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程守洙《普通物理学》（第6版）（上册）笔记和课后习题（含考研真题）详解试读：
第1章 力和运动
1.1 复习笔记
一、质点运动的描述
机械运动是指一个物体相对于另一个物体的位置，或者一个物体的某些部分相对于其他部分的位置，随着时间而变化的过程．
1．质点（1）质点是指具有一定质量且大小和形状可以忽略的理想物体；（2）质点的简化具有相对性．
2．参考系和坐标系（1）参考系
①参考系是指在描述物体运动时，被选作参考的物体或物体系；
②参考系的选择具有任意性．（2）坐标系
①选取
在参考系上选定一点作为坐标系的原点O，取通过原点并标有长度的线作为坐标轴．
②常用坐标系
笛卡尔坐标系、平面极坐标系和球坐标系等．（3）参考系和坐标系的关系
坐标系用来定量地描述一个物体在各时刻相对于参考系的位置．
3．空间和时间（1）空间反映物质的广延性，与物体的体积和物体位置的变化相联系；（2）时间反映物理事件的顺序性和持续性．
4．运动学方程
在选定的参考系中，运动质点的位置P（x，y，z）是t的函数，即x＝x（t），y＝y（t），z＝z（t）
5．位矢（1）位矢是用来确定某时刻质点位置的矢量，用表示．（2）特点
①矢量性；
②瞬时性；
③相对性．
6．位移
位移表示质点在一段时间内位置改变的矢量，用表示．
7．速度（1）平均速度：（2）瞬时速度（速度）：
8．加速度（1）质点的平均加速度（2）瞬时加速度
加速度是矢量：
①a与v成锐角，速率增加；
②a与v成钝角，速率减小；
③a与v成直角，速率不变．
二、圆周运动和一般曲线运动
1．切向加速度和法向加速度
自然坐标系下的加速度
式中，切向加速度a和法向加速度a分别为：tn
2．圆周运动的角量描述（1）圆周运动的瞬时角速度（角速度）
式中，△θ为角位移，单位为rad；ω的单位为1/s或rad/s．（2）圆周运动的瞬时角加速度（角加速度） 22
式中，α的单位为1/s或rad/s．（3）角量和线量的关系
3．抛体运动的矢量描述（1）速度分量：（2）速度矢量：（3）加速度：（4）位矢：（5）轨迹方程：
三、相对运动 常见力和基本力
1．相对运动（1）伽利略坐标变换（2）速度变换与加速度变换
质点P在K’系的速度/加速度与它在K系的速度/加速度的关系
质点在两个相对作匀速直线运动的参考系中的加速度是相同的．
2．常见力（1）重力
重力是指地球表面附近的物体受到地球的吸引作用而使物体受到的力．（2）弹力
弹力是指形变物体恢复原状时与它接触的物体产生的力．
弹力的三种表现形式：
①两物体间的相互挤压
两物体间相互挤压所产生的弹力又称正压力或支承力．
该力大小取决于相互挤压的程度，方向总是垂直于接触面并指向对方．
②绳线对物体的拉力
该力大小取决于绳线收紧的程度，方向总是沿着绳线并指向绳线收紧的方向．
③弹簧的弹力
弹簧的弹力总是力图使弹簧恢复原状，又称恢复力．F＝－kx（胡克定律）
式中：k为弹簧的劲度系数或劲度，负号表示弹力和位移方向相反．（3）摩擦力
摩擦力是指两个相互接触的物体在沿接触面相对运动或有相对运动的趋势时，在接触面间产生的一对阻止相对运动的力．（4）万有引力
万有引力是存在于任何两个物体之间的吸引力．
式中：G为引力常量，．
3．基本力（1）电磁力
电磁力是指存在于静止电荷之间的电性力以及存在于运动电荷之间的电性力和磁性力．（2）强力
强力是指存在于核子、介子和超子之间的强相互作用．（3）弱力
弱力是指在亚原子领域中存在的短程相互作用．
四、牛顿运动定律
1．牛顿第一定律
任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到作用在它上面的力迫使它改变这种状态为止，又称惯性定律．
相关说明：（1）惯性是物体所具有的保持其原有运动状态不变的特性．（2）力是引起运动状态改变的原因．（3）牛顿定律只适用于惯性系．
2．牛顿第二定律
物体受到外力作用时，它所获得的加速度的大小与外力的大小成正比，并与物体的质量成反比，加速度方向与外力方向相同．
力是物体产生加速度的原因，并非物体有速度的原因．
3．牛顿第三定律
两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等方向相反．
五、伽利略相对性原理 非惯性系 惯性力
1．伽利略相对性原理（1）一切彼此作匀速直线运动的惯性系，对于描写机械运动的力学规律来说是完全等价的．（2）在一个惯性系的内部所作的任何力学实验都不能够确定这一惯性系本身是静止状态，还是在作匀速直线运动．
2．经典力学的时空观
不同惯性系K与K’中的运动加速度满足：a＝a＇
3．非惯性系（1）非惯性系是指对惯性系作加速运动的参考系；（2）在非惯性系下，牛顿定律不成立．
3．惯性力（1）惯性力是在非惯性系中来自参考系本身的加速效应的力．F＝－ma惯（2）非惯性系下的牛顿定律
1.2 课后习题详解
一、复习思考题§1-1 质点运动的描述
1-1-1 回答下列问题：（1）一物体具有加速度而其速度为零，是否可能？（2）一物体具有恒定的速率但仍有变化的速度，是否可能？（3）一物体具有恒定的速度但仍有变化的速率，是否可能？（4）一物体具有沿Ox轴正方向的加速度而又有沿Ox轴负方向的速度，是否可能？（5）一物体的加速度大小恒定而其速度的方向改变，是否可能？
答：速度是表示物体运动的方向和快慢的物理量，为矢量，是位矢r的时间变化率；速率是表示速度的大小，为标量，是路程s对时间的的变化率；加速度是表示速度变化的快慢和方向的物理量，为矢量，是速度v的时间变化率．（1）可能．如：①竖直上抛物体运动到最高点的时刻，具有加速度（等于重力加速度），物体的速度为零；②弹簧振子在水平面上振动时，在位移达到最大值时，加速度不为零，而速度为零．（2）可能．速度是矢量，有大小和方向；速率是速度的大小．如，物体作匀速率圆周运动时，速度的大小（即速率）不变，但其方向不断变化着，因而其速度一直变化．（3）不可能．因为速度是矢量，有大小（即速率）和方向，当速率变化时，速度必将改变，不可能恒定．（4）可能．如：物体匀减速直线运动时的加速度方向和速度方向相反．（5）可能．如：①物体作抛体运动时，其加速度为重力加速度，大小和方向恒定保持不变，而其速度（大小和方向）却时刻变化着；②物体作匀速率圆周运动，其向心加速度的大小保持不变，但其速度的方向时刻沿圆周的切线方向，即速度的方向在改变着．
1-1-2 回答下列问题：（1）位移和路程有何区别？在什么情况下两者的量值相等？在什么情况下并不相等？（2）平均速度和平均速率有何区别？在什么情况下两者的量值相等？瞬时速度和平均速度的关系和区别是怎样的？瞬时速率和平均速率的关系和区别又是怎样的？
答：（1）①位移和路程的区别
a．位移是矢量，是以质点在△t时间内从起点到终点的有向线段来表示；
b．路程是标量，是在△t时间内质点实际路径的长度．在图1-1中，是位移，是路程．图1-1-1
②两者量值相等和不相等时的情况
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]