湘潭大学 大学物理课ppt分解
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2024版(推荐)《大学物理》ppt课件
(推荐)《大学物理》ppt课件
2024/1/27
1
目
CONTENCT
录
2024/1/27
• 课程介绍与教学目标 • 力学基础 • 热学基础 • 电磁学基础 • 近代物理初步 • 实验方法与技能培养 • 课程总结与展望
2
01
课程介绍与教学目标
2024/1/27
3
《大学物理》课程简介
课程性质
大学物理是理工科学生必修的一门基础课程，旨在培 养学生掌握物理学基本概念、原理和方法。
实验操作
熟练掌握实验仪器的使用方法和操作技巧，保证 实验的顺利进行。
数据处理和分析
对实验数据进行处理和分析，提取有用信息，得 出结论。
2024/1/27
36
典型实验案例分析与讨论
01
02
03
04
案例一
牛顿第二定律的验证。通过气 垫导轨上滑块的运动，验证牛 顿第二定律，加深对力和运动 关系的理解。
案例二
角动量守恒定律 内容、条件及应用
10
功和能
功的定义和计算
恒力做功、变力做功的计算方法
动能定理
内容、表达式、意义及应用
势能的概念和计算
重力势能、弹性势能等势能的计算方法
机械能守恒定律
内容、条件及应用
2024/1/27
11
03
热学基础
2024/1/27
12
温度与热量
温度的定义和单位
温度是表示物体冷热程度的物 理量，其单位是摄氏度（°C） 或华氏度（°F）。
加深对物理概念和规律的理解
通过实验现象的观察和分析，帮助学生加深对物理概念和规律的理解，提高物理素养。
2024/1/27
2024/1/27
1
目
CONTENCT
录
2024/1/27
• 课程介绍与教学目标 • 力学基础 • 热学基础 • 电磁学基础 • 近代物理初步 • 实验方法与技能培养 • 课程总结与展望
2
01
课程介绍与教学目标
2024/1/27
3
《大学物理》课程简介
课程性质
大学物理是理工科学生必修的一门基础课程，旨在培 养学生掌握物理学基本概念、原理和方法。
实验操作
熟练掌握实验仪器的使用方法和操作技巧，保证 实验的顺利进行。
数据处理和分析
对实验数据进行处理和分析，提取有用信息，得 出结论。
2024/1/27
36
典型实验案例分析与讨论
01
02
03
04
案例一
牛顿第二定律的验证。通过气 垫导轨上滑块的运动，验证牛 顿第二定律，加深对力和运动 关系的理解。
案例二
角动量守恒定律 内容、条件及应用
10
功和能
功的定义和计算
恒力做功、变力做功的计算方法
动能定理
内容、表达式、意义及应用
势能的概念和计算
重力势能、弹性势能等势能的计算方法
机械能守恒定律
内容、条件及应用
2024/1/27
11
03
热学基础
2024/1/27
12
温度与热量
温度的定义和单位
温度是表示物体冷热程度的物 理量，其单位是摄氏度（°C） 或华氏度（°F）。
加深对物理概念和规律的理解
通过实验现象的观察和分析，帮助学生加深对物理概念和规律的理解，提高物理素养。
2024/1/27
《大学物理》教学全套课件
物质的电磁性质
物质的导电性
阐述金属、半导体和绝缘体的导电机制及特点。
物质的介电性
介绍电介质的极化现象，以及介电常数和介电 损耗的概念。
物质的磁性
分析物质的抗磁性、顺磁性和铁磁性的产生机理及特点，并讨论磁性材料的应 用。
05
光学基础
几何光学基础
光的直线传播 光在同种均匀介质中沿直线传播，形 成影和像。
02
力学基础
质点运动学
质点的基本概念
定义、特点、适用条件
速度与加速度
定义、物理意义、计算方法及关系
位置矢量与位移
定义、物理意义、计算方法
运动学方程
建立方法、求解及应用
牛顿运动定律
牛顿第一定律
内容、意义及应用
牛顿第二定律
内容、表达式、意义及应用
牛顿第三定律
内容、表达式、意义及应用
牛顿运动定律的应用
重力势能、弹性势能等的计算方法
03
热学基础
温度与热量
1 2
温度的定义和测量 温度是物体热度的量度，通常使用温度计进行测 量。温度的SI单位是开尔文（K）。
热量的定义和性质 热量是物体之间由于温度差异而进行的能量转移。 热量总是从高温物体流向低温物体。
3
热力学第零定律 如果两个系统分别与第三个系统达到热平衡，那 么这两个系统之间也将达到热平衡。
课程内容
本课程涵盖力学、热学、电磁学、 光学和近代物理等多个领域，通 过系统的理论学习和实验训练， 使学生掌握物理学的基本知识和 实验技能。
课程地位
《大学物理》为后续专业课程的 学习打下坚实的物理基础，对于 提高学生的科学素质和创新能力 具有重要意义。
教学目标与要求
知识目标
大学物理(课堂PPT)
9-8 一个质量为0.450 kg的曲棍球以4.80 m/s的速度向东运 动，与另外一个质量为0.900 kg的静止曲棍球碰撞。假设
二者为完全弹性碰撞，试求碰撞以后每个球的速度及其 方向。
9-11 一个本来静止的物体内部发生爆炸后分成两部分， 其中一部分的质量是另外一部分质量的1.5倍。假设在爆 炸过程中释放了7500 J的能量，试计算两部分物体分别 获得多少动能？
2-21 在高速公路上，一辆特殊的汽车以1.8 m/s2的加速度 加速，从80 km/h加速到110 km/h需要多长时间？
2-27 一质点沿着x轴运动，其位移-时间函数为 x=6.8t+8.5t2，t、x的单位分别为s，m，求其加速度-时间 的函数。
2-29 一个物体的位移为x=At+Bt2，其中t，x的单位分别 为s，m，(a)A，B的单位分别是什么？(b)求其加速度-时
204一台卡诺热机在210和45两个热源之间工作热机的输出功率为950w试计算热输出率q2026有以单原子分子理想气体做如图2022所示的循环pv状态图所呈现的是一个矩形循环
大学物理
第2章 运动的描述 一维运动
2-7 一匹马从驯马师手中脱缰后前慢跑了116 m用了14.0 s， 然后突然折返回来，跑到一半处用去了4.8 s。请问此过 程中:(a)马的平均速率是多少？(b)马的平均速度是多少？ (选远离驯马师的方向作为正方向。)
4-7 (a)对于两个正在降落的跳伞员（质量=132 kg包括降 落伞），当他们受到的向上的空气阻力等于他们重量的 四分之一时，他们的加速度是多少？(b)打开降落伞，跳 伞员悠闲地以匀速降落到地面。这时跳伞员受到的空气 阻力应该是多少？
4-8 克里斯汀做了一个Tyrolean traverse装置，如图4-31所 示。他要穿过一个25 m宽的峡谷，通过系在峡谷两边的
大学物理教学课件1-第5章.ppt
1）各点的角位移、角速度、角加速度相同。 2）各点的线位移、线速度、线加速度不同。 刚体上任一点作圆周运动的规律代表了刚体定轴转动的规律。 平面运动：也称为滚动 。
视为车轮轴在垂直轴方向的平动和绕车轮轴的转动的叠加。
二、刚体定轴转动的角量描述 定轴转动只有两个转动方向。 规定沿 ox 轴逆时针转动为正方向，反之为负方向。
•
当t = 2s 时 a n 0 .1 (1 2 2 2 )2 2.3 4 (m 02 )/s
at 0.12 4 24.8(m2)/s
2）加速度与半径成450时有 tg45at /an1
即 1.44t42.4t
t0.55 s ( 舍去 t = 0 和 t = - 0.55 )
此时砂轮的角位置： (24t3)240.535 2.6(7rad
1R4 1m R2
2
2
例题5-4 求长为L、质量为m 的均匀细棒对图中不同轴的 转动惯量。
解 1）取A 点为坐标原点。在距A 点为x 处取dm= λdx 。
d Jx 2d m x 2 d x A
JA
Lx2dxm2L
0
3
A
2）取C 点为坐标原点。
在距C 点为x 处取dm 。
xd m
L
C xd m
1 t2
2
0 t
2
2 0
2 (
0)
A
角量与线量的关系：
s r , v r
at r , an r 2
y
P•
r
•P
O
S
•
a r 2 4
线速度与角 速度之间的矢量关系为:
v r
o r
A
x
v
例题5-1一半径为R = 0.1m 的砂轮作定轴转动，其角位置随时
视为车轮轴在垂直轴方向的平动和绕车轮轴的转动的叠加。
二、刚体定轴转动的角量描述 定轴转动只有两个转动方向。 规定沿 ox 轴逆时针转动为正方向，反之为负方向。
•
当t = 2s 时 a n 0 .1 (1 2 2 2 )2 2.3 4 (m 02 )/s
at 0.12 4 24.8(m2)/s
2）加速度与半径成450时有 tg45at /an1
即 1.44t42.4t
t0.55 s ( 舍去 t = 0 和 t = - 0.55 )
此时砂轮的角位置： (24t3)240.535 2.6(7rad
1R4 1m R2
2
2
例题5-4 求长为L、质量为m 的均匀细棒对图中不同轴的 转动惯量。
解 1）取A 点为坐标原点。在距A 点为x 处取dm= λdx 。
d Jx 2d m x 2 d x A
JA
Lx2dxm2L
0
3
A
2）取C 点为坐标原点。
在距C 点为x 处取dm 。
xd m
L
C xd m
1 t2
2
0 t
2
2 0
2 (
0)
A
角量与线量的关系：
s r , v r
at r , an r 2
y
P•
r
•P
O
S
•
a r 2 4
线速度与角 速度之间的矢量关系为:
v r
o r
A
x
v
例题5-1一半径为R = 0.1m 的砂轮作定轴转动，其角位置随时
大学物理上册全章节及习题ppt课件
大学物理上册 全章节PPT及 习题
• 6、切向加速度和法向加速度
dv at dt
d dt
v2 an
2 2 a a a t n
• 7、角速度和角加速度
d d 2 2 d t dt
an 2r
v r
at r
a a v u a e • 8、相对运动 v
e x i n 质点系的动能定理: W W E E k k 0
五、保守力的功 势能
保守力的功： F d势能： E p kx l 2 Mm 引力势能： E G p W ( E E ) E 保 pb pa p r
• 9、牛顿第二定律
2 d v d r F m a m m2 dt dt
第二章
一、牛顿三定律
质点动力学
牛顿第一定律：惯性定律 d v 牛顿第二定律 Fm m a d t 牛顿第三定律：作用力与反作用力 二、动量定理 动量守恒定律 t2 质点动量定理 m v v d I 2-m 1 Ft
六、功能原理 机械能守恒定律
ex in 功能原理： W W E E nc 0
0
动能和势能之和 ——机械能
机械能守恒 E E0
第三章 刚体力学
一、定轴转动定律
1）受力分析
M J
质点：牛顿第二定律 F ma 2）列方程： 刚体：转动定律 M J 无滑动条件：a R
固有长度
相对静止时测得棒的长度叫固有长度，相对棒长 方向运动时，测得长度要变短，长度只沿运动方向 收缩。
二、洛仑兹变换 x ut x' 2 2 1 u / c 洛 仑 y' y 兹 变 z 'z u 换 t 2 x 式 c t 1 u2 / c2
• 6、切向加速度和法向加速度
dv at dt
d dt
v2 an
2 2 a a a t n
• 7、角速度和角加速度
d d 2 2 d t dt
an 2r
v r
at r
a a v u a e • 8、相对运动 v
e x i n 质点系的动能定理: W W E E k k 0
五、保守力的功 势能
保守力的功： F d势能： E p kx l 2 Mm 引力势能： E G p W ( E E ) E 保 pb pa p r
• 9、牛顿第二定律
2 d v d r F m a m m2 dt dt
第二章
一、牛顿三定律
质点动力学
牛顿第一定律：惯性定律 d v 牛顿第二定律 Fm m a d t 牛顿第三定律：作用力与反作用力 二、动量定理 动量守恒定律 t2 质点动量定理 m v v d I 2-m 1 Ft
六、功能原理 机械能守恒定律
ex in 功能原理： W W E E nc 0
0
动能和势能之和 ——机械能
机械能守恒 E E0
第三章 刚体力学
一、定轴转动定律
1）受力分析
M J
质点：牛顿第二定律 F ma 2）列方程： 刚体：转动定律 M J 无滑动条件：a R
固有长度
相对静止时测得棒的长度叫固有长度，相对棒长 方向运动时，测得长度要变短，长度只沿运动方向 收缩。
二、洛仑兹变换 x ut x' 2 2 1 u / c 洛 仑 y' y 兹 变 z 'z u 换 t 2 x 式 c t 1 u2 / c2
大学物理学完整10PPT课件
上式还可写为： 2π
上式表明，ω是频率的2π倍，表示物体在2π秒内完成的全 振动次数，故ω称为角频率或圆频率。
周期、频率和角频率都是描述物体振动快慢的物理量。在
国际单位制中，周期的单位为秒（s）；频率的单位为赫兹（Hz ）；角频率的单位为弧度每秒（rad/s）。
对弹簧振子，由于
k m
故有：
T 2π m k
第4篇 振动与波动
第10章 机械振动
.
1
本章学习要点
简谐振动 简谐振动的合成 阻尼振动、受迫振动与共振 本章小结
.2ຫໍສະໝຸດ 10.1 简谐振动物体运动时，如果离开平衡位置的位移（或角位移）按余 弦函数或正弦函数的规律随时间变化，则这种运动称为简谐振 动。在忽略阻力的情况下，弹簧振子的振动及单摆的小角度摆 动等都可视为简谐振动。
当t＝0时，相位ωt＋φ＝φ，φ称为初相位，简称初相，它是 决定初始时刻振动物体运动状态的物理量。在国际单位制中， 相位的单位为弧度（rad）。
.
12
用相位描述物体的运动状态，还能充分体现出振动的周期 性。例如：
ωt＋φ＝0时，物体位于正位移最大处，且v＝0； ωt＋φ＝π/2时，物体位于平衡位置，且向x轴负方向运动 ，v＝ωA； ωt＋φ＝π时，物体位于负位移最大处，且v＝0； ωt＋φ＝3π/2时，物体位于平衡位置，且向x轴正方向运动 ，v＝ωA； ωt＋φ＝2π时，物体位于正位移最大处，且v＝0。
【解】以OO′为平衡位置，设逆时针转向为θ 角正向，棒在任意时刻的角位移都可用棒与OO′ 的夹角θ表示。根据题意，棒所受的重力矩为：
M1mgslin
2
.
7
当摆角θ很小时，sinθ≈θ，故
M 1mgl
大学物理课程PPT幻灯片
1 物理学的基本内容和发展概况
从物理学对四种相互作用研究的角度 自然界存在四种基本相互作用：强相互作用、
电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。
相互作用有强度上的差异：若强相互作用为1， 电磁相互作用为10-2，弱相互作用是10-19— 10-13，引力相互作用是10-39。
致力于各种相互作用的统一，曾是许多科学家 追求的目标。目前探索各种相互作用的大统一 理论仍是物理学研究的前沿。
2061计划》中，对科学本质进行了阐述。
一、科学世界观 （1）世界是可知的 （2）科学理论是变化的 （3）科学知识的持久性：只是修正而不是彻底否定。 （4）科学不能为所有的问题提供全部的答案。
2 科学的本质
二、科学探究 （1）科学需要证据 （2）科学是逻辑与想象的结合 （3）科学能进行解释和预见 （4）科学家需要明辨是非、避免偏见 （5）科学不奉行独裁主义
概览
第一章 物理课程
第一节 课程概述
第二节 物理课程的基本问题
第三节 物理课程标准
第四节 中学物理课程改革的特点与趋势
第一节 课程概述
1 什么是课程？
课程一词起源于拉丁语，意为“跑道”。在学校教育中， 其原意是指课业及进程，但在现代受广泛批评。
三种有影响的含义————
▲课程即教学科目。把课程等同于所教的科目。 ▲课程即活动。课程是学校为学生进行教育而设计和进
2 科学的本质
三、科学事业 （1）科学是一项复杂的社会活动 （2）科学分为不同学科 （3）科学研究中有普遍接受的道德规范 （4）科学家在参与公共事务时，既是专家又是公民
3 物理学的学科特点
（1）物理学是一门以实验为基础的科学 （2）是一门严密的理论科学 （3）是一门精密的定量科学 （4）是一门应用非常广泛的基础科学 （5）是一门带有方法论性质的科学
《大学物理课程PPT课件》
大学物理课程
欢迎来到大学物理课程的世界！我们将带您探索电学基础与电场力学、磁场 力学、光学基础与介质光学等主题，精心设计以确保让您轻松理解并享受物 理的乐趣。
1. 电学基础与电场力学
1
基本概念
学习电荷、电场和电力线的概念，了解库仑定律和电场强度的计算方法。
2
电场模型
研究静电力场、电场线的性质以及电势的概念和计算方法。
5. 物理学常数与单位
1 自然常数
2 SI单位
3 重要常数
介绍普朗克常数、光速 等自然常数的意义和应 用。
了解国际单位制（SI） 的基本单位，并探索物 理量的衍生单位。
研究一些重要的物理学 常数，如万有引力常数 和电子电荷。
6. 运动学与牛顿定律
运动的描述
学习将运动描述为位置、 速度和加速度的函数。
刚体的旋转运动
研究刚体的转动、力矩和角动 量等概念。
刚体的平衡
了解刚体平衡条件和杆平衡的 问题。
动力学
探索作用力与加速度、动量定 理和动量守恒的应用。
3
电介质Leabharlann 了解电介质的性质，如极化和电介质的电容性能。
2. 磁场力学
磁场的产生
研究电流的产生磁场和磁 场对电荷的作用力。
洛伦兹力
了解磁场对运动带电粒子 的作用力和洛伦兹力的计 算。
安培环路定理
学习安培环路定理以及通 过它计算磁场强度。
3. 光学基础与介质光学
光的反射
研究光线的反射、反射定律以 及镜面反射的特性。
牛顿定律
了解牛顿三定律，探索引 力、摩擦力和惯性的影响。
物体的运动
研究物体的加速度、力和 质量之间的关系以及运动 图表的分析。
7. 动量、能量和功
欢迎来到大学物理课程的世界！我们将带您探索电学基础与电场力学、磁场 力学、光学基础与介质光学等主题，精心设计以确保让您轻松理解并享受物 理的乐趣。
1. 电学基础与电场力学
1
基本概念
学习电荷、电场和电力线的概念，了解库仑定律和电场强度的计算方法。
2
电场模型
研究静电力场、电场线的性质以及电势的概念和计算方法。
5. 物理学常数与单位
1 自然常数
2 SI单位
3 重要常数
介绍普朗克常数、光速 等自然常数的意义和应 用。
了解国际单位制（SI） 的基本单位，并探索物 理量的衍生单位。
研究一些重要的物理学 常数，如万有引力常数 和电子电荷。
6. 运动学与牛顿定律
运动的描述
学习将运动描述为位置、 速度和加速度的函数。
刚体的旋转运动
研究刚体的转动、力矩和角动 量等概念。
刚体的平衡
了解刚体平衡条件和杆平衡的 问题。
动力学
探索作用力与加速度、动量定 理和动量守恒的应用。
3
电介质Leabharlann 了解电介质的性质，如极化和电介质的电容性能。
2. 磁场力学
磁场的产生
研究电流的产生磁场和磁 场对电荷的作用力。
洛伦兹力
了解磁场对运动带电粒子 的作用力和洛伦兹力的计 算。
安培环路定理
学习安培环路定理以及通 过它计算磁场强度。
3. 光学基础与介质光学
光的反射
研究光线的反射、反射定律以 及镜面反射的特性。
牛顿定律
了解牛顿三定律，探索引 力、摩擦力和惯性的影响。
物体的运动
研究物体的加速度、力和 质量之间的关系以及运动 图表的分析。
7. 动量、能量和功
《大学物理学》PPT课件
5
a b ab ab
三.标量积(点积、数量积、内积)
a b a b cos abcos
a axi ay j azk b bxi by j bzk
a b axbx ayby azbz
6
a b abcos
四.矢量积(向量积、叉积、外积) c
ab c
c ab absin
从起点A到终点B的有向线
段AB=r, 称为质点在时间t内
的位移。
zC
A
•
S
而A到B的路径长度S, 称
为路程。
r(t)
r • B
(1)位移是位置矢量r 在时间 o t内的增量:
r(t+t)
y
r r(t t) r(t)
x
图1-2
15
在直角坐标系中，若t1、t2时刻的位矢分别为r1和 r2 ,则这段时间内的位移为
19
质点的(瞬时)速度:
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
质点的(瞬时)速率:
=
lim
t0
S t
dS dt
(1-12)
这表明,质点在t时刻的速度等于位置矢量r 对时间 的一阶导数; 而速率等于路程S对时间的一阶导数。
20
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
=
lim
t0
S t
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
a b ab ab
三.标量积(点积、数量积、内积)
a b a b cos abcos
a axi ay j azk b bxi by j bzk
a b axbx ayby azbz
6
a b abcos
四.矢量积(向量积、叉积、外积) c
ab c
c ab absin
从起点A到终点B的有向线
段AB=r, 称为质点在时间t内
的位移。
zC
A
•
S
而A到B的路径长度S, 称
为路程。
r(t)
r • B
(1)位移是位置矢量r 在时间 o t内的增量:
r(t+t)
y
r r(t t) r(t)
x
图1-2
15
在直角坐标系中，若t1、t2时刻的位矢分别为r1和 r2 ,则这段时间内的位移为
19
质点的(瞬时)速度:
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
质点的(瞬时)速率:
=
lim
t0
S t
dS dt
(1-12)
这表明,质点在t时刻的速度等于位置矢量r 对时间 的一阶导数; 而速率等于路程S对时间的一阶导数。
20
lim r dr
(1-9)
t0 t dt
=
lim
t0
S t
r r2 r1 ( x2 x1 )i ( y2 y1 ) j ( z2 z1 )k
在x轴方向的位移为
r ( x2 x1 )i
注意：坐标的增量x = x2-x1是位移，而不是路程!
16
(2)位移和路程是两个不同的概念。 位移代表位置变化，是矢量，在图1-2中，是有向
大学物理力学部分课件
机械能守恒定律
在没有外力或外力做功为零的情况下，质点或系统的动能和势能之和保持不变。
THANKS
感谢观看
冲量
描述力作用效果的物理量，等于力的 作用时间与力的乘积。
动能与势能
动能
物体由于运动而具有的能量，等于物体质量与速度平方的一 半的乘积。
势能
物体由于位置而具有的能量，如重力势能、弹性势能等。
力的矩与扭矩
力的矩
描述力对物体转动效应的物理量，等 于力的大小、力臂（从转动轴到力的 垂直距离）的乘积。
扭矩
力的分解
将一个力分解为两个或多个分力，这些分力共同产生与原力相同的效应。
02
运动学
直线运动01ຫໍສະໝຸດ 020304
定义
物体在直线上运动时，其位置 可以用一个坐标来描述。
性质
直线运动是最简单的运动形式 ，具有方向性和可重复性。
分类
根据速度是否变化，直线运动 可分为匀速直线运动和变速直
线运动。
应用
在日常生活中，许多物体的运 动都可以近似为直线运动，例
如火车在铁轨上的运动。
曲线运动
定义
物体在空间中沿曲线轨迹的运 动。
性质
曲线运动具有方向性和不可重 复性。
分类
根据物体受到的力是否恒定， 曲线运动可分为匀速曲线运动 和变速曲线运动。
应用
行星绕太阳的运动、篮球的投 篮等都是曲线运动的实例。
相对运动与绝对运动
相对运动
描述一个物体相对于另一个物体的运 动状态。
绝对运动
描述一个物体相对于固定参考系（如 地球）的运动状态。
关系
相对运动和绝对运动是相互关联的， 一个物体的绝对运动会通过相对运动 反映到另一个物体上。
在没有外力或外力做功为零的情况下，质点或系统的动能和势能之和保持不变。
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冲量
描述力作用效果的物理量，等于力的 作用时间与力的乘积。
动能与势能
动能
物体由于运动而具有的能量，等于物体质量与速度平方的一 半的乘积。
势能
物体由于位置而具有的能量，如重力势能、弹性势能等。
力的矩与扭矩
力的矩
描述力对物体转动效应的物理量，等 于力的大小、力臂（从转动轴到力的 垂直距离）的乘积。
扭矩
力的分解
将一个力分解为两个或多个分力，这些分力共同产生与原力相同的效应。
02
运动学
直线运动01ຫໍສະໝຸດ 020304
定义
物体在直线上运动时，其位置 可以用一个坐标来描述。
性质
直线运动是最简单的运动形式 ，具有方向性和可重复性。
分类
根据速度是否变化，直线运动 可分为匀速直线运动和变速直
线运动。
应用
在日常生活中，许多物体的运 动都可以近似为直线运动，例
如火车在铁轨上的运动。
曲线运动
定义
物体在空间中沿曲线轨迹的运 动。
性质
曲线运动具有方向性和不可重 复性。
分类
根据物体受到的力是否恒定， 曲线运动可分为匀速曲线运动 和变速曲线运动。
应用
行星绕太阳的运动、篮球的投 篮等都是曲线运动的实例。
相对运动与绝对运动
相对运动
描述一个物体相对于另一个物体的运 动状态。
绝对运动
描述一个物体相对于固定参考系（如 地球）的运动状态。
关系
相对运动和绝对运动是相互关联的， 一个物体的绝对运动会通过相对运动 反映到另一个物体上。
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f
d d d x k d m m m dx d x dt x2 dt
∴
dx d k , mx 2
d
0
v
A/ 4
A
k dx 2 mx
1 2 k 4 1 3 ( ) k 2 m A A mA
6k mA
光滑
解：选对象: 以m, M为对象 看运动: m对地的加速度 / am aM a
10
查受力: m,Ｍ 的受力如图
y N
y
R
aM
a/
x
mg
Mg
x
N/
列方程:
对于m:
N sin mamx
N cos mg mamy
/ am aM a
dp F dt
d ma F m dt
d (m ) F dt
m与运动无关
瞬时性：第二定律是力的瞬时作用规律
F , a 之间一一对应
矢量性：有大小和方向，可合成与分解
F F1 F2 Fi
i
5
分解:
直角坐标系中：
Fix ma x Fiy ma y Fiz maz
8
四、牛顿定律的应用
说明： (1)牛顿定律只适用于惯性系 (2)牛顿定律只适用于质点模型 解题思路: (1)选取对象 (2)分析运动（轨迹、速度、加速度） (3)分析受力（隔离物体、画受力图） (4)列出方程（标明坐标的正方向； 从运动关系上补方程） (5)求解讨论（量纲？特例？等等）
9
例：质量为M的光滑尖劈，倾角为 置于光滑的水 平面上， 质量为m的物体放在尖劈的斜面上，求： 1.物体M对地的加速度aM 2.物体m对M的加速度a/ m 3.物体m与M间的弹力N aM a/ 4.尖劈与桌面间的弹力R M
12
例: A、B为轻质滑轮，物体m1>m2 >m3。绳轻且 不可伸长，求各物体对地加速度及绳中张力 。 解：选 m1 ,m2, m3为对象 设向下为x轴正方向. A T a1为m1对地加速度 T aB/为m2,m3对滑轮B的 B 相对加速度 m a mg 受力如图 T m a 列方程: 对m1 m1 g T1 m1 a1 T
/ amx aMx a x aM a / cos
amy aMy a /y 0 a / sin
N sin m(aM a / cos )
N cos mg ma/ sin
11
y
对于Ｍ: 联立求得
N sin MaM R Mg N cos 0
经典力学中不区分引力质量和惯性质量
相对性：必须指明参考系 牛顿第二定律也只适用于惯性系
7
三、牛顿第三定律
每一个作用总是有一个相等的反作用和它相 对抗;或者说，两物体彼此之间的相互作用永远 相等，并且各自指向其对方。
m1
F1 F2
作用力与反作用力
m2
说明： ①总是成对出现，一一对应的。 ②不是一对平衡力。 ③属于同一性质的力。 若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律 的这种表达就失效了，这时取而代之的是动 量守恒定律。
R
aM
m sin cos aM g M m sin2 M m cos N g M m sin2 R M M m g 2 M m sin
Mg
x
N/
a/
( M m ) sin g 2 M m sin
特例检查: 若没有重力（g =0） aM =0, a/ =0, N=0, R=0 正确！ 若 =900时，结果如何？ 若 =00时，结果如何？
Fi ma Fin man
自然坐标系中： 定量量度了惯性:
m A aB mB a A
① 质量是物体惯性大小的量度；
② 引力质量：
6
GMm F r0 2 r
实验中测得同一地点，不同物体的重力加速度相同
GMm引 F m惯 g R2
m1惯 m2惯 GM 1 2 m1引 m2引 gR
(2) 定义了惯性参考系 惯性定律成立的参照系为称惯性参 考系，简称惯性系。
3
S/系
光滑
S系
a/
as
① 确定惯性系──只有通过力学实验 ② 相对于已知惯性系作匀速直线运动的参 照系也是惯性系 非惯性系： 相对于已知惯性系作加速运动的参照系 牛顿第一定律只适用于惯性系。
4
二、牛顿第二定律
运动的改变与所加的动力成正比，并发 生在所加的力的那个直线方向上.
1 1 1 1 1 2
/ B
2
3
对m2 m2 g T2 m2 (a1 a )
/ B
m2g
m3 m3g
aB/
/ ) 对m3 m3 g T2 m3 (a1 aB
T1 2T2 0
13
a1
m1m2 m1m3 4m2 m3 g m1m2 m1m3 4m2 m3
/ aB
2m1 (m2 m3 ) g m1m2 m1m3 4m2 m3
特例检查: 若 m1>m2=m3, 则 a/ =0
m1 2m2 a1 g m1 2m2
正确！
若 m1>m2=m3, 且m1=m2+m3 则 a/ =0, a1=0
正确！
14
例:已知一质量为m的质点在x轴上运动，质点只 受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离 原点的距离x的平方成反比，即 f k / x 2 ，k是比 例常数．设质点在 x=A时的速度为零，求质点在 x=A /4处的速度的大小． 解：根据牛顿第二定律
第2章 质点动力学
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4 牛顿运动定律 非惯性系 惯性力 动量 动量守恒定律 功 学。
2
§2.1 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
每个物体继续保持其静止或沿一直线作 等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它 改变这种状态。 牛顿第一定律又称为惯性定律。 说明：(1) 定性给出了力与惯性的重要概念 力是物体与物体间的相互作用。 惯性是物体的固有属性。
d d d x k d m m m dx d x dt x2 dt
∴
dx d k , mx 2
d
0
v
A/ 4
A
k dx 2 mx
1 2 k 4 1 3 ( ) k 2 m A A mA
6k mA
光滑
解：选对象: 以m, M为对象 看运动: m对地的加速度 / am aM a
10
查受力: m,Ｍ 的受力如图
y N
y
R
aM
a/
x
mg
Mg
x
N/
列方程:
对于m:
N sin mamx
N cos mg mamy
/ am aM a
dp F dt
d ma F m dt
d (m ) F dt
m与运动无关
瞬时性：第二定律是力的瞬时作用规律
F , a 之间一一对应
矢量性：有大小和方向，可合成与分解
F F1 F2 Fi
i
5
分解:
直角坐标系中：
Fix ma x Fiy ma y Fiz maz
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四、牛顿定律的应用
说明： (1)牛顿定律只适用于惯性系 (2)牛顿定律只适用于质点模型 解题思路: (1)选取对象 (2)分析运动（轨迹、速度、加速度） (3)分析受力（隔离物体、画受力图） (4)列出方程（标明坐标的正方向； 从运动关系上补方程） (5)求解讨论（量纲？特例？等等）
9
例：质量为M的光滑尖劈，倾角为 置于光滑的水 平面上， 质量为m的物体放在尖劈的斜面上，求： 1.物体M对地的加速度aM 2.物体m对M的加速度a/ m 3.物体m与M间的弹力N aM a/ 4.尖劈与桌面间的弹力R M
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例: A、B为轻质滑轮，物体m1>m2 >m3。绳轻且 不可伸长，求各物体对地加速度及绳中张力 。 解：选 m1 ,m2, m3为对象 设向下为x轴正方向. A T a1为m1对地加速度 T aB/为m2,m3对滑轮B的 B 相对加速度 m a mg 受力如图 T m a 列方程: 对m1 m1 g T1 m1 a1 T
/ amx aMx a x aM a / cos
amy aMy a /y 0 a / sin
N sin m(aM a / cos )
N cos mg ma/ sin
11
y
对于Ｍ: 联立求得
N sin MaM R Mg N cos 0
经典力学中不区分引力质量和惯性质量
相对性：必须指明参考系 牛顿第二定律也只适用于惯性系
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三、牛顿第三定律
每一个作用总是有一个相等的反作用和它相 对抗;或者说，两物体彼此之间的相互作用永远 相等，并且各自指向其对方。
m1
F1 F2
作用力与反作用力
m2
说明： ①总是成对出现，一一对应的。 ②不是一对平衡力。 ③属于同一性质的力。 若相对论效应不能忽略时，牛顿第三定律 的这种表达就失效了，这时取而代之的是动 量守恒定律。
R
aM
m sin cos aM g M m sin2 M m cos N g M m sin2 R M M m g 2 M m sin
Mg
x
N/
a/
( M m ) sin g 2 M m sin
特例检查: 若没有重力（g =0） aM =0, a/ =0, N=0, R=0 正确！ 若 =900时，结果如何？ 若 =00时，结果如何？
Fi ma Fin man
自然坐标系中： 定量量度了惯性:
m A aB mB a A
① 质量是物体惯性大小的量度；
② 引力质量：
6
GMm F r0 2 r
实验中测得同一地点，不同物体的重力加速度相同
GMm引 F m惯 g R2
m1惯 m2惯 GM 1 2 m1引 m2引 gR
(2) 定义了惯性参考系 惯性定律成立的参照系为称惯性参 考系，简称惯性系。
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S/系
光滑
S系
a/
as
① 确定惯性系──只有通过力学实验 ② 相对于已知惯性系作匀速直线运动的参 照系也是惯性系 非惯性系： 相对于已知惯性系作加速运动的参照系 牛顿第一定律只适用于惯性系。
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二、牛顿第二定律
运动的改变与所加的动力成正比，并发 生在所加的力的那个直线方向上.
1 1 1 1 1 2
/ B
2
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对m2 m2 g T2 m2 (a1 a )
/ B
m2g
m3 m3g
aB/
/ ) 对m3 m3 g T2 m3 (a1 aB
T1 2T2 0
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a1
m1m2 m1m3 4m2 m3 g m1m2 m1m3 4m2 m3
/ aB
2m1 (m2 m3 ) g m1m2 m1m3 4m2 m3
特例检查: 若 m1>m2=m3, 则 a/ =0
m1 2m2 a1 g m1 2m2
正确！
若 m1>m2=m3, 且m1=m2+m3 则 a/ =0, a1=0
正确！
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例:已知一质量为m的质点在x轴上运动，质点只 受到指向原点的引力的作用，引力大小与质点离 原点的距离x的平方成反比，即 f k / x 2 ，k是比 例常数．设质点在 x=A时的速度为零，求质点在 x=A /4处的速度的大小． 解：根据牛顿第二定律
第2章 质点动力学
§2.1 §2.2 §2.3 §2.4 牛顿运动定律 非惯性系 惯性力 动量 动量守恒定律 功 学。
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§2.1 牛顿运动定律
一、牛顿第一定律
每个物体继续保持其静止或沿一直线作 等速运动的状态，除非有力加于其上迫使它 改变这种状态。 牛顿第一定律又称为惯性定律。 说明：(1) 定性给出了力与惯性的重要概念 力是物体与物体间的相互作用。 惯性是物体的固有属性。