自主招生高中物理辅导教程:运动学§2
1 质点运动学的基本概念2.1.1、参照物和参照系要准确确定质点的位置及其变化,必须事先选取另一个假定不动的物体作参照,这个被选的物体叫做参照物
为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标,构成坐标系
通常选用直角坐标系 O-xyz,有时也采用极坐标系
平面直角坐标系一般有三种,一种是两轴沿水平竖直方向,另一是两轴沿平行与垂直斜面方向,第三是两轴沿曲线的切线和法线方向(我们常把这种坐标称为自然坐标)
2.1.2、位矢位移和路程在直角坐标系中,质点的位置可用三个坐标 x,y,z 表示,当质点运动时,它的坐标是时间的函数x=X(t)y=Y(t)z=Z(t)这就是质点的运动方程
质点的位置也可用从坐标原点 O 指向质点 P(x、y、z)的有向线段 r 来表示
如图 2-1-1F*MM所示,r 也是描述质点在空间中位置的物理量
r 的长度为质点到原点之间的距离,r 的方向由余弦 cosjcos 卩、cos 丫决定,它们之间满足cos2a+cos2p+cos2丫二 1 当质点运动时,其位矢的大小和方向也随时间而变,可表—*■—b-示为厂=厂(t)
在直角坐标系中,设分别为 i、丿、k沿方向 x、y、z 和单位矢量,则 r 可表示为,Zr(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k—s-位矢厂与坐标原点的选择有关
研究质点的运动,不仅要知道它的位置,还必须知道它的位置的变化情况,如果质点从空间一点 P1(X1,yi,Z1)运动到另一点 P2(X2,y2,Z2),相应的位矢由 r]变到 r2,其改变量为—*■ArAr=r-r=(x-x)i+(y-y)j+(z-z)k21212121称为质点的位移,如图 2-1-2 所示,位移是矢量,它是从初始位置指向终止位置的一个有向线段
它描写在一定时间内质点位置变动的大小和方向
它与坐标原点的选择无关