繩子拉船靠岸，人以v0的速率收繩，求船距岸邊為x時的速度和加速度。21例題：在離水面高度為h的岸上，有人用繩子拉船靠岸，人以v0的二、自然坐標系曲率的定義：圓周運動：一般曲線運動運動的曲率半徑：1.曲率、曲率半徑22二、自然坐標系曲率的定義：圓周運動：一般曲線運動運動的曲率半2.切向加速度和法向加速度當△t→0時，det=1×dθ、方向指向曲率中心。圓周運動：OR232.切向加速度和法向加速度當△t→0時，det=1×d例題：已知質點的運動方程求：（1）質點的軌道方程；（2）t=1s到t=2s

內質點的平均速度和平均加速度；（3）第一秒末的切向加速度；（4）該點軌道的曲率半徑。解(1)軌道方程24例題：已知質點的運動方程求：（1）質點的軌道方程；（2）t=例題：一質點以θ＝60°斜上拋，若運動軌道最高點處的曲率半徑為ρ＝10m，求拋出時的初速度v0的大小。a=an=gat=0V=V0cosθ由an=V2/ρ思考1：在拋體軌道的某點，速度大小為v,方向與水平成θ角，則該點的at、an和ρ各為多大？思考2：拋出后第n秒，質點的at和an及所在點的ρ各多大？解：最高點25例題：一質點以θ＝60°斜上拋，若運動軌道最高點處的曲率半徑§1.6運動學的兩類問題第一類：已知運動方程求速度加速度——微分法第二類：已知速度或加速度求運動方程或速度——積分法此類問題必須已知初始條件！并且矢量積分要投影后做！推導勻加速直線運動公式26§1.6運動學的兩類問題第一類：已知運動方程求速度加速度——例題：一質點作直線運動，初始加速度為a0，以后加速度均勻增加，每經過T秒增加a0，求經過t秒后質點的速度和運動的距離。（初速度，初位移為0。）解：由已知條件兩邊同乘dt后積分解為：解為：積分：27例題：一質點作直線運動，初始加速度為a0，以后加速度均勻增加

§1-7相對運動伽里略變換已知兩個參照系和它們之間的相對運動，求同一質點對這兩個參照系的位移、速度、加速度之間的關系。當ao’o=0時，有apo=apo’兩坐標系相對做勻速直線運動。這時若質點在S系做勻速直線運動，在S’系也做勻速直線運動28§1-7相對運動伽里略變換已知兩個參照系和它們之間伽利略變換(S’做勻速直線運動，t=t’=0時兩坐標重合）YX’XY’O’0Z’ZuS’SX=X’+ut’y=y’z=z’t=t’X’=X-uty’=yz’=zt’=tVx=Vx’+uVy=Vy’Vz=Vz’Vx’=Vx-uVy’=VyVz’=Vz正變換逆變換隱含著絕對的時空觀29伽利略變換(S’做勻速直線運動，t=t’=0時兩坐標重合變換的一般規律

如地球上各地自轉方向是自西向東，在赤道附近速度可達到465m/s，若衛星在赤道附近順著地球自轉方向發射，衛星將得到這一速度。

又如升降機以勻加速g下降，如果其中有一物體自由下落,對升降機中的觀察者來說，物體好象沒有加速度一樣，稱失重狀態。位移、加速度同樣適用30變換的一般規律如地球上各地自轉方向是自西向東，例題：地面（O）上有一物體A做自由落體運動，問在一以勻速u做直線運動的火車（O，）上看來，該物體的運動方程和運動軌跡如何？解：取物體開始落下的點為原點由代入：得：再由得31例題：地面（O）上有一物體A做自由落體運動，問在一以勻速u做例題一汽車在雨中沿直線行駛，其速度為v1下落雨滴的方向與鉛直方向成θ

角度，大小v2

偏向汽車前進一方，車后放有一長方形物體，伸出車外L，距車頂h，若使此物體剛好不被雨水淋濕，求汽車的速度。解：設地面為A參照系，汽車為B參照系，雨滴為C參照系，要想不淋濕物體，vCB

方