大学物理描述质点运动的四个物理量.ppt

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1、第一节质点运动描述引言：你怎样科学地描述运动？1.物体运动是绝对的,但运动的描写是相对的。参照系:描写物体运动选择的标准物。描写平面曲线运动的四个物理量坐标系:可精确描写物体运动。常用的坐标系有直角坐标系(x,y,z)，极坐标系(,)，球坐标系(R,,)，柱坐标系(R,,z)。xyzozR参考方向zoRxy解决物理问题时一般要将复杂的实际问题进行简化,建立理想化的物理模型。例如:①物体上所有点的运动轨迹都相同,用一个点的运动来代替整个物体运动。§1.描写平面曲线运动的四个物理量质点:②物体运动范围>>物体本身线度。

2、2.建立理想化的模型一、位置矢量r1.定义：描写质点空间位置的物理量。yP(x,y)xoxyrr=xi+yji、j为单位矢量。r是矢量，大小为：矢量书写r§1.描写平面曲线运动的四个物理量/一、位置矢量单位：米,m方向：从坐标原点指向终点。2.运动方程r(t)质点位矢随时间的函数关系。3.轨迹方程将运动方程中消去t:其中：P(x,y)yxoxyr§1.描写平面曲线运动的四个物理量/一、位置矢量方向角：想一想：物体在三维空间运动，又如何描述？二、位移1.定义：描写质点位置变化的物理量。xOyrAABrB由矢量关系：质点从A点运动到B

3、点，§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移想一想等于吗？o2.单位：米，m3.大小：4.方向：从起点指向终点。§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移xOyrAABrB注意1.位矢与位移的区别：位矢为从坐标原点指向质点所在位置的有向线段；位移为从起点指向终点的有向线段。方向时间位矢与某一时刻对应；位移与某一段时间对应。§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移xOyrAABrB2.位移与路程的区别：路程：为物体经过路径总的长度，为标量；AB位移：从起点指向终点的有向线段，为矢量。§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、

4、位移三、速度v1.描写物体运动快慢和方向的物理量。2.平均速度xOyrAABrBvAvB定义：物体的位移与发生这段位移所用的时间之比。§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度3.速度v对于变速曲线运动的物体，速度大小与方向都在随时间改变，①.无限分割路径；②.以直代曲；③以不变代变；用平均速度代替变速度；④令取极限。AB§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度速度单位：米/秒，m/s方向：沿运动轨迹的切线方向。xOyABvAvB由于r=xi+yj§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度大小：xOyvx、y方向的分量。为

5、速度在、§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度注意1.平均速度与平均速率的区别平均速度为物体发生的位移与时间之比；为矢量。平均速率为物体经过的路程与时间之比；为标量。AB§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度2.速度与速率的区别速度为位矢r对时间的一次导数，为矢量：速率为速度的大小，为标量：§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度四、加速度a1.定义：描写质点速度变化快慢和方向的物理量。xOyABvAvBvA在图中物体速度矢量满足关系为：速度变化为§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度2.平均加速度：用平均

6、加速度描写物体的运动是不精确的，要想精确地描写物体的加速度，令取极限。由3.加速度加速度为速度对时间的一次导数。可得§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度单位：米/秒2，m/s24.分量式：由ax、ay为加速度在x、y方向的分量。5.方向：加速度方向为速度变化的方向，指向运动轨迹的凹的一侧。a§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度注意加速度是描写速度变化的物理量；质点的速度大，加速度不一定大；质点的加速度大，速度不一定大。§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度试一试：举例说明之质点作曲线运动，判断下列说法的

7、正误。质点的运动学方程为x=6+3t-5t3(SI),判断正误:质点作匀加速直线运动，加速度为正。质点作匀加速直线运动，加速度为负。质点作变加速直线运动，加速度为正。质点作变加速直线运动，加速度为负。思考题例：抛体运动。初速度为V0，与X轴成0。求运动方程和轨迹方程。轨迹方程：（上两式消去时间变量）解：已知：任一时刻两速度分量：积分得运动方程：例：已知一质点从静止出发，其加速度在X、Y轴上的分量分别为aX=10t,aY=15t2（SI）。试求5s时质点的位置和速度解：取质点出发点为坐标原点初始条件速度的一般表达式将t=5s代入得

8、：又由初始条件将t=5s代入得例：在离水平面高h米的岸边，有人用绳拉船靠岸，当人以v0m/s速率收绳时，求船在离岸边S米处的速度和加速度。解：先写出运动方程船的速度加速度想一想：如何利用速度的分解和合成来求本题？