江苏省亭湖高级中学高一物理竞赛辅导质点运动学的基本概念正式版.pptVIP

质点运动学 指导教师：董芳芳 QQ : 382203742 参照物和坐标系 在运动学中，参考系可任选，但以描述方便为原则 不同参考系中，对物体运动的描述不同如轨迹、速度等）——称为运动描述的相对性 要准确确定质点的位置及其变化，必须事先选取另一个假定不动的物体作参照，这个被选的物体叫做参照物。为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标，构成坐标系。 一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔相等的时间释放一个球，先后释放4个，若不计空气阻力，则4个球在空中任何时刻的排列是直线还是曲线？ 坐标系 r φ θ 卫星 法线 切线 运动质点 τ n 自然坐标系 由运动曲线上任 一点的法线和切 线组成 空间和时间 物质的运动发生在空间和时间之中，要在参考系中定量地描述物质的运动就需要测量空间的间隔和时间的间隔 空间反映了物质的广延性，是与物体的体积和物体的位置变化联系在一起的 时间所反映的是物理事件发生的顺序性和持续性 1967年10月第13届国际计量大会上关于秒的定义：“1秒（s）是铯-133原子基态的两个超精细能级在零磁场中跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间”。 长度单位是1983年10月第17届国际计量大会上关于米的定义：“1米（m）是光在真空中时间间隔(1/299,792,458)s内所经路经的长度” 。 表1 一些典型物理现象的空间尺度 已观测到的宇宙范围 1026 星系团半径 1023 星系间距离 2×1022 银河系半径 7.6×1022 太阳到最近恒星的距离 4×1016 太阳到冥王星的距离 1012 日地距离 1.5×1011 地球半径 106 五线电中波波长 103 核动力航空母舰长 3×102 小孩高度 1 尘埃 10-3 人类红血球细胞直径 10-6 细菌线度 10-9 原子线度 10-10 核的线度 10-15 普朗克长度 10-35 表2 一些典型物理现象的时间尺度 宇宙年龄 1018 原始人 1013 最早文字记录 1.6×1011 人的平均寿命 109 地球公转（一年） 3.2×107 地球自转（一天） 8.6×104 太阳光到地球的传播时间 5×102 人的心脏跳动周期 1 中频声波周期 10-3 中频五线电波周期 10-6 Π+介子的平均寿命 10-9 分子转动周期 10-12 原子振动周期（光波周期） 10-15 光穿越原子的时间 10-18 核振动周期 10-21 光穿越核的时间 10-24 普朗克时间 10-43 质点 1. 物体的大小、形状可忽略时 2. 运动过程中，物体各部分运动相同 (如物体的平动 ) 该“点”－具有该物体相同的质量 物体可以看作质点 质点的位置坐标和位置矢量 质点位置： P(x, y, z) 直角坐标系 位置矢量（或矢径）： 质点的位置坐标和位置矢量 位矢的方向可以由三个方向余弦来表示 方向余弦满足以下关系 质点的位移 设在 ?t 时间内质点从A运动到B，则质点在 ?t 时间内的位移定义为： 由图可知位移与初、末时刻位置矢量的关系： y x z O ?s A B 直角坐标系中： 速度 平均速度： 瞬时速度： O ?s A B （1）平均速率更强调在一有限时间段内的总体运动效果； （2）瞬时速率更强调运动过程中的细节。 注意：速度为矢量！ O ?s A B 沿A点处轨道的切线方向 时， 瞬时速度是矢量，其方向在轨迹的切线方向。瞬时速度的大小称为速率。速率是标量。 某些典型速度大小的量级 单位：（m·s-1) 光 3.0×108 已知类星体最快的退行 2.7×108 电子绕核的运动 2.2×108 太阳绕银河中心的运动 2.0×105 地球绕太阳的运动 3.0×104 第二宇宙速度 1.1×104 第一宇宙速度 7.8×103 子弹出口速度 ~7×102 地球的自转（赤道） 4.6×102 空气分子热运动的平均速度（室温） 4.5×102 空气中的声速 3.3×102 民航喷气客机 2.7×102 人的最大速度 12 人的步行 1.3 蜗牛爬行 ~10-3 冰河移动 ~10-6 头发生长 3×10-9 大陆漂移 10-9 质点的加速度 瞬时加速度 (? t -0) 设在 ?t 时间内质点从A运动到B，则质点在 ?t 时间内的平均加速度定义为： y x z o A B （1）平均加速度更强调在一有限时间段内速度变化的总体效果； （2）瞬时加速度更强调运动过程中速度变化的细节。 某些常见事件的加速度/（m/s2） 电梯启动 1.9 飞机起飞 4.9 地球表面自由落体 9.8 月球表面自由落体 1.7 太阳表面自由落体 2.7×102 使人昏晕 约70 火箭升空 约50~