《质点运动》ppt课件

《《质点运动》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章质点运动学ParticleKinematics§1.1质点运动的描述DescriptionofParticleMotion一、质点运动学的基本概念质点：有质量而无形状和大小的几何点。突出了质量和位置质点系:若干质点的集合。xyzO参照物参考系：参照物+坐标系+时钟(1)运动学中参考系可任选。参照物：用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系。P(2)参照物选定后，坐标系可任选。(3)常用坐标系直角坐标系（x,y,z）球坐标系（r,θ,）柱坐标系（,,z）自然坐标系(s)二、位置矢量、位

2、移1.位置矢量表示。位矢的大小为：位矢的方向用方向余弦表示，则有：参考物质点某时刻位置P(x,y,z)由位矢运动学方程直角坐标下已知运动学方程，可求质点运动轨迹、速度和加速度意义:2.位移路程位移矢量反映了物体运动中位置(距离与方位)的变化。讨论(1)位移是矢量（有大小，有方向）位移与路程的区别(2)与Δr的区别OpQO分清(3)位移与参考系选取有关。直角坐标表示位移：xyzO时间t内质点的位移为三、速度(描述物体运动状态的物理量)1.平均速度O2.瞬时速度PQQ'讨论(1)速度

3、的矢量性、瞬时性和相对性。(2)注意速度与速率的区别直角坐标系表示：平均速度瞬时速度速度的大小为速度的方向用方向余弦表示为四、加速度1.平均加速度2.瞬时加速度说明：(1)加速度反映速度的变化（大小和方向）情况。PQO(2)加速度的方向总是指向轨迹曲线凹的一面。大小为方向用方向余弦表示为§1.2质点运动学的二类问题TheTwo-ClassProblemofParticleKinematics一、第一类问题已知运动学方程，求(1)t=1s到t=2s质点的位移(3)轨迹方程(2)t=2s时已

4、知一质点运动方程求：例：解：(1)(2)(3)当t=2s时由运动方程得轨迹方程为例：一质点的运动方程为求：t时刻质点运动的加速度？解：解：已知求：和运动方程代入初始条件代入初始条件二、第二类问题已知加速度和初始条件，求例：,t=0时，由已知有例：一质点从X=0处以v=v0沿X轴运动，已知加速度，求:(1)t时刻质点运动的速度及位置。(2)X处质点的速度.解：两边积分：（分离变量）消去时间t得:另解:两边积分例：一人站在崖上,用绳子通过一滑轮向岸边拉一条小船,如图,假设崖高为h,拉绳的速率为v0,

5、求：船靠岸的速率v和加速度的大小a。hx解：l一、平面自然坐标系平面内一质点运动运动方程为：切向单位矢量法向单位矢量§1-3平面自然坐标系中的速度、加速度VelocityandAccelerationinthePlanarNaturalCoordinates二、平面自然坐标系中的速度•三、平面自然坐标中的加速度切向加速度:描述速度大小的变化快慢法向加速度:描述速度方向变化的快慢讨论在一般情况下其中为曲率半径，引入曲率圆后，整条曲线就可看成是由许多不同曲率半径的圆弧所构成的方向指向曲

6、率圆中心•一汽车在半径R=200m的圆弧形公路上行驶，其运动学方程为s=20t-0.2t2(SI).根据速度和加速度在自然坐标系中的表示形式，有例汽车在t=1s时的速度和加速度大小。求解求抛体运动过程中最高点的曲率半径？如B点思考:§1.4圆周运动CircularMotion按右手法则确定的正负变化一、角位置与角位移质点作圆周运动的角速度为描述质点转动快慢和方向的物理量角位置（运动学方程)当为质点圆周运动的角位移二、角速度三、角加速度角加速度角速度对时间的一阶导数角加速度的方向与四

7、、角量与线量的关系的方向相同1.路程与角位移的关系式2.速率与角速度的关系式3.加速度与角加速度的关系式切向加速度法向加速度(2)设t’时刻，质点的加速度与半径成45o角，则(2)当=?时，质点的加速度与半径成45o角？(1)当t=2s时，质点运动的an和一质点作半径为0.1m的圆周运动，已知运动学方程为(1)运动学方程得求解例以及aτ的大小例：一质点绕原点O作匀变速转动,角加速度为，求该质点的运动规律。解：两边积分：何其相似!§1.5运动描述的相对性RelativityofMovementD

8、escription知道质点运动学方程，就可以确定任意时刻质点的位置，质点的运动轨迹以及任意时刻质点的速度和加速度等。但同一物体的运动，由于所选参考系的不同，而有不同的描述，这一事实称为运动描述的相对性。同一运动在不同参考系中的运动学方程也不相同。一、经典时空二、伽利略坐标变换或设：0、0’重合时，t=t’=0三、速度变换加速度变换1.速度变换2.加速度变换一个带篷子的卡车，篷高为h=2m，当它停在马路边时，雨滴可落入车内达d=1m，而当它以15km/h的速率运动时，雨滴恰好不能落入车中。根据速