质点运动学ppt课件

第一章 质点运动学,1,教学基本要求 一 掌握位置矢量、位移、加速度等描述质点运动及运动变化的物理量 . 理解这些物理量的矢量性、瞬时性和相对性 . 理解运动方程的物理意义及作用 . 掌握运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知质点运动的加速度和初始条件求速度、运动方程的方法 . 三 能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度,2,1-1 质点运动的描述,一 参考系 质点 1.参考系： 为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系. 选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性. 2.质点： 如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理 . 质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型，是有条件的，相对的。目的是为了突出研究对象的主要性质,暂不考虑一些次要的因素.,3,1 位置矢量,位矢 的值为,确定质点P某一时刻在 坐标系里的位置的物理量称位置矢量, 简称位矢,式中 、 、 分别为x、y、z 方向的单位矢量.,4,位矢 的方向余弦,5,从中消去参数 得轨迹方程,2 运动方程,6,3 位移,7,位移的大小为,所以位移,若质点在三维空间中运动， 则在直角坐标系 中其位 移为,又,8,4 路程（ ）: 质点实际运动轨迹的长度.,A) 确切反映物体在空间位置的变化, 与路径无关，只决定于质点的始末位置.,B）反映了运动的矢量性和叠加性.,9,10,三 速度,1 平均速度,在 时间内, 质点从点 A 运动到点 B, 其位移为,时间内, 质点的平均速度,平均速度大小,11,2 瞬时速度,当质点做曲线运动时, 质点在某一点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向.,当 时平均速度的极限值叫做瞬时速度, 简称速度,当 时,12,瞬时速率：速度 的大小称为速率,若质点在三维空间中运动,其速度为,13,平均速率,瞬时速率,14,1） 平均加速度,与 同方向 .,：反映速度变化快慢的物理量。,单位时间内的速度增 量即平均加速度,2）（瞬时）加速度,四 加速度,15,加速度大小,加速度,加速度大小,质点作三维运动时加速度为,16,质点运动学两类基本问题,一 由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；,二 已知质点的加速度以及初始速度和初始位置, 可求质点速度及其运动方程 .,1-2 求解运动学问题举例,17,例 1 设质点的运动方程为 其中 （1）求 时的速度.（2） 作出质点的运动轨迹图.,解 （1）由题意可得速度分量分别为,时速度为,速度 与 轴之间的夹角,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,一 时间与空间,A,B,小车以较低的速度 沿水平轨道先后通过点 A 和点 B . 地面上人测得车通过 A、B 两点间的距离和时间与车上的人测量结果相同 .,以 为坐标的参考系为平面极坐标系 .,1-4 相对运动,33,物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系,二 相对运动,34,速度变换,位移关系,质点在相对作匀速直线运动的两个坐标系中的位移,S 系 系,35,伽利略速度变换,加速度关系,绝对速度,相对速度,牵连速度,36,例 如图示，一实验者 A 在以 10 m/s 的速率沿水平轨道前进的平板车上控制一台射弹器, 此射弹器以与车前进方向呈 度角斜向上射出一弹丸 . 此时站在地面上的另一实验者 B 看到弹丸铅直向上运动, 求弹丸上升的高度 .,速度变换,解 地面参考系为 S 系 平板车参考系为 系,37,弹丸上升高度,解 地面参考系为 系，平板车参考系为 系,38,