高二物理1-1競賽力學篇課件

力學篇力學就是研究機械運動規(guī)律及其應用的學科。牛頓力學(宏觀、低速)量子力學(微觀)、相對論力學(高速)運動學——研究物體在空間的位置隨時間變化的規(guī)律。動力學——研究物體運動狀態(tài)發(fā)生變化所遵循的規(guī)律。力學一、掌握對質點運動的描述方法。能分析質點作直線運動和平面曲線運動的位置矢量、位移、速度、加速度，作圓周運動、曲線運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。二、掌握應用微積分求運動量或運動方程的方法。能用微積分方法求解一維變力作用下簡單的質點動力學問題。教學基本要求第一章力和運動四、掌握牛頓三定律及其適用條件。掌握用隔離體法分析質點的受力和解題的方法。三、理解伽利略相對性原理，會運用伽利略坐標變換式和速度變換式分析相對運動問題。一、質點物體：具有大小、形狀、質量和內部結構的物質形態(tài)。質點：具有一定質量而大小或形狀可以忽略的理想物體。

一般情況下，物體各部分的運動不相同，在運動的過程中大小、形狀可能改變，這使得運動問題變得復雜。

某些情況下，物體的大小、形狀不起作用，或者起次要作用而可以忽略其影響——簡化為質點模型。§1-1質點運動的描述研究地球公轉a.轉動物體自身線度與其活動范圍相比小得多時可視為質點?？煞褚暈橘|點，依具體情況而定：研究地球自轉地球上各點的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形狀不能忽略，這時不能作質點處理。但可看成是由很多質點組成的質點系。b.物體平動時可視為質點。物體上任一點的運動都可以代表物體的運動。二、參考系和坐標系1.為什么要選用參考系車廂內的人：豎直下落地面上的人：拋物運動——運動的描述是相對的例如：勻速運動車廂內某人豎直下拋一小球，觀察小球的運動狀態(tài)。孰是孰非？參考系：為描述物體運動而選用的標準物體或物體系。2.什么是參考系坐標系：為了定量描述物體的位置與運動情況，在定

的參考系上建立的帶有標尺的數學坐標，

稱坐標系。常用的坐標系有直角坐標系(x,y,z)，球坐標系(R,,)，柱坐標系(R,,z)。xyzOzR參考方向zO、Rxy

空間反映了物質的廣延性，與物體的體積和位置的變化聯系在一起。

時間反映物理事件的順序性和持續(xù)性，與物理事件的變化發(fā)展過程聯系在一起。三、空間和時間時間與時刻物體的每一位置與一定的時刻t相對應。物體的位置變化與一定的時間Δt相對應。

目前的時空觀范圍：宇宙的尺度1026m(20億光年)到微觀粒子尺度10_15m，從宇宙的年齡1018s(20億年，宇宙年齡)到微觀粒子的最短壽命10_24s。

物理理論指出,空間和時間都有下限：分別為普朗克長度10_35m和普朗克時間10_43s。四、位置矢量(位矢或矢徑)(1)位矢引有向線段(2)運動方程矢量式、分量式大?。悍轿唬?3)參數方程(質點運動中每一時刻均有一位置矢量與之對應，即r是t的函數)(4)軌道方程(質點運動時描出的軌跡)參數方程消去t

，得軌道為直線——直線運動軌道為曲線——曲線運動五、位移矢量(位移)即末位矢初位矢位矢增量位移矢量在直角坐標系中：o討論：2.位移與路程的區(qū)別：路程：為標量位移:為矢量3.比較位移和位矢聯系：(1)都是矢量，滿足平行四邊形法則;

(2)位移是位矢的增量。區(qū)別：(1)位矢與時刻對應，是瞬時量;位移與時間對應，是過程量。六、速度(1)平均速度質點在Δt時間內位矢的平均變化率。描述質點運動快慢和方向的物理量。在直角坐標系中

oP1P2P2P2P2P2在直角坐標系中當

t0時，P2點向P1點無限靠近(2)瞬時速度

質點沿任意曲線運動時，在某一點的速度方向就是沿著軌道上質點所在點的切線方向，并指向質點前進的一側。(3)速率平均速率瞬時速率(1)(2)(3)討論：(1)平均速度的大小不等于平均速率。(2)速度的大小等于速率。(3)O七、加速度描述速度的大小和方向隨時間發(fā)生變化的物理量。(1)平均加速度(2)瞬時加速度瞬時加速度直線運動，同向加速反向減速方向>90o速率減小<90o速率增加速度與加速度之間的夾角曲線運動，總是指向曲線的凹側。方向:當t0時，速度增量的極限方向。為0或180，質點做直線運動。等于90，質點做圓周運動。大于90，速率減小。小于90，速率增大。運動學的兩類問題(1)微分法—已知運動方程,求質點的速度和加速度。(2)積分法—已知速度函數(或加速度函數)及初始條件，求質點的運動方程。例1已知：質點的運動方程求:(1)質點的軌跡；(2)t=0s及t=2s時,質點的位置矢量；(3)t=0s到t=2s時間內的位移；(4)t=2s內的平均速度；(5)t=2s末的速度及速度大?。?6)t=2s末加速度及加速度大小。拋物線解：(1)先寫運動方程的分量式消去t

得軌跡方程：(2)位置矢量：大小：方向：(3)位移:(4)平均速度(5)速度大小a=2沿-y

方向，與時間無關。(6)加速度大小例2

一質點具有恒定加速度，在

t=0時，其速度為零，位置矢量。求：

(1)在任意時刻的速度和位置矢量；

(2)質點在xOy

平面上的軌跡方程，并畫出軌跡的示意圖。解:(1)由由初始條件：兩邊積分：得又由由初始條件兩邊積分：得即(2)其分量式為3y=2x-20消去

t，得——為直線方程例3

設某一質點以初速度作直線運動，其加速度為。問：質點在停止前運動的路程有多長？解：兩邊積分：兩邊積分：例4

路燈距地面高度為h，身高為l的人