1运动的描述53925.ppt

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例1:一质点运动轨迹为抛物线 求:x= -4m时(t0) 粒子的速度、速率、 加速度。 x y (SI) (SI) 解: 练习 (SI) (SI) 第一篇 力学基础 伽利略 牛顿 本章首先借助矢量语言对质点的运动给予简洁而完备的描述,建立运动学方程,并求解运动学方程; 然后讨论刚体定轴转动的运动学方程; 最后引入运动的相对性,最终解决运动学中的两类问题。 1-1 参考系、坐标系、物理模型 一、运动的绝对性和相对性 1、运动是绝对的: 任何物体任何时刻都在不停地运动着 2、运动又是相对的: 运动的描述是相对其他物体而言的 为了描述一个物体的运动,必须选择另一个物体作为参考,被选作参考的物体称为参照系。 注意 参照系不一定是静止的。 二、参考系 日心系 Z X Y 地心系 o 地面系 为了定量地确定物体的运动,须在参照系上选用一个坐标系。 三、坐标系 四、 物理模型——质点 质点 没有大小和形状,只具有全部质量的一点。 可以将物体简化为质点的两种情况: 物体不变形,不作转动(此时物体上各点的速度及加速度都相同,物体上任一点可以代表所有点的运动)。 物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及转动显得并不重要)。 选择合适的参考系, 以方便确定物体的运动性质; 建立恰当的坐标系, 以定量描述物体的运动; 提出准确的物理模型, 以突出问题中最基本的运动规律。 一. 描述质点运动的四个物理量 1.位置矢量(单位:米) 位置矢量(位矢): 运动方程: 2.位移: P Γ O r ( t ) v Δ s Δ r P 1 r 1 r 2 Г O P 2 v v v 1-2 参考系、坐标系、物理模型 直角 坐标系中 P点坐标(x,y,z) P点矢径 位置矢量 (位矢) P点矢径 方向 P点矢径 大小 β β r P x y z O 轨道 注意 r2 r1 Δr x y z B A o ΔS · · 位移是矢量,有大小和方向 ? r 与 的区别 ?s 与 的区别 ?s 为路程(轨道长度),是标量 元位移的大小 元路程 r2 r1 o Δr Δr a ) 为标量, 为矢量 b ) 平均速度 瞬时速度 3.速度(单位:米/秒) 速度是位矢对时间的一阶导数 速度方向 时, 的极限方向 在P点的切线并指向质点运动方向 P Q O 速度大小 直角坐标系中 瞬时速度 平均速度 平均速率 瞬时速率 P Q O 注意 速度是矢量,速率是标量。 一般情况 单向直线运动情况 瞬时速率等于瞬时速度的大小 速率(单位:米/秒) 加速度是速度对时间的一阶导数 或位矢对时间的二阶导数 4.加速度(单位:米/秒2) 平均加速度 瞬时加速度 Δv v1 v2 B A o v1 v2 · · 描述质点运动状态的物理量 描述质点运动状态变化的物理量 加速度大小 任意曲线运动都可以视为沿x,y,z轴的三个各自独立的直线运动的叠加(矢量加法)。 ——运动的独立性原理或运动叠加原理 直角坐标系中 加速度 注意 矢量性: 四个量都是矢量,有大小和方向 加减运算遵循平行四边形法则 某一时刻的瞬时量不同时刻不同 过程量 瞬时性: 相对性: 不同参照系中,同一质点运动描述不同 不同坐标系中,具体表达形式不同 加速度 位矢 位移 速度 二、曲线运动的描述 1、平面曲线运动 方向描述 作相互垂直的单位矢量 切向单位矢量 法向单位矢量 指向轨道的凹侧 指向物体运动方向 切向加速度 法向加速度 自然坐标系中 法向加速度、反映速度方向变化, v变时不是常量。 切向加速度、反映速度大小变化, 一般不为常量; 加速度总是指向曲线的凹侧 一般曲线运动(多个圆弧运动的连接) 圆周运动中的切向加速度和法向加速度 曲率半径是恒量 匀速圆周运动 向心加速度 2、圆周运动 自然坐标系中 圆周运动的角量描述 O X R

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