最新1-1運(yùn)動的描述教學(xué)講義ppt.ppt

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1、1-1運(yùn)動的描述伽利略牛頓第一章質(zhì)點(diǎn)力學(xué)重點(diǎn)：1.模型:質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)點(diǎn)系2.概念：位矢、位移、速度、加速度；角位置、角位移、角速度、角加速度；慣性系、非慣性系；3.計算:運(yùn)動學(xué)的兩類基本問題難點(diǎn):相對運(yùn)動1.描述質(zhì)點(diǎn)在空間的位置——位置矢量二、位置矢量運(yùn)動方程*定義：從參考點(diǎn)O指向空間P點(diǎn)的有向線段叫做P點(diǎn)的位置矢量，簡稱位矢或矢徑。OP(教材中，矢量用黑體表示)位置矢量（位矢）：P(x,y,z)xyzO位矢方向位矢大小直角坐標(biāo)系中運(yùn)動方程：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的空間軌跡成為軌道.軌道方程:P(x,y,z)xyzO軌道三、位移:描述質(zhì)點(diǎn)位置變動的大小和方向ΔsΔrAr1r2ГOBvvv直

2、角坐標(biāo)系中位移矢量:在?t時間間隔內(nèi)位矢的增量位移大小位移方向?r與的區(qū)別a)為標(biāo)量，為矢量b)r2r1oΔrΔrABC位移（位矢增量）的大小位矢大小的增量如圖，一般情況下?s與的區(qū)別位移：是矢量，表示質(zhì)點(diǎn)位置變化的凈效果，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡無關(guān)，只與始末點(diǎn)有關(guān)。路程：是標(biāo)量，是質(zhì)點(diǎn)通過的實(shí)際路徑的長，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡有關(guān).AB兩點(diǎn)間的路程是不唯一的,可以是或而位移是唯一的.xyzBAo元位移的大小元路程xyzBAo平均速度瞬時速度四、速度:描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的快慢和方向速度是位矢對時間的一階導(dǎo)數(shù)速度方向：在P點(diǎn)的切線并指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動方向（沿軌跡切線方向）PQO速度大?。ㄋ俾剩核俣却?/p>

3、小直角坐標(biāo)系中瞬時速度平均速度平均速率瞬時速率注意:速度是矢量，速率是標(biāo)量。一般情況單向直線運(yùn)動情況瞬時速率等于瞬時速度的大小PQO五、加速度:描述質(zhì)點(diǎn)速度大小、方向變化的快慢平均加速度瞬時加速度Δvv1v2BAov1v2加速度的大?。杭铀俣鹊姆较颍鹤兓姆较蚣铀俣却笮≈苯亲鴺?biāo)系中加速度矢量性：四個量都是矢量，有大小和方向加減運(yùn)算遵循平行四邊形法則某一時刻的瞬時量不同時刻不同過程量瞬時性：相對性：不同參照系中，同一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動描述不同不同坐標(biāo)系中，具體表達(dá)形式不同加速度位矢位移速度描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)的物理量描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動狀態(tài)變化的物理量、六、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)的兩類問題求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分一

4、、由已知的運(yùn)動方程可以求得質(zhì)點(diǎn)在任一時刻的速度和加速度；二、已知質(zhì)點(diǎn)的加速度以及初始條件,可求質(zhì)點(diǎn)速度及其運(yùn)動方程.例1：一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡為拋物線求：x=-4m時（t>0)粒子的速度、速率、加速度。xy(SI)(SI)解：練習(xí)(SI)(SI)求：船的速率解：hs例2l解：求t=0秒及t=2秒時質(zhì)點(diǎn)的速度，并求后者的大小和方向。例3.設(shè)質(zhì)點(diǎn)做二維運(yùn)動：方向：大小：練習(xí)1.一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作直線運(yùn)動，其位置坐標(biāo)與時間的關(guān)系為x=10+8t-4t2,求：（1）質(zhì)點(diǎn)在第一秒第二秒內(nèi)的平均速度。（2）質(zhì)點(diǎn)在t=0、1、2秒時的速度。解：代入t=0,1,2得：x=10+8t-4t2（2）質(zhì)

5、點(diǎn)在t=0、1、2秒時的速度。2.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開始作直線運(yùn)動，初始加速度為a0，以后加速度均勻增加，每經(jīng)過τ秒增加a0，求經(jīng)過t秒后質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動的距離。(直線運(yùn)動中可用標(biāo)量代替矢量）解：據(jù)題意知，加速度和時間的關(guān)系為：練習(xí)參考系：位移：路程：問題：求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分速度：加速度：練習(xí)3、一質(zhì)點(diǎn)沿x軸運(yùn)動，其加速度a=－kv2，式中k為正常數(shù)，設(shè)t=0時，x=0，v=v0；（1）求v和x作為t的函數(shù)的表示式；（2）求v作為x函數(shù)的表示式。分離變量得解(1)因?yàn)橐驗(yàn)閠＝0時，v＝，所以.代入，并整理得再由dx＝vdt，將v的表示式代入，并取積分因?yàn)閠=0時，x=0,所以C2

6、=0。于是(2)因?yàn)樗杂蟹蛛x變量，并取積分因?yàn)閤＝0時，v＝，所以代入，并整理得狙擊步槍的瞄準(zhǔn)原理：影響因素：重力風(fēng)速任意曲線運(yùn)動都可以視為沿x,y,z軸的三個各自獨(dú)立的直線運(yùn)動的疊加（矢量加法）。1-2運(yùn)動疊加原理當(dāng)物體同時參與兩個或多個運(yùn)動時,其總的運(yùn)動乃是各個獨(dú)立運(yùn)動的疊加,這個結(jié)論稱為運(yùn)動疊加原理或運(yùn)動的獨(dú)立性原理勻加速運(yùn)動為常矢量初始條件給定，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動確定拋體運(yùn)動典型的勻加速運(yùn)動，運(yùn)動疊加和運(yùn)動的獨(dú)立性運(yùn)動平面在內(nèi)?yxv00?yxv00方向描述作相互垂直的單位矢量指向軌道的凹側(cè)指向物體運(yùn)動方向自然坐標(biāo)系在軌道曲線上任取一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，以“彎曲軌道”作為坐標(biāo)軸

7、。P處的坐標(biāo)即為軌道的長度s(自然坐標(biāo))運(yùn)動方程切向單位矢量法向單位矢量二、平面曲線運(yùn)動切向加速度和法向加速度BRd?A為單位矢量，大小不變，但方向改變t時刻：A點(diǎn)t+dt時刻：B點(diǎn)dt時間內(nèi)經(jīng)過弧長dsds對應(yīng)圓心角角度d?變速率圓周運(yùn)動B?d?A切向加速度法向加速度法向加速度、反映速度方向變化，切向加速度、反映速度大小變化，加速度總是指向曲線的凹側(cè)勻速圓周運(yùn)動向心加速度一般曲線運(yùn)動（多個圓弧運(yùn)動的連接）討論（1）勻加速運(yùn)動是否一定是直線運(yùn)動？為什么？（2）在圓周運(yùn)動中，加速度的方向是否一定指向圓心？為什么？例1、由樓窗口以