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1、大学物理第一册全册配套最大学物理第一册全册配套最 完整精品课件完整精品课件 武 汉 大 学 大学基础物理电子教案 绪 论 绪 论 一、研究对象与内容 二、研究方法 三、教学计划 大学基础物理电子教案 绪 论 一、研究对象与内容 1、物质与运动； 2、研究对象与内容； 3、高中物理、普通物理、理论物理的区别与联系 矢量,偏微分方程 时空多元变量 理论物理 矢量、微积分 时空一元变量 普通物理 ,/ 恒量或匀变量 高中物理 数学工具 物理量 大学基础物理电子教案绪 论 绪 论 二、研究方法 1、观察、实验、抽象、假设 建立概念和定律； 2、应用基本定律经过严密的逻辑推理证明 基本定理； 3、将基本

2、定律和基本定理应用于一些具体的实例. 大学基础物理电子教案 绪 论 三、教学计划 大学基础物理第二版(第一三册)徐斌富 主编 科学出版社 2.参考书 （1）美哈里德 等 著 张三慧 等 译 物理学基础（第6版） （2）张三慧 主编大学物理学（第二版）共四册; （3）马文蔚 柯景凤 改编（第四版）物理学共三册。 1.教材 3.教学参考学时（学时数为108144） 大学基础物理电子教案 (4) 徐斌富 等 主编大学基础物理学习指导科学出版社 2007年 (5) 大学基础物理习题解答 2011年 100+8=108学时 其中含习题课11学时 2-15 磁介质 2+1 2-16 电磁感应 5 2-17

3、 电磁场与电磁波2+1 3-21 光的干涉 5 3-22 光的衍射 4+1 3-24 相对论基础 4+1 3-25 初期量子论 4 3-26 量子力学基础 6+1 3-28,31 激光 超导 4 3-23 光的偏振 4 1-1 质点运动学 4 1-2 牛顿运动定律 2+1 1-3 运动的守恒定律 4+1 1-4 刚体力学 5+1 1-8 气体动理论 4 1-9 热力学基本定律 6+1 1-6 机械振动 4 2-11 真空中的静电场 5 1-7 机械波 4+1 2-12 导体和电介质 6+1 2-14 稳恒磁场 5 大学物理B(上)大学物理B(下) 131+13=144学时 其中含习题课14学时

4、 2-15 磁介质 3+1 2-16 电磁感应 6 2-17 电磁场与电磁波 4+1 3-21 光的干涉 6+1 3-22 光的衍射 6+1 3-24 相对论基础 6+1 3-25 初期量子论 4 3-26 量子力学基础 9+1 3-28 分子与固体 4 3-23 光的偏振 6+1 1-1 质点运动学 4 1-2 牛顿运动定律 2+1 1-3 运动的守恒定律 4+1 1-4 刚体力学 6+1 1-8 气体动理论 5 1-9 热力学基本定律 6+1 1-6 机械振动 5 2-11 真空中的静电场 6+1 1-7 机械波 5+1 2-12 导体和电介质 6+1 2-14 稳恒磁场 6 2-13 稳

5、恒电流 4 3-27 原子 4 大学物理A(上) 大学物理A(下) 1-5 流体力学基础 0 3-20 几何光学 0 3-29 核物理与粒子物理 0 大学基础物理电子教案 4.成绩考核 成绩1:课外作业(A4) 占总分 15% 成绩4:期末考试 占总分 70% 绪 论 成绩2:期中考试 占总分 15% 成绩3: 占总分 0% 大学基础物理（大学基础物理（1 1）电子教案）电子教案第一章 质点运动学 1.3 1.3 相对运动相对运动 1.0 矢量 1.1 1.1 质点质点运动的描述运动的描述 1.2 1.2 角量与线量角量与线量 第一章第一章 质点运动学质点运动学 卷首页 1.4 1.4 参照系

6、的变换参照系的变换 1.0 矢量 1.0 矢量 1.0.1 矢量合成解析法： 1 1、矢量在、矢量在 中的分量表示：中的分量表示： 式中 kAjAiAAAA zyx 0 A AAA zyx 1 coscoscos kjiA coscoscos 0 章首页 x 0 AAA z A y A x A o y z P 2220 ,1 xyz AAAAA rt 2、矢量合成解析法： 则则 ，设设jBiBBjAiAA yxyx )()( jCiC jBAiBA BAC yx yyxx 章首页 C A B y x o y C x C 1.0 矢量 1.0.2 矢量的点积和叉积 （2）几何意义 1、矢量的点积

7、 ：夹角夹角（设（设 ) ) , ( , , BABBAA （1）定义：; cos ABBA 解： （3） ； ； )( . . a CABACBAb ABBA 性质： 例1.1 . BA jiBjiA 求求 ，；已知已知3553 01515 355353 3553 jijjii jijiBA A B cos B cos A 章首页 1.0 矢量 2 2、矢量的叉积、矢量的叉积 （2）几何意义:（如图） 顺序不变 （3）性质：; . ABBAa . )( . CABACBAb （1）定义： 的单位矢，方向服从右手螺旋法则。 ; )sin( 0 CABBA 式中 为垂直于 0 C BA 、 求

8、例1.2 已知 . 1210 , 65jiBjiA ; BA 解： , 2 AB , 0)2( AABA 表明 A B 章首页 0 C A B sinA 1.0 矢量 1.0.3 1.0.3 矢量的导数和积分矢量的导数和积分 的方向的切向A )( 11 tA ; o 当 的极限情况下，d d o As0t （1）定义： 1.1.矢量的导数矢量的导数 为矢性函数）)( , )(tBBtAA （设 （2）几何意义（动画） 0 d lim d ； t AA tt 11 tAA 当时， 12 AA , sA 22 tAA A 1 tA 2 tA / 2 tA s dA o 章首页 1.0 矢量 例1.

9、3 在平面上有两相互垂直的单位矢 和 逆时针转动， o o n 和 的大小和方向。 o d d)()( ooo tt d)()( ooo ntntn d d oo n )(dd oo n o n d 逆时针转动 设 时，和ttt d )(t o )(tn o 解： o o n d o n ( )d . oo ntn d o ( )d oo t 章首页 设在 时间内转动 ,试求 t d d 1.0 矢量 (3) (3) 性质：性质： d . 0 ,c d dd () dd ， c a t A b . kAkk t t 章首页 ddd . () ddd ddd ( ) ddd ； AB cAB t

10、 t t uA d . u t AAu, ttt u 1.0 矢量 为常数; 为常数; 为数性函数 (3) (3) 性质：性质： ddd () ddd AB e . ABBA, t t t 章首页 ddd ( ) ddd 式 中 AA s g . ,AA s , t s t ddd () ddd AB f . AB BA, t t t 1.0 矢量 顺序可变 顺序不可变 为中间变量。 st 例1.4 试写出 在直角坐标系中的表示： d d A t kAjAiAA zyx dd ( ) d d d dd . d d d xyz y xz A A iA jA k tt A AA ijk ttt 解

11、 章首页 1.0 矢量 例1.5 证明 d d d d )( d d t B AB t A BA t 证：设 jtBitBtB yx )()()( yyxx BABABA 则 dd ()() d d dd dd dddd xxyy yy xx xxyy A BA BA B tt BA BA ABAB tttt 章首页 )()()( jtAitAtA yx 1.0 矢量 原式左边 原式右边第一项 dd dd ( ) ( ) ; d d d d yy xx xyxy AA AA ijB iB jBB tttt 原式右边第二项 dd dd ( ) ( ) d d d d yy xx xyxy BB

12、BB A iA jijAA tttt dd dd d d d d yy xx xyxy BA BA AABB tttt 章首页 证毕右边左边 1.0 矢量 原式右边 （1）不定积分 （2）定积分 即：分量一般用分量大小与单位矢的乘积表示。 ( ) d( ) A ttB tC 式中 为常矢 C 1 0 t 10 t ( ) d( )( ) ;A ttB tB t 特别强调 不要写为 kAjAiAA zyx zyx AAAA 为矢性函数，且 )( , )(tBBtAA d d B A t 设 2、矢量的积分 章首页 1.0 矢量 第一次作业 补1.设在直角坐标系中 补2.设在直角坐标系中 ; ,

13、jBiBBjAiAA yxyx 试证：; ) 1 ( yyxx BABABA . )()2( kABABBA yxxy ; )()()( , )()()( jtBitBtBjtAitAtA yxyx 试证： ddd (). d d d BA ABAB ttt 习题:补1,补2,13 第1章作业（1） 预习:教材p5-p15 章首页 1.1 质点运动的描述运动的描述 1.1 1.1 质点运动的描述质点运动的描述 1.1.1 1.1.1 参照系参照系 坐标系坐标系 质点质点 1.1.运动是普遍的绝对的运动是普遍的绝对的 2.2.运动描述的相对性运动描述的相对性 3.3.参照系与坐标系的选择参照系与

14、坐标系的选择 4.4.质点质点 物体的大小和形状物体的大小和形状 物体的运动和质点模型物体的运动和质点模型 物体可视为质点的条件物体可视为质点的条件 研究质点的意义研究质点的意义 章首页 222 rt ( )( )( )( ) coscoscos coscoscos1 . o r tx t iy t jz t k rxyz rijk xyzr 在中的表示 ， ， ， 1.1.2 位矢位矢 运动表达式运动表达式 1. ( )( )( ) o r tr t rt 位矢 )(tr zyxP, y o z x 章首页 1.1 质点运动的描述运动的描述 2. 运动表达式与轨道方程 ( ) 1 .( )2

15、 .; 3 . ( ) ( )( )( ) rr t r tCr tt r tt xx tyy tzz t 的意义； ；的方向与 无关 的大小、方向均与有关； ， . 3 4 ,0 ,4 ,3 )2( 5 4 5 3 )4()3( 43 )( )( )1 ( )2( )1 ( )(43)( 22 2222 22 22 xyztytx ji tt jtit tr tr r tr mjtittr o o 的轨道方程。不含参数；求 ，已知一质点的位矢 例1.6 解： 章首页 （直、曲） 1.1 质点运动的描述运动的描述 （运动表达式 分量式）rt 1.1.3 位移 速度 位移是矢量，路程是标量； 0

16、 dd dd dd dd d d rst rrssrs AA rr r r 一般地，仅当时， ，有； 一般地， 不能认为； 位移元的大小， 位矢大小的增量。 12 rrr tr 1 ttr 2 o s r 章首页 1. 位移与路程 1.1 质点运动的描述运动的描述 2. 速度速度 0 0 0 0 0 d lim d (1) d . d (2) ( )( ) ( ) ddd ddd dd o t rr vv tt rt r rxiyjzkvxiyjzk t ppr tr t i t irr vir ttt ij 速度矢量 在中的表示 ， 在中的表示， ， 又 000 0000 ,dd () dd

17、 . dd r ji r virjv iv j tt ， o P Q d tr 极轴 v 0 i / 0 i 0 j / 0 j 章首页 1.1 质点运动的描述运动的描述 00 2 00 00 1. d d 2. ddddd ddddd ()(2) r rt v axiyjzk t pp vr airj ttttt rrirrj a iaj 在中 的 表 示 在中 的 表 示 2 2 0 dd lim dd t vvr a ttt B v 2 v 2 v 1 v A 科里奥利加速度 章首页 1.1.4 加速度加速度 , dav 同方向, 指向曲线凹侧 1.1 质点运动的描述运动的描述 3. 在

18、 中的表示 0 00 00 2 00 2 00 00 ( ) d ( ) d d d d () d n p nss t s vt t v ass t ssn ssn s s sn aa n 在中 参考方向 d d d / P Q 0 / 0 / 0 n / 0 0 0 n 0 n ds 坐标S o 章首页 pn 1.1 质点运动的描述运动的描述 章首页 1.1.5 两类基本问题两类基本问题 1.1 质点运动的描述运动的描述 1. 积分类型 0 0 dd vt tv va t 0 0 dd rt tr rv t 2. 求导类型 rvarv ; 例例1.71.7 已知质点作匀加速直线运动，加速度为

19、 ,a 求这质点的运动表达式。 0 00 ddd vtt v va tat 0 vvat 0 0 0 d()d xt x xvatt 2 00 1 2 xxv tat 22 00 2 ()vva xx 消去t 1.2 角量与线量 21 -1 -2 1. rad 2.d d d 3.rad s d d 4.rad s d t t t 逆时针为正，顺时针为负， 单位： ，：无限小角位移是矢量， 弯曲的四指为旋转方向，大姆指的指向 为的方向 单位： 单位： 1.2.1 、 0 j t o 0 i r 极轴 章首页 的定义 1.2 角量与线量 d 矢量性的证明 (动画) , , 1.2.2 线量与角量

20、的关系（圆周运动） 0 0 00 / 1. ( ), dd dd d d vpp rRi t ir vRRjkRiR tt r r t vO vrOHrr 与的关系（中） 一般地可写为： 上式适用于任何绕轴的旋转运动， 与轴上原点的选择无关 极轴 r / z / r z o P 0 i 0 j v H 章首页 1.2 角量与线量 , , 0 00 2 0000 00 00 2 2 0000 00 2. dd () dd d d r n app v aRj tt RjRj RjRia ja i pnj ni vv aRRnn tR aa n 与的关系（中） ； 若采用系，显然有， ，上式可写为

21、o 0 i 00 j 0 n r P 章首页 1.2 角量与线量 , , 第1章作业（2） 习题: 15, 20, 24, 27 自学: 2.12.3 预习: 2.4 2.5 1. 设物体 相对物体 平动； 2.将坐标系 和 分别 B Oxyz 1.3 相对运动相对运动 1.3.1 基本假设基本假设 1.3 相对运动 章首页 111 1 Ox y z A 固结在 和 上，并设 AB 111 ,iijjkk 位矢关系为 P3.设质点 相对 作绝对运动，相对 作相对运动，则 点PAB 11 11 111 rxiyjzkrx iy jz k 式中 1 1O O rrr 基本假设基本假设 基本关系基本

22、关系 B x 1 r r P 1 o 1 z 1 y 1 x o z y 1.3 相对运动 1 1O O rrr rxiyjzk 式中 rxiyjzk 式中 1.3.2 对速度和加速度的研究 1.速度关系 1111 11 1 rxiy jz k 绝对速度 相对速度 1 O O r 牵连速度 2.加速度关系 1 1O O rrr 11 11 111 rx iy jz k 1 O O r 绝对加速度 牵连加速度相对加速度 基本假设基本假设 基本关系基本关系 1.3 相对运动 例例1.8 1 1 sm3 v 3 10 m 江水由西向东，水对岸的流速为，江宽b2.4 ,要想使汽艇在t10min(分钟)

23、内，由南向北横渡过江 问应使艇在什么方向航行? 艇对水的航速 等于多少？ 2 v 解：解： -1 1 3 m s K K vv (艇) -1 4 m s PK vb t 2 ? PK vv P (南向北), 求 PKPKK K vvv (西向东) 2222-1 21 345 m svvv 11 1 3 tantan36 52 4 v v 向北偏西 （1）设物体 相对物体 运动； （2）设质点 P 相对 作绝对运动，相对 于 作相对运动，则P 点位矢关系为 1.4 参照系的变换参照系的变换 1.4.1 参照系的变换参照系的变换 1、基本假设、基本假设 1.4 参照系的变换 1 1 11 11 1

24、1 1 OO rrr rxiyjzk rxiy jz k 式中 B B 章首页 P B x 1 r r 1 o 1 z 1 y 1 x o z y 2、对速度的研究、对速度的研究 er vvv 1 1 11111 1 11111 r eO O vrxiyjzk vx iy jz k vrx iy jz k 式中 1.4 参照系的变换 3、对加速度的研究、对加速度的研究 cer aaaa 1 1 11 11 1 1 11 11 11 11 11 1 2() r eOOc arxiyjzkaxiy jz k arxiy jz kaxiy jz k 式中， ， 章首页 1.4.2 平动参照系的变换平

25、动参照系的变换 1、基本假设、基本假设 1 1 O O rrr 1.4 参照系的变换 B x 1 r r P 1 o 1 z 1 y 1 x o z y (1) 设物体 相对于物体 作平动； B 固结在 和 上，并设 (2) 将坐标系 Oxyz 和 O1x1y1z1 分别 B 章首页 111 111 , 0,0,0 iijjkk ijk P 点的位矢关系仍为 2、对速度和加速度的研究、对速度和加速度的研究 1 1 11 0 eO O O Or eO OcO Or vr vrv araara 速度： 加速度：， 1.4 参照系的变换 11 0 eO OeO Or vraraa 常矢量， 1 eO

26、 O vr 章首页 若平动参照系相对静止参照系作匀速直线运动,即: 平动不一定是作直线运动,反映在 的方向可能有变化 1.4.3 绕定轴转动系的变换绕定轴转动系的变换 1、基本假设、基本假设 (1) 对 作定轴转动，转轴为Oz , , , )( 00 0 2 11 111 11 OOOO zzkkk Oz kAB zzOO ee 轴旋转，显然轴旋转，显然绕绕 以以对对 重合，重合，、重合，重合，、 1 rr B B 章首页 e P r y 1 zz 1 oo 1 y 1 x x 1.4 参照系的变换 rea e e eee ee e vrv r kzjyix jyixv jjii jyixv

27、1 1 11111 1111 1111 1111 )( )()( , 2 而 对速度的研究、 e 1 i o 1 id 1 jd k 1 j d d 章首页 1 0, raee vvvo p 例：地球上的建筑物。 1.4 参照系的变换 reeer re e c ee eee eeeeee eee vPHraa v kzjyix jyixa PHr jyixkzjyix jyjyixix j dt d yi dt d xjyixa 2 2 2 2 3 1 2 1 11111 1111 1 2 1 111111111 11111111 11111111 )( )( )( )()( )()( )()

28、( 对对加加速速度度的的研研究究、 章首页 e P r y 1 zz 1 oo 1 y 1 x x 1 H 1 r e 11 rPH ee 1.4 参照系的变换 解： 可可略略去去，显显然然， ，点点离离地地面面的的高高度度为为设设 ).0( , 1 2 1 1 hhR hP PHa PO PO ga e eer 1、定轴转动的问题、定轴转动的问题 例1.9 地球是一个自转周期为24小时 的转动系，在纬度 处，有一个物体从空中自由下落，求落体 在 t 时刻的. cer aaa 和和、 1.4.4 应用举例应用举例 e o 1 y 1 zz r a P x y 1 o 1 x c a 1 H 章

29、首页 1.4 参照系的变换 . cos )sin( cos 的方向如图所示的方向如图所示和和、 ；，方向，方向 cer e rec eee aaa gt va OzaRa 2 2 2 2 c a e a e r v ga r 章首页 1.4 参照系的变换 2、平动的问题、平动的问题 例1.10 一个半径为R的圆轮在一个水平面上滚动而不滑动， 试证：在每一时刻圆轮上任一点 P 的速度，总是垂直于连接 P点与圆轮和平面的接触点 C 的直线，即 ，并证明 为圆轮的转动角速度的大小。 PCv ，PCPv)( x o 1 o y 1 x 1 y P v e v r v 0 n c 章首页 1.4 参照系

30、的变换 0 0011 1 1 1 1 )( )( )()()( ) 1 ( RivPv RnRkPOv ivOOv PCv PvPvPv k O r Oe re 与另一矢量的矢积与另一矢量的矢积表示为表示为将将 求求 解： )()( 0)()( ) ( )2( 0 1 11 1 iRPv Rv iRviRivCv Cv O OO O 则则 ：考察特殊点考察特殊点的大小的大小求求 章首页 c P v r v 0 nR jR PC 1.4 参照系的变换 )( )( )( )()( )( )( )( PvPC PCPv PCk nRjRk nkkjRPv nkkji PC PvPCPv ，则则必必有

31、有若若令令 上上式式说说明明 ， 与与另另一一矢矢量量的的矢矢积积；为为 表表示示把把证证 0 0 00 3 章首页 1.4 参照系的变换 补3. 设一根细棒以恒定角速度 绕棒的端点O旋转， 另有一个带孔的小球套在此棒上，在 t =0时,小球开 始从O点出发，以恒定速度 u 沿棒向外运动，求小球 补4. 已知一个质点以恒定的加速度 在平面上作曲 程的矢量式和直角坐标系中的分量式。 a , , 00 rrvv 线运动，在 t=0时, 求该质点运动方 的速度和加速度。 1.4 参照系的变换 补5. 一轮胎在水平地面上沿着一直线无滑动地滚 动，它的中心以恒定的速率v0向前移动，轮胎的半径 为R，在t

32、=0时，轮胎边缘上的一点A正好和地面上的 轮胎上A点的位置, 速度、加 END 第1章作业（3） 习题：补3-补5 予习：2.4 ,2.5 自学：2.1- 2.3 一点O接触，试以O为原点写出 速度与时间的表达式 o A 0 v 章首页 1.4 参照系的变换 本章已结束，点击返回本章已结束，点击返回 第2章 牛顿运动定律 2.1 牛顿运动定律 2.2 物理量的单位和量纲 2.3 常见力与基本力 2.4 牛顿运动定律的应用 习题课质点力学 第2章 牛顿运动定律 卷首页 大学基础物理（1）电子教案 2.5 非惯性系 惯性力 2.1 牛顿运动定律 2.1.1 惯性定律 1. 惯性参照系 2. 惯性定

33、律 在惯性参照系中，任何物体都保持静 的作用迫使它改变运动状态为止。 止或匀速直线运动状态，直到其他物体 牛顿 牛顿运动定律成立的参照系 章首页 第2章作业(1) 自学习题:10,11 2.1 牛顿运动定律 惯性定律 动力学方程 牛顿第三定律 amF 0 2 , M m Fm am gFGr R 引引 惯惯 3.要点 存在惯性参照系； 任何物体在惯性系中具有惯性； 力是使物体获得加速度的原因. 2.1 牛顿运动定律 章首页 2.1.2 动力学方程 1.动力学方程 2.惯性质量与引力质量 惯性定律 动力学方程 牛顿第三定律 2 /, mM GgCmmm mR 惯引 引惯 引 3. 另一表述 dd

34、 () dd p Fmv tt 2.1.3 牛顿第三定律 两个物体之间的作用力 和反作用力 , 沿同一直线，F F FF 章首页 大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上. 1. 作用力与反作用力总是同时存在、相互依存的; 2. 作用力与反作用力是分别作用在不同物体上的; 3. 作用力与反作用力必是属于同一性质的力。 惯性定律 动力学方程 牛顿第三定律 2.1 牛顿运动定律 2.2 物理量的单位和量纲 2.2 物理量的单位和量纲 2.2.1 国际单位制SI制 2.2.2 量纲 pqr QL M T 1 vrtLT 速度的量纲式 1.便于进行单位换算; 2.初步判断物理公式是否正确; 3.由量纲

35、分析可定出方程中比例系数的量纲和单位 . 1.基本单位 2.导出单位 力学的基本量是长度、质量和时间 米(m)、千克(kg)、秒(s) 例 :速度米每秒 -1 m s 量纲 国际单位制 四种基本力：万有引力、电磁力、强力和弱力 在距离 的情况下： 力 强力 弱力 电磁力 万有引力 相对强度 1 10-2 10-13 10-38 强力和弱力为短程力，万有引力、电磁力为长程力 2.3 常见力与基本力 2.3 常见力与基本力 2.3.1 基本力 2.3.2 常见力 1.重力 3.摩擦力 2. 弹性力 基本力 常见力 15 10m 2.4 牛顿运动定律的应用 2.4 牛顿运动定律的应用 积分类型 求导

36、类型 意意时时刻刻的的速速度度和和位位置置。 求求质质点点在在任任且且轴轴作作直直线线运运动动作作用用下下沿沿 为为常常数数）、（的的质质点点在在力力一一质质量量为为 ., 0000 vvxxx babatFm tt 32 00 6 1 2 11 atbttmvmx m x 解： 例2.1 dtbtatmvmdxbtatmvmv tx x 0 2 0 2 0 2 1 2 1 0 , v v t dtbatmdvbat dt dv m 0 0 , 例2.1 ( ).rr t d 1. ( ) ( ( ) ) d v FF tmF t t 的问题 章首页 2.4.1第一类典型问题 (积分类型) d

37、 2.( ) ( ( ) ) d v FF xmF x t 的问题 例2.2 例2.2 0 2 mx k Fx x 一 质 量 为的 质 点 ， 最 初 静 止 于处 。 在 力 的 作 用 下 沿 直 线 运 动 ， 试 求 它 在处 的 速 度 。 0 2 0 11 2 0 xxm k vdx mx k vdv x x v 解： dx x k mvdv x k v dx dv m 22 , 2 d d vk m tx v dx dv dt dx dx dv dt dv 己知作用于质点上的力和初始条件,求 2.4 牛顿运动定律的应用 3.( ) d ( ( ) ) d FF v v mF v

38、 t 的问题 例2.3 章首页 . ),( Ftrr 求求已知已知 例2.4 2.4.2 第二类典型问题 (求导类型) 例2.3 能能前前进进的的最最大大距距离离。 机机后后所所反反向向）。试试求求轮轮船船在在关关与与（负负号号表表示示 为为，水水的的阻阻力力发发动动机机，设设此此时时船船速速为为 要要关关闭闭的的轮轮船船在在停停泊泊码码头头之之前前质质量量为为 vf kvfv m r r 0 0 0 0 0 v x k mv x k mdv dx max , max 解： k mdv dx dt dx kkv dt dv m, 例2.4 . , cossin 上上的的力力 求求作作用用在在质

39、质点点为为常常量量）的的规规律律运运动动、（式式中中 平平面面上上按按的的质质点点在在质质量量为为 BA tBytAx xyom 0 rmjyixm j ti tmjFiFF tBmmaF tAmmaF tByatAxa yx yy xx yx 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 22 cossin cos sin cossin 解： 积分类型 求导类型 2.5.1 非惯性系 不同参照系对小球运动的 1. 惯性系 牛顿运动定律成立的参照系 2. 非惯性系牛顿运动定律不成立的参照系 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 分析(1)（请点击动画） 章首页 不同参照系对小球运动的分析(2) （请点击

40、动画） *2.5 非惯性系 惯性力 1 1O O rrr er aaa K 2.5.2 平动惯性力和离心惯性力 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 1.加速平动系中的平动惯性力 在惯性系 中:K er Fmam aa er FFFma 在非惯性系 中: ee Fma 平动惯性力 根据1.3,有： F 真实力 00 0 . er aaFmama 例2.5 小球平动 惯性力 2.5 非惯性系 惯性力 2.匀角速转动系中的离心惯性力 在惯性系 中:K 20 Fmrn K 在非惯性系 中: 2 0 o eer FFmrnFma 20 ee Fmrnma 离心惯性力 第2章作业(2) 习题:9,14,26

41、,44,45 予习:3.1 惯性力 2.5.3 非惯性系中的动力学方程 1.牵连力与科氏力 （1）牵连惯性力 （2）科氏惯性力 ee amF cc amF 章首页 2.非惯性系中的动力学方程 1 ? rmamamamF aaaa amFam rce cer r 为真实力的合力 F 2.5 非惯性系 惯性力 平动惯性力 离心惯性力 惯性力 x 1 r r m 1 o 1 z 1 y 1 x o z y 3.常见的惯性力 (1).平移惯性力 匀加速直线运动的参照系 re amamF 式中的牵连惯性力为常矢，亦称为平移惯性力； 1 eO Oe mamrF 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 匀

42、角速度转动的参照系， = 常矢； 式中的牵连惯性力 ，又称为 e rree amvmPHmF 2 1 2 ee FPHm 1 2 科氏惯性力 cre Fvm 2 都存在。都存在。、则则则则 在转动系中运动，在转动系中运动，若若 在转动系中静止，则在转动系中静止，则若若 , 0 ; 0 , 0 , 0 , 0 , 0 1 2 cer e ccrr FFv m PHmF Faav m (2)惯性离心力和科氏惯性力 章首页 e P r y 1 zz 1 oo 1 y 1 x x 1 H 1 r e 11 rPH ee 惯性离心力(动画) 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 4. 应用举例 在非惯性系三

43、棱柱中求解： 例2.6 三棱柱问题。 解：已知 与斜面光滑接触， 且相对静止，求 的大小； mgma，、 N cos sin agmN mgN maN amNgma amamFNgmm r ee 0 0 00 分量式分量式 ； 、； 质点运动学 m gm a N 1 y 1 x e F 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 例2.7 落体偏东问题。设质量为m的 解： ）；（，即显然 反向，与在赤道处， 而 ； ；、， 1 cos105 .3 , 11 3 1 mgxmimgFF FF F F FFG rmamFFF FFFhm e e e e rce ce 物体从高度为h处自由下落，试求m

44、偏 e o 1 y 1 z e F G F P x yx1 1 o 东的距离。 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 . . 厘厘米米，这这个个偏偏移移很很小小米米，可可得得若若 为为偏偏东东距距离离；为为落落地地时时间间， ；，）可可得得）、（解解（ ；，时时，当当 方方向向）偏偏离离；向向东东（使使 22100 2 3 12 3 1 2 1 21 0000 1 2 3 1 3 1 2 1 1111 1 yh g h gy g h t gtygthx yxyhxt jmF e e c 1 1 1 22 2 2 r ccere e vgti Fmamvmgt j mymgt 开始下落时，可

45、认为， 即（ ） 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 惯性力 补6. 一光滑的劈，质量为M，斜面倾角为 ，并位于光滑 的水平面上，另一质量为m的小块物理沿劈的斜面无摩擦的 滑下，试以M为参照系，求劈对地的加速度。 补7. 一半径为R的空心球壳以匀角速度 绕一通过球心的垂 若摩擦力可略去不计, 试问小球将 直轴旋转,有一质量为m 的小球放在球壳内部随球壳一起转动, END 可能停留在球壳内的什么位置？ 第2章作业(3) 习题：补6,补7 予习：3.1 章首页 2.5 非惯性系 惯性力 本章已结束，点击返回 2.5 非惯性系 惯性力 习题课质点力学(1) 一、基本规律 二、基本要求 三、习题类型 四

46、、典型例题 习题课质点力学 大学基础物理（1）电子教案 一、基本规律 一、基本规律 2 2 ooo ooo va ppvRjRaRjRi pnvRRaRRn 与与 在中 在中 2 1. () ooo vart pp pn vrar rtxiyjzkxiyjzk pprir jr ri 和在 、 、中的表示： 在中 在 中 2 (2 ) o ooo rrj pnsssn 在 中 2.圆周运动中角量与线量的关系 一、基本规律 0000 . dd. dd ().aijbjic rr ； 1 rv ee 绕定轴转动系 3.三个重要关系 11 0 aeraecr eOOeOOc vvvaaaa vrar

47、a ， aeraecr vvvaaaa 4.相对运动关系 非惯性系 平动系 2 1 2 e ee cer arPH av 1 1 2 0 2 e ec eOOc ecer Fmamamr ara aPHav 常矢量， ， 一、基本规律 5.非惯性系中质点的动力学基本原理 在匀加速直线运动系中 非惯性系 在匀角速转动系中 二、基本要求 1. 熟练掌握在 中处理直线运动、抛体运动的运动 2. 熟练掌握在 中处理圆周运动的运动学和动力学 3. 了解 在 中的分量表达式 4. 熟练掌握在匀加速直线运动系中动力学基本原理 5. 了解在匀角速转动系中动力学原理处理问题的方法 av 、 、 二、基本要求 学

48、和动力学方法 处理问题的方法； rt pn pp 方法 (4)相对运动中 的关系与计算 三、习题类型 (2)积分类型: 己知 如习题1418,33. (3)求导类型: 已知 如习题19,2124,32 如习题26 31. vr 求 、 、 va 求 、 、 av 、 、 a 三、习题类型 轨道方程 轨道方程 第1章34题,其中习题13 33=21 r 1.运动学问题 (1)基本概念和规律如习题13,20,25. (3)求导类型:已知 (2)积分类型:已知 (4)非惯性系问题 vra 求 、 、 、力、 如习题9,14,26,27,32,40 av 求 、 、力、 如习题12,20,35 三、习

49、题类型 四、典型例题 例1 例2 例3 例4 例5 轨道方程 2.动力学问题 , r F F 第2章46题,其中习题945=37 (1)基本概念和高中题 极值、轨道方程 如习题10,11,13,1519,2125, 28 31,33,34,3639,41 如习题4245 例1. 某质点运动表达式为 式中 b 和 c 为常数，试求其速度与加速度的大小； 解： )( 22 )( 2222 22222 22222 cbraaa bcrrra bcrebecrra cbrrrv brbervcrcerv bter r ctct r ctct r ct 又 ， ，bter ct 四、典型例题 例1 例2

50、 例3 例4 例5 解： 例2. 设质点P沿螺旋线 运动，试求 2sin42cos44xtytztSI，制 .、 av 四、典型例题 例1 例3 例2 例5 例4 5414 44cos24sin2 14 444sin8 44cos8 22 22 22 22222 yxv ttyx yxzyxv zxty ytx 又 ， ， ， 5.2 32 54 32 2 2 22 n n a v aaaa 四、典型例题 例1 例3 例2 例5 例4 ， ，；， 3221616 0164164 22 yxa zyxyxyx 为常数又v t v a0 d d 例3、一运动员投铅球时，铅球的 抛出点离地面的高度h