伽利略變換(課堂PPT)課件

1、參考系球作曲線運(yùn)動(dòng)球垂直往返以地面為參考系，小球作曲線運(yùn)動(dòng)。以船為參考系，小球垂直上下運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，但運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性。在不同參考系中研究同一物體運(yùn)動(dòng)情況結(jié)果會(huì)完全不同。1伽利略變換 一、 伽利略坐標(biāo)變換 二、 伽利略坐標(biāo)變換蘊(yùn)含的時(shí)空觀 三、 伽利略速度變換關(guān)系 四、 加速度對(duì)伽利略變換為不變量 運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，但運(yùn)動(dòng)的描述具有相對(duì)性。在不同參考系中研究同一物體運(yùn)動(dòng)情況結(jié)果完全不同，其結(jié)果之間是否有某種聯(lián)系呢？2關(guān)于兩個(gè)概念（1）變換若用兩個(gè)參考系對(duì)同一個(gè)物體進(jìn)行描述,則將描述該物體的物理量從一個(gè)參考系變換到另一個(gè)參考系的操作,稱為變換。（2）變換法則如果將描述物體的某個(gè)物理量在一個(gè)

2、坐標(biāo)系中的各個(gè)分量用另一個(gè)坐標(biāo)系中的各個(gè)分量表達(dá)出來，這組表達(dá)式稱為該物理量的變換法則伽利略變換就是一種變換法則3兩個(gè)參考系：S系和S系重合時(shí)，計(jì)時(shí)開始。 如圖，S，S相應(yīng)坐標(biāo)軸保持平行，X，X 軸重合， S 相對(duì) S 以速度 u 沿軸作勻速直線運(yùn)動(dòng)。一.伽利略坐標(biāo)變換S系：稱為基本參考系，或簡稱靜系。 S系：稱為運(yùn)動(dòng)參考系，或簡稱動(dòng)系4*逆變換:正變換:5有何含義？?6正變換：逆變換總結(jié)伽利略坐標(biāo)變換式P(x, y, z; t )(x, y, z; t)yOzSx (x )OzyS7據(jù)伽利略坐標(biāo)變換，可得到經(jīng)典時(shí)空觀（1）同時(shí)的絕對(duì)性在同一參照系中，兩個(gè)事件同時(shí)發(fā)生在其他慣性系中，兩個(gè)事件也

3、一定同時(shí)發(fā)生。二.經(jīng)典力學(xué)時(shí)空觀YXOYXO8（2）時(shí)間間隔的測量是絕對(duì)的在同一參照系中，兩個(gè)事件先后發(fā)生，其間隔為據(jù)伽利略變換， 在另一參照系中，S系S系在同一地點(diǎn)發(fā)生的同一過程所經(jīng)歷的時(shí)間在不同參照系測量是一樣的。9（3）長度測量的絕對(duì)性當(dāng)桿的方向沿軸方向時(shí)，長度是桿的兩端的坐標(biāo)差靜止系中可不同時(shí)測量運(yùn)動(dòng)系中同時(shí)測量靜止系中，桿的長度為運(yùn)動(dòng)系中，桿的長度為長度測量是絕對(duì)的。例如：火車中的桌長。10AB 小車以較低的速度 沿水平軌道先后通過點(diǎn) A 和點(diǎn)B。地面上人測得車通過A、B 兩點(diǎn)間的距離和時(shí)間與車上的人測量結(jié)果相同 . 經(jīng)典力學(xué)認(rèn)為：1）空間的量度是絕對(duì)的，與參考系無關(guān)；2）時(shí)間的量度

4、也是絕對(duì)的，與參考系無關(guān) .經(jīng)典（絕對(duì)）時(shí)空觀時(shí)間和空間均與參考系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，時(shí)間和空間是不相聯(lián)系的，是絕對(duì)的11三.伽利略速度變換絕對(duì)運(yùn)動(dòng)：物體相對(duì)基本參考系（S系）的運(yùn)動(dòng). 1、幾個(gè)概念相對(duì)運(yùn)動(dòng)：物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考系（S系）的運(yùn)動(dòng). 牽連運(yùn)動(dòng)：S系相對(duì)S系的運(yùn)動(dòng). 12牽連速度 絕對(duì)速度 相對(duì)速度 2.伽利略速度變換13牽連加速度 絕對(duì)加速度 相對(duì)加速度 四.伽利略加速度變換加速度對(duì)伽利略變換具有不變性.14 選定研究對(duì)象，明確動(dòng)參考系，基本參考系明確三個(gè)速度作出三個(gè)速度合成矢量圖根據(jù)速度合成矢量圖進(jìn)行計(jì)算兩種計(jì)算方式：（1）根據(jù)速度合成的矢量三角形計(jì)算（2）進(jìn)行矢量正交分解計(jì)算15例1

5、：某人騎摩托車向東前進(jìn)，速率為10m.s-1時(shí)覺得有南風(fēng),當(dāng)速率為15m.s-1時(shí),又覺得有東南風(fēng),試求風(fēng)的速度.解: 選定風(fēng)為研究對(duì)象，摩托車(人)為運(yùn)動(dòng)參考系，地面為基本參考系牽連速度為:絕對(duì)速度為: 相對(duì)速度為: 16第一次:又得 17第一次如圖:第二次:對(duì)比 18又風(fēng)對(duì)人為東南風(fēng)，所以 19 例 如圖示，一實(shí)驗(yàn)者 A 在以 10 m/s 的速率沿水平軌道前進(jìn)的平板車上控制一臺(tái)射彈器, 此射彈器以與車前進(jìn)方向呈 度角斜向上射出一彈丸 . 此時(shí)站在地面上的另一實(shí)驗(yàn)者 B 看到彈丸鉛直向上運(yùn)動(dòng), 求彈丸上升的高度 .A B速度變換解：彈丸為研究對(duì)象 地面參考系為 S 系 平板車參考系為 系2

6、0彈丸上升高度A B213.河水自西向東流動(dòng)，速度為10 km/h,一輪船在水中航行，船相對(duì)于河水的航向?yàn)楸逼?0o,航速為20km/h。此時(shí)風(fēng)向?yàn)檎?，風(fēng)速為10km/h。試求在船上觀察到的煙囪冒出的煙縷的飄向。（設(shè)煙離開煙囪后即獲得與風(fēng)相同的速度）解：設(shè)水用s；風(fēng)用f；船用c；地用d已知：201010=csfdsdvvv正東正西北偏西30ovcsvfdvsd22出現(xiàn)：水s；風(fēng)f；船c；地d，把它們分為兩組第一組：水s；船c；地d：vcsvsdvcd第二組：風(fēng)f；船c；地d：vfcvfdvsdvcd23【2013上海第20題】圖為在平靜海面上，兩艘拖船 A、B 拖著駁船 C 運(yùn)動(dòng)的示意圖A、B 的速度分別沿著纜 繩 CA、CB 方向，A、B、C 不在一條直線上由于纜繩不可伸長，因此 C 的速度在 CA、CB 方向的投影分別與 A、 B 的速度相等，由此可知 C 的（ ） A速度大小可以介于 A、B 的速度大小之間 B 速度大小一定不小于 A、B 的速度大小 C 速度方向可能在 CA 和 CB 的夾角范圍外 D速度方向一定在 CA 和 CB 的夾角范圍內(nèi)24【2016年江蘇高考第14題】如圖所示，傾角為的斜面A被固定在水平面上，細(xì)線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連，B靜止在斜面上.滑輪左側(cè)的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行.A、B的質(zhì)