第一篇力学
力学
1运动学：只从几何观点研究物体的运动。如位置、速度、加速度等，而不涉及物体间的相互作用。2动力学：研究物体间相互作用的规律。3静力学：研究力及力矩的平衡问题（此内容本课程不讲）
第一章
质点运动学
§11质点运动的描述
一、参照系坐标系1、参照系
质点
z
参考系
为描述物体运动而选择的参考物体叫参照系。
o
2、坐标系为了定量地研究物体的运动，要选择一个与参照系相对静止的坐标系。如图11。说明：参照系、坐标系是任意选择的，视处理问题方便而定。3、质点忽略物体的大小和形状，而把它看作一个具有质量、占据空间位置的物体，这样的物体称为质点。说明：⑴质点是一种理想模型，而不真实存在（物理中有很多理想模型）⑵质点突出了物体两个基本性质2）占有位置1）具有质量
y
坐标系
x
图11
f⑶物体能否视为质点是有条件的、相对的。二、位置矢量运动方程1、位置矢量定义：由坐标原点到质点所在位置的矢量称为位置矢量（简称位矢或径矢）。如图12，取的是直角坐标系，r为质点P的位置矢量rxiyjzk位矢大小：
rrx2y2z2
r方向可由方向余弦确定：
cosx，cosr

轨迹方程位移
z
z
Pr

y

y
x
（11）
x
图12
（12）

yz，cosrr
2、运动方程质点的位置坐标与时间的函数关系，称为运动方程。运动方程⑴矢量式：rtxtiytjztk⑵标量式：xxt，yyt，zzt3、轨迹方程从式（14）中消掉t，得出x、y、z之间的关系式。如平面上运动质点，运动方程为xt，yt2，得轨迹方程为yx2（抛物线）4、位移以平面运动为例，取直角坐标系，如图13。设t、tt时刻质点位矢分别为r1、r2，则t时间间隔内位矢变化为（14）
（13）
y
At
S
r
Btt
r1
rr2r1
称r为该时间间隔内质点的位移。

r2
（15）
o
图13
x
frr2r1x2x1iy2y1j
大小为
rx2x12y2y12
（16）
讨论：⑴比较r与r：二者均为矢量；前者是过程量，后者为瞬时量⑵比较r与s（A→B路程）二者均为过程量；前者是矢量，后者是标量。一般情况下rs。当t0时，rs。⑶什么运动情况下，均有rs？三、速度为了描述质点运动快慢及方向，从而引进速度概念。1、平均速度如图13定r