高二物理競(jìng)賽質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述課件

§1-1

參考系和坐標(biāo)系質(zhì)點(diǎn)一、參考系坐標(biāo)系第一章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)

本章用幾何學(xué)的觀點(diǎn)研究質(zhì)點(diǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)隨時(shí)間變化的關(guān)系。1.參考系和坐標(biāo)系

為描述物體的運(yùn)動(dòng)而選擇的標(biāo)準(zhǔn)物叫做參考系.

選取的參考系不同，對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述不同，這就是運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性.

如果我們研究某一物體的運(yùn)動(dòng)，而可以忽略其大小和形狀對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的影響，若不涉及物體的轉(zhuǎn)動(dòng)和形變，我們就可以把物體當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理.2.質(zhì)點(diǎn)（理想模型）

常用的坐標(biāo)系有直角坐標(biāo)系(x,y,z)，自然坐標(biāo)系（an，at）、極坐標(biāo)系(,)。描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的四個(gè)物理量位置位置隨時(shí)間的變化位置隨時(shí)間變化的快慢---速度速度隨時(shí)間的變化快慢§1－2描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的物理量直角坐標(biāo)系中的四個(gè)物理量位矢，位移，速度，加速度自然坐標(biāo)系中的四個(gè)物理量位置，路程，速度，加速度（切向、法向）極坐標(biāo)系中的四個(gè)物理量角位置，角位移，角速度，角加速度一、位置矢量1.位置矢量*位矢的值為確定質(zhì)點(diǎn)P某一時(shí)刻在坐標(biāo)系里的位置的物理量稱(chēng)位置矢量,簡(jiǎn)稱(chēng)位矢.式中

、、

分別為x、y、z

方向的單位矢量.位矢的方向余弦P2.運(yùn)動(dòng)方程質(zhì)點(diǎn)的空間位置隨時(shí)間的變化關(guān)系分量式已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為可以知道1）任意時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置2）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡二、位移由A點(diǎn)向B點(diǎn)所做的有向線(xiàn)段AB

稱(chēng)為點(diǎn)A

到B位移.用表示.質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻到達(dá)A點(diǎn),經(jīng)過(guò)Δt時(shí)間到達(dá)B點(diǎn).BA又所以位移BA已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程為現(xiàn)在又可以知道某段時(shí)間內(nèi)的位移從1秒末到2秒末的位移

1)

位移確切反映物體在空間位置的變化,與路徑無(wú)關(guān)，只決定于質(zhì)點(diǎn)的始末位置.討論位移與路程有區(qū)別2)

矢量的“差之?！焙汀澳Ｖ睢辈坏?一般地三、速度1.速度

在時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)A

運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)

B,其位移為時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的平均速度平均速度與

同方向.BA

當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是沿該點(diǎn)曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向.指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的一側(cè)。

當(dāng)時(shí)平均速度的極限值叫做瞬時(shí)速度,簡(jiǎn)稱(chēng)速度質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動(dòng),其速度為

注意：直角坐標(biāo)系中,三個(gè)單位矢量方向不隨時(shí)間改變.速度沿三個(gè)坐標(biāo)軸的分量為2.瞬時(shí)速率

速度的大小稱(chēng)為速率當(dāng)時(shí),現(xiàn)在又可以知道：任意時(shí)刻的速度

思考根據(jù)瞬時(shí)速度矢量的定義，在直角坐標(biāo)系下，其大小可表示為（D）（B）（A）（C）答案：（D）設(shè)質(zhì)點(diǎn)

t

時(shí)刻時(shí)在A點(diǎn)，速度為，t+Δt時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度為，則在Δt

時(shí)間內(nèi)速度的增量為：四、加速度加速度是描述質(zhì)點(diǎn)速度變化快慢的物理量，是矢量。ByxA0

當(dāng),即時(shí)，可以得到質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)加速度則內(nèi)的平均加速度為：加速度是速度對(duì)時(shí)間的變化率，所以無(wú)論速度的大小改變或方向改變，都有加速度。在直角坐標(biāo)系中加速度的大小為：加速度的分量為現(xiàn)在又可以知道：質(zhì)點(diǎn)做什么運(yùn)動(dòng)？任意時(shí)刻的加速度質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是x，y，z三個(gè)方向的矢量合成x方向：位置x，速度vx，加速度axy方向：位置y，速度vy，加速度ayz方向：位置z，速度vz，加速度az

質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)可以看作是x，y，z三個(gè)坐標(biāo)軸方向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的疊加?！?－3直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

質(zhì)點(diǎn)沿一直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，位移、速度、加速度全在一條直線(xiàn)上，做標(biāo)量來(lái)處理。---運(yùn)動(dòng)方程xot=0tx位移位置速度加速度直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分為加速度恒定直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)加速度不恒定直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)例1

設(shè)質(zhì)點(diǎn)沿x軸做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，已知加速度為a，且t=0時(shí)，x=x0，v=v0，求速度方程與運(yùn)動(dòng)方程。解：由得兩邊積分得速度方程再由得兩邊積分得運(yùn)動(dòng)方程這就是中學(xué)學(xué)過(guò)的勻變速運(yùn)動(dòng)的基本公式。將速度方程和運(yùn)動(dòng)