大學(xué)物理第章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)課件

1、第 一 章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)1第幾章 輸入相關(guān)內(nèi)容本章目錄1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1-2 圓周運(yùn)動(dòng)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-0 教學(xué)基本要求第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)2第幾章 輸入相關(guān)內(nèi)容 一 掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)變化的四個(gè)物理量位置矢量、位移、速度、加速度理解這些物理量的矢量性、瞬時(shí)性和相對(duì)性二理解運(yùn)動(dòng)方程的物理意義及作用. 會(huì)處理兩類問(wèn)題：（1）運(yùn)用運(yùn)動(dòng)方程確定質(zhì)點(diǎn)的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度和初始條件求速度、運(yùn)動(dòng)方程的方法1-0教學(xué)基本要求第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)3第幾章 輸入相關(guān)內(nèi)容三掌握曲線運(yùn)動(dòng)的自然坐標(biāo)表示法能計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和加速度，以及質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、

2、角加速度、切向加速度和法向加速度四理解伽利略速度變換式, 并會(huì)用它求簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題1-0教學(xué)基本要求第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)4第幾章 輸入相關(guān)內(nèi)容 物體大小和形狀的變化對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響可忽略時(shí)的理想模型一參考系質(zhì)點(diǎn) 為描述物體運(yùn)動(dòng)而選的標(biāo)準(zhǔn)物1參考系2質(zhì)點(diǎn) 物體能否抽象為質(zhì)點(diǎn)，視具體情況而定地日平均間距： 1.5 108 km地球半徑： 6.37 103 km太陽(yáng)地球1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述6二 位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位移1位置矢量*方向：大?。?-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述73位移平面運(yùn)動(dòng):三維運(yùn)動(dòng):BA1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述94 路程( )從P1到P2：路程(3) 位移是矢量，路程是標(biāo)量位移與路程的區(qū)別(

3、1) 兩點(diǎn)間位移是唯一的(2) 一般情況 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述10注意的意義不同， ，1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述11三速度1 平均速度 在 時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)位移為BAsD1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述122瞬時(shí)速度（簡(jiǎn)稱速度）若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動(dòng)，其速度1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述13當(dāng) 時(shí),速度方向 切線向前速度大小速度 的值 速率1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述14（1）求 時(shí)的速度（2）作出質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖 例1 設(shè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為 其中式中x，y的單位為m(米)，t 的單位為s(秒)，1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述16速度 的值 ，它與 軸之間的夾角解 (1) 由題意可得時(shí)速度為已知：1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述171-1 質(zhì)

4、點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述ABl 例2如圖A、B 兩物體由一長(zhǎng)為 的剛性細(xì)桿相連，A、B 兩物體可在光滑軌道上滑行如物體 A以恒定的速率 向左滑行, 當(dāng) 時(shí), 物體B的速率為多少？19 解兩邊求導(dǎo)得ABl因選如圖的坐標(biāo)軸1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述20即ABl 沿 軸正向當(dāng) 時(shí)，1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述211-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1 平均加速度B與 同方向四 加速度A 在 時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度增量為222 (瞬時(shí))加速度1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述23加速度大小加速度方向曲線運(yùn)動(dòng) 指向凹側(cè)直線運(yùn)動(dòng)注意：物理量 的共同特征是都具有矢量性和相對(duì)性1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述241. 已知 ，求1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述26解（1）由運(yùn)動(dòng)方程

5、得，直角坐標(biāo)系下的分量形式為：例1 已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為：求：（1）軌道方程； （2）在t=2s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的位置、速度以及加速度；消去t可得軌道方程：1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述27由即同理(1) 已知 ， 求 2. 已知 ，求1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述29如質(zhì)點(diǎn)沿X軸做直線運(yùn)動(dòng)： 在勻速，勻加速時(shí)公式形式？勻速勻加速思考1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述30(2) 已知 求(僅討論一維情況)1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述31 例2： 在與速度成正比的阻力影響下，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)具有加速度a，其大小為-0.2v，求需多長(zhǎng)時(shí)間才能使質(zhì)點(diǎn)的速率減小到原來(lái)的一半。解: 由加速度定義式將a代入 整理,積分1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述321-1 質(zhì)點(diǎn)

6、運(yùn)動(dòng)的描述 例3有一個(gè)球體在某液體中豎直下落, 其初速度 ，它在液體中的加速度為 ，問(wèn)：(1)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后可以認(rèn)為小球已停止運(yùn)動(dòng)； (2)此球體在停止運(yùn)動(dòng)前經(jīng)歷的路程有多長(zhǎng)？33解解得：解得：1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述34101-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述35(3) 已知 求(僅討論一維情況)1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述36由1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述37例4:一質(zhì)點(diǎn)沿X軸運(yùn)動(dòng)，其加速度與位置坐標(biāo)的關(guān)系為如果質(zhì)點(diǎn)在原點(diǎn)處的速度為零，試求其在任意位置處的速度。解: 積分整理1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述38注意1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述 運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問(wèn)題由運(yùn)動(dòng)方程求各個(gè)特征量，這是一個(gè)求導(dǎo)的過(guò)程。應(yīng)注意：求注意導(dǎo)時(shí)矢量的求導(dǎo)，

7、不能隨便把矢量符號(hào)拿掉，當(dāng)標(biāo)量來(lái)運(yùn)算。盡量用直角坐標(biāo)的分量形式，因?yàn)槠淙齻€(gè)單位矢量為常矢量，對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)為零。39由各個(gè)特征量求運(yùn)動(dòng)方程，這是一個(gè)積分的過(guò)程。應(yīng)注意： 注意積分的初始條件。第二要注意變量問(wèn)題，學(xué)會(huì)分離變量。一維問(wèn)題選取一正方向，可用正負(fù)號(hào)表示量方向，這樣把矢量計(jì)算轉(zhuǎn)化為標(biāo)量計(jì)算。注意變量問(wèn)題，學(xué)會(huì)變量代換法 。1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述40本章目錄1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1-2 圓周運(yùn)動(dòng)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-0 教學(xué)基本要求選擇進(jìn)入下一節(jié)：41一平面極坐標(biāo) 二 圓周運(yùn)動(dòng)的角速度角坐標(biāo)角位移角速度ABxy質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的位置由（r,）來(lái)確定Ao單位：rads-11-2 圓周運(yùn)動(dòng)42 速率 速

8、度AB1-2 圓周運(yùn)動(dòng)43三 圓周運(yùn)動(dòng)的切向加速度和法向加速度質(zhì)點(diǎn)作變速率圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)角加速度1. 角加速度A單位：rads-21-2 圓周運(yùn)動(dòng)44切向單位矢量的時(shí)間變化率？法向單位矢量法向加速度切向加速度A1-2 圓周運(yùn)動(dòng)452.切向加速度(速度大小變化)3.法向加速度(速度方向變化)注：A1-2 圓周運(yùn)動(dòng)464. 一般圓周運(yùn)動(dòng)加速度大小方向A1-2 圓周運(yùn)動(dòng)475. 線量和角量的關(guān)系A(chǔ)BRdsd1-2 圓周運(yùn)動(dòng)481勻速率圓周運(yùn)動(dòng)四 勻速率圓周運(yùn)動(dòng)和勻變速率圓周運(yùn)動(dòng)常量，如 時(shí),故由有可得：1-2 圓周運(yùn)動(dòng)492勻變速率圓周運(yùn)動(dòng)常量，如 時(shí),常量，故可得：又1-2 圓周運(yùn)動(dòng)50與勻變速率直線運(yùn)動(dòng)類比勻變速率圓周運(yùn)動(dòng)1-2 圓周運(yùn)動(dòng)51 例 1 見(jiàn)P15521-2 圓周運(yùn)動(dòng)例2 有一質(zhì)點(diǎn)沿半徑為R=2m圓軌道作圓周運(yùn)動(dòng)，t時(shí)刻的角位置 ，求t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度。解:當(dāng) 時(shí)，53本章目錄1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1-2 圓周運(yùn)動(dòng)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-0 教學(xué)基本要求選擇進(jìn)入下一節(jié)：END54一時(shí)間與空間在兩個(gè)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)的參考系中，時(shí)間的測(cè)量是絕對(duì)的，空間的測(cè)量也是絕對(duì)的,與參考系無(wú)關(guān)時(shí)間和長(zhǎng)度的的絕對(duì)性是經(jīng)典力學(xué)或牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)55物體運(yùn)動(dòng)的軌跡依賴于觀察者所處的參考系二 相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)56* 質(zhì)點(diǎn)在相對(duì)作勻速直線運(yùn)動(dòng)的兩