1.质点运动的基本概念
(1).位置、位移和路程
位置指运动质点在某一时刻的处所,在直角坐标系中,可用质点在坐标轴上的投影坐标(x,y,z)来表示。在定量计算时,为了使位置的确定与位移的计算一致,人们还引入位置矢量(简称位矢)的概念,在直角坐标系中,位矢r定义为自坐标原点到质点位置P(x,y,z)所引的有向线段,故有r= ,r的方向为自原点O点指向质点P,如图所示。
位移指质点在运动过程中,某一段时间 内的位置变化,它的方向为自始位置指向末位置。
路程指质点在时间内通过的实际轨迹的长度。
(2).平均速度和平均速率
平均速度是质点在一段时间内通过的位移和所用时间之比
,平均速度是矢量,方向与位移△x的方向相同。
平均速率是质点在一段时间内通过的路程与所用时间的比值,是标量。
(3).瞬时速度和瞬时速率
瞬时速度是质点在某一时刻或经过某一位置是的速度,它定义为在时的平均速度的极限,简称为速度,即v= 。
瞬时速度是矢量,它的方向就是平均速度极限的方向。瞬时速度的大小叫瞬时速率,简称速率。
(4).加速度
加速度是描述物体运动速度变化快慢的物理量,等于速度对时间的变化率,即a= ,这样求得的加速度实际上是物体运动的平均加速度,瞬时加速度应为a= 。加速度是矢量。
2.相对运动
物体的运动是相对于参照系而言的,同一物体的运动相对于不同的参照系其运动情况不相同,这就是运动的相对性。我们通常把物体相对于基本参照系(如地面等)的运动称为“绝对运动”,把相对于基本参照系运动着的参照系称为运动参照系,运动参照系相对于基本参照系的运动称为“牵连运动”,而物体相对于运动参照系的运动称为“相对运动”。显然绝对速度和相对速度一般是不相等的,它们之间的关系是:绝对速度等于相对速度与牵连速度的矢量和。
即:v绝=v相+v或v甲对地= v甲对乙+ v乙对地。
此式为矢量式,若在一条直线上,要注意各量的正负。
3.匀变速直线运动
三个基本公式是:
速度公式vt=v0+at ;
位移公式x= v0t+ at2;
位移和速