ch03–2运动的描述.ppt

3.描述质点运动的快慢和方向 —— 速度矢量 * 同学们好 首先要研究物体怎样运动，然后才能研究物体为什么运动 — 伽利略 ? （意）1564－1642 伽利略使用的望远镜，放大率为30倍 伽利略发表于1610年的《星空信使》中展示了由他的望远镜揭示的星体。 近代科学的奠基人－伽利略 开创观察、实验、数学演绎相结合的研究方法。 意大利. （ 1564－1642） 质点和 刚体 参考系 坐标系 运动的 描述 运动学 两类基 本问题 相对 运动 第三章 运动的描述 注意：充分重视各篇章前的文字和框图——导读 第二篇 实物的运动规律 重点： 1.模型: 质点、质点系、刚体、 2.概念：位矢、位移、速度、加速度； 角位置、角位移、角速度、角加速度； 惯性系、非惯性系； 3.计算: 运动学的两类基本问题 难点: 相对运动 课时: 6 §3.2 参考系和坐标系 一. 运动是绝对的，对运动的描述是相对的。 只有事先选定一个作为参考的物体，才能具体描述物体如何运动 选定的参考物体不同，对同一物体运动的描述可能有不同的结果。 所有物体都处于运动、变化之中，绝对静止是不存在的。 2. 坐标系 为了定量的描述物体的运动，在选定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标,简称坐标系。 坐标系是固结于参考系上的一个数学抽象。 1. 参考系 为了描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体（～观察者），叫参考系。 任何实物物体均可被选作参考系;场不能作为参考系。 二.参考系和坐标系 常见的坐标系： 直角坐标系， 极坐标系， 柱坐标系， 球坐标系， 自然坐标系， …… x y z O P 直角坐标系 极坐标系 O 极轴 径向 角向 P 自然坐标系 O P 三.惯性系和非惯性系 非惯性系:牛顿第一定律在其中不成立的参考系. 惯性系：惯性定律在其中成立的参考系，即其中不受外力作用的物体（自由粒子）永远保持静止或匀速直线运动的状态。 甲 乙 ? 例如： 甲：惯性系； 乙：非惯性系 在动力学中再进一步讨论二者的区别。 §3.3 运动的描述 一. 描述质点运动的基本物理量及其直角坐标描述 二. 质点运动的自然坐标描述 三. 圆周运动的角量描述 四. 刚体的运动 要解决任何具体力学问题,首先应选取一个适当的参考系,并建立适当的坐标系,否则就无从讨论物体的运动. 一. 描述质点运动的基本物理量及其直角坐标描述 1.描述质点在空间的位置——位置矢量 * 定义： 从参考点 O 指向空间 P 点的有向线段 叫做 P 点的位置矢量 ，简称位矢或矢径。 O P *直角坐标描述 教材中，矢量用黑体表示 单位矢量： 直角坐标中位矢的表达式 大小： 方向： 由?式写出对应的参数方程： 消去参数 t 质点运动的轨迹方程 在直角坐标系中，质点运动方程的具体形式为： 随时间变化的函数 称为质点的运动方程。 质点的运动方程 质点运动的轨迹方程 解：(1)先写参数方程 消去 t 得轨迹方程： (2) 位置矢量： t=0时，x=0 y = 2 t=2时，x=4 y = -2 抛物线 例1.已知：质点的运动方程 求： (1)质点的轨迹； (2)t = 0s及t = 2s时，质点的位置矢量。 国际单位制 位置矢量的大小 位置矢量的方向 o Q P 2 -2 4 作图 2.描述质点位置变动的大小和方向——位移矢量 末位矢 初位矢 位矢增量 位移矢量 A B O 定义：质点沿曲线运动 时间内位置变化的净效果： 直角坐标表示（以二维情况为例）： A B O O A B 讨论： 关系 标量 描述质点通过的实际路径的长 与质点运动轨迹有关 矢量 描述质点位置变化的净效果 只与始末点有关，与质点运动轨迹无关。 性质 路程 位移 物理量 比较位移和路程 △r A B 何时取等号？ 直线直进运动 曲线运动 例2.求[例1]中 P、Q 两点间的位移和路程。 大小： 方向： 解：(1)位移： o Q P 2 -2 4 dx dy ds (2) 路程： o Q P 2 -2 4 于是 注意： 数学方法在物理问题 中的应用。 o