高二物理 描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系 競(jìng)賽課件

描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系

2描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)系一、直角坐標(biāo)系(rectangularcoordinate)

通常采用的直角坐標(biāo)系屬右旋系,當(dāng)右手四指由x軸方向轉(zhuǎn)向y軸方向時(shí),伸直的拇指則指向z軸的正方向。在參考系上取一固定點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)O,過(guò)點(diǎn)O畫(huà)三條相互垂直的帶有刻度的坐標(biāo)軸,即x軸、y軸和z軸,就構(gòu)成了直角坐標(biāo)系

O-xyz。yzxOP(x,y,z)3位置矢量可表示為可用方向余弦來(lái)表示位置矢量方向。位矢大小其中、

和

分別是x、y和z方向的單位矢量。參考物4速度(velocity)和速率(speed)

1.平均速度與平均速率:

大致描述運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)平均快慢情況。

平均速度是矢量，大小決定于位移的模與時(shí)間間隔的比值；方向與位移矢量方向相同。

平均速度的大小和方向在很大程度上依賴于所取時(shí)間間隔的大小。當(dāng)使用平均速度來(lái)表征質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，總要指明相應(yīng)的時(shí)間間隔。質(zhì)點(diǎn)的平均速度5LOBA

速度的方向是當(dāng)

t趨于零時(shí),平均速度或位移的極限方向。

如圖當(dāng)t趨于零時(shí),點(diǎn)B趨于點(diǎn)A,位移的方向趨于曲線在點(diǎn)A的切線方向。CD當(dāng)質(zhì)點(diǎn)沿任意曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在曲線某點(diǎn)的速度方向,就是曲線在該點(diǎn)的切線方向。6平均速率是標(biāo)量,等于單位時(shí)間內(nèi)所通過(guò)的路程。平均速率平均速率和平均速度的區(qū)別：（1）標(biāo)量與矢量；（2）數(shù)值上不一定相等，曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)

s≠r

。沿閉合曲線運(yùn)行一周，則質(zhì)點(diǎn)的平均速度等于零，而相應(yīng)的平均速率卻不等于零。平均速率與平均速度的關(guān)系和路程與位移的關(guān)系相似。72.瞬時(shí)速度和瞬時(shí)速率

時(shí)間間隔越短，運(yùn)動(dòng)的變化就越不明顯，平均速度就越接近于真實(shí)速度。如果

t→0，平均速度的極限就表示質(zhì)點(diǎn)某一時(shí)刻真實(shí)速度，此極限即質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。

瞬時(shí)速度等于質(zhì)點(diǎn)的位置矢量對(duì)時(shí)間的微商。所說(shuō)的物體運(yùn)動(dòng)速度,通常指它的瞬時(shí)速度。8LOBA

速度的方向是當(dāng)

t趨于零時(shí),平均速度或位移的極限方向。

如圖當(dāng)t趨于零時(shí),點(diǎn)B趨于點(diǎn)A,位移的方向趨于曲線在點(diǎn)A的切線方向。CD當(dāng)質(zhì)點(diǎn)沿任意曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在曲線某點(diǎn)的速度方向,就是曲線在該點(diǎn)的切線方向。9瞬時(shí)速率為t→0時(shí)平均速率的極限，簡(jiǎn)稱速率。

t→0時(shí)路程的極限等于質(zhì)點(diǎn)位移矢量的模的極限。速率等于速度的模，等于速度的大小，總是正值。速度和速率單位為m

s

1

(米/秒)。10五、加速度(acceleration)加速度是描述速度變化快慢的物理量。OLBA在

t時(shí)間內(nèi)，速度的增量為，可用平行四邊形法則或三角形法則求得。是速度大小的變化和方向的變化共同引起的。11加速度定義為

加速度等于速度對(duì)時(shí)間的微商,或等于位置矢量對(duì)時(shí)間的二階微商。加速度的方向與

t趨于零時(shí)的極限方向一致。12加速度的單位是m

s-2(米/秒2)。

直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，的極限方向一定沿著該直線。曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),的極限方向決定于作加速運(yùn)動(dòng)還是作減速運(yùn)動(dòng),而且還與曲線的彎曲形狀有關(guān)。加速度大小

位置矢量、位移、速度、加速度是從不同角