大学物理教学课件第章质点运动学

第几章 输入相关内容,*,物理学,第五版,*,第一章 质点运动学,物理学,第五版,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,大学物理课件第章质点运动学,聪明出于勤奋，天才在于积累,大学物理课件第章质点运动学大学物理课件第章质点运动学聪明出于勤奋，天才在于积累2第几章 输入相关内容本章目录1-1 质点运动的描述1-2 圆周运动1-3 相对运动1-0 教学基本要求第一章 质点运动学3第几章 输入相关内容,本章目录,1-1 质点运动的描述,1-2 圆周运动,1-3 相对运动,1-0 教学基本要求,选择进入下一节：,END,第一章 质点运动学,6,第几章 输入相关内容,物体大小和形状的变化对其运动的影响可忽略时的理想模型,一参考系质点,为描述物体运动而选的标准物,1,参考系,2,质点,物体能否抽象为质点，视具体情况而定,地日平均间距：,1.5,10,8,km,地球半径：,6.37,10,3,km,太阳,地球,1-1 质点运动的描述,7,二 位置矢量运动方程位移,1,位置矢量,*,方向：,大小：,1-1 质点运动的描述,8,分量式,从上式中消去参数 得质点的,轨迹方程,2,运动方程,P,1-1 质点运动的描述,9,3,位移,平面,运动:,三维,运动:,B,A,1-1 质点运动的描述,10,4,路程,(,),从,P,1,到,P,2,：,路程,(,3,),位移是,矢量，,路程是,标量,位移与路程的区别,(,1,),两点间位移是唯一的,(,2,),一般情况 ,1-1 质点运动的描述,11,注意,的意义不同,， ，,1-1 质点运动的描述,12,三速度,1,平均速度,在 时间内，质点位移为,B,A,s,D,1-1 质点运动的描述,13,2,瞬时速度（简称,速度,）,若质点在,三维,空间中运动，其速度,1-1 质点运动的描述,14,当 时,速度,方向,切线向前,速度,大小,速度 的值,速率,1-1 质点运动的描述,15,一运动质点在某瞬时位于位矢 的端点处，其速度大小为,（A）,（B）,（C）,（D）,讨论,注意,1-1 质点运动的描述,16,（,1,）,求 时的速度,（,2,）,作出质点的运动轨迹图,例1,设质点的运动方程为,其中,式中,x,，,y,的单位为,m,(米),，,t,的单位为,s,(,秒,),，,1-1 质点运动的描述,17,速度 的值 ，它与 轴之间的夹角,解,(,1,),由题意可得,时速度为,已知：,1-1 质点运动的描述,18,（2）,运动方程,0,轨迹图,2,4,6,- 6,- 4,- 2,2,4,6,消去参数 可得轨迹方程为,1-1 质点运动的描述,19,1-1 质点运动的描述,A,B,l,例2,如图,A,、,B,两物体由一长为 的刚性细杆相连，,A,、,B,两物体可在光滑轨道上滑行如物体,A,以恒定的速率 向左滑行, 当 时, 物,体,B,的速率为多少？,20,解,两边求导得,A,B,l,因,选如图的坐标轴,1-1 质点运动的描述,21,即,A,B,l,沿 轴正向,当 时，,1-1 质点运动的描述,22,1-1 质点运动的描述,1,平均加速度,B,与 同方向,四 加速度,A,在 时间内，质点速度增量为,23,2,(瞬时),加速度,1-1 质点运动的描述,24,加速度,大小,加速度,方向,曲线运动 指向凹侧,直线运动,注意：,物理量,的共同特征是都具有,矢量性,和,相对性,1-1 质点运动的描述,25,1-1 质点运动的描述,运动方程是运动学问题的核心。,已知运动方程，求质点任意时刻的位置、速度以及加速度,已知运动质点的速度函数（或加速度函数）以及初始条件求质点的运动方程,五.各个物理量之间的关系运动学的两类问题,26,1. 已知 ，求,1-1 质点运动的描述,27,解（1）由运动方程得，直角坐标系下的分量形式为：,例1,已知质点的运动方程为：,求：,（1）轨道方程；,（2）在t=2s时质点的位置、速度以及加速度；,消去t可得轨道方程：,1-1 质点运动的描述,28,（2）把t=2s代入运动方程得：,又由,可得：,由,可得：,1-1 质点运动的描述,29,由,即,同理,(1) 已知 ， 求,2. 已知 ，求,1-1 质点运动的描述,30,如质点沿X轴做直线运动：,在匀速，匀加速时公式形式？,匀速,匀加速,思考,1-1 质点运动的描述,31,(2) 已知,求,(仅讨论一维情况),1-1 质点运动的描述,32,例2,： 在与速度成正比的阻力影响下，一个质点具有加速度a，其大小为-0.2v，求需多长时间才能使质点的速率减小到原来的一半。,解: 由加速度定义式,将a代入,整理,积分,1-1 质点运动的描述,33,1-1 质点运动的描述,例3,有一个球体在某液体中竖直下落, 其初速度 ，它在液体中的加速度为 ，问：,(,1,),经过多少时间后可以认为小球已停止运动；,(,2,),此球体在停止运动前经历的路程有多长？,34,解,解得：,解得：,1-1 质点运动的描述,35,10,1-1 质点运动的描述,36,(3) 已知,求,(仅讨论一维情况),1-1 质点运动的描述,37,由,1-1 质点运动的描述,38,例4,:一质点沿X轴运动，其加速度与位置坐标的关系为,如果质点在原点处的速度为零，试求其在任意位置处的速度。,解:,积分,整理,1-1 质点运动的描述,39,注意,1-1 质点运动的描述,运动学的两类问题,由运动方程求各个特征量，这是一个求导的过程。应注意：,求注意导时,矢量,的求导，不能随便把矢量符号拿掉，当标量来运算。,尽量用直角坐标的,分量形式,，因为其三个单位矢量为常矢量，对时间的导数为零。,40,由各个特征量求运动方程，这是一个积分的过程。应注意：,注意积分的初始条件。,第二要注意变量问题，学会,分离变量,。,一维问题选取一,正方向,，可用正负号表示量方向，这样把,矢量,计算转化为,标量,计算。,注意变量问题，学会,变量代换法,。,1-1 质点运动的描述,41,本章目录,1-1 质点运动的描述,1-2 圆周运动,1-3 相对运动,1-0 教学基本要求,选择进入下一节：,42,一平面极坐标,二 圆周运动的角速度,角坐标,角位移,角速度,A,B,x,y,质点在,A,点的位置由（,r,）来确定,A,o,单位：,rad,s,-1,1-2 圆周运动,43,速率,速度,A,B,1-2 圆周运动,44,三 圆周运动的切向加速度和法向加速度,质点作,变速率,圆周运动时,角加速度,1.,角加速度,A,单位：,rad,s,-2,1-2 圆周运动,45,切向单位矢量的时间变化率？,法向单位矢量,法向,加速度,切向,加速度,A,1-2 圆周运动,46,2.,切向加速度,(,速度,大小变化,),3.,法向加速度,(,速度,方向变化,),注：,A,1-2 圆周运动,47,4.,一般,圆周运动加速度,大小,方向,A,1-2 圆周运动,48,5.,线量和角量的关系,A,B,R,d,s,d,1-2 圆周运动,49,1,匀速率圆周运动,四 匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动,常量，,如 时,故,由,有,可得：,1-2 圆周运动,50,2,匀变速率圆周运动,常量，,如 时,常量，,故,可得：,又,1-2 圆周运动,51,与匀变速率,直线运动,类比,匀变速率,圆周运动,1-2 圆周运动,52,例 1,见P15,53,1-2 圆周运动,例2,有一质点沿半径为,R=,2,m,圆轨道作圆周运动，,t,时刻的角位置 ，求,t,=1,s,时质点的速度和加速度。,解:,当 时，,54,本章目录,1-1 质点运动的描述,1-2 圆周运动,1-3 相对运动,1-0 教学基本要求,选择进入下一节：,END,55,一时间与空间,在两个作相对运动的参考系中，,时间,的测量是绝对的，,空间,的测量也是绝对的,与参考系无关,时间和长度的的绝对性,是经典力学或牛顿力学的基础,1-3 相对运动,56,物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系,二 相对运动,1-3 相对运动,57,*,质点在相对作匀速直线运动的两个坐标系中的位移,S,系,基本参考系,系,运动参考系,P,是,S,系相对,S,系运动的速度,1-3 相对运动,58,速度变换,*,P,位移关系,或,1-3 相对运动,59,绝对速度,相对速度,牵连速度,伽利略速度变换,若,加速度关系,注意：,当物体运动速度接近光速时，速度变换不成立,绝对,速度,牵连,速度,相对,速度,1-3 相对运动,60,51,、天下之事常成于困约，而败于奢靡。,陆游,52,、生命不等于是呼吸，生命是活动。,卢梭,53,、伟大的事业，需要决心，能力，组织和责任感。,易卜生,54,、唯书籍不朽。,乔特,55,、为中华之崛起而读书。,周恩来,谢谢！,