运动学教学教案.ppt

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1、运动学第一章chapter1kinematices本章内容本章内容Contentschapter1质点运动的描述质点运动的两类基本问题圆周运动及刚体转动的描述相对运动与伽利略变换descriptionofparticlemotiontwobasickindsofparticlemotionproblemdescriptionsofcircularmotionandrigidbodymotionrelativemotionandGalileotransformation第一节质点运动的描述1-1Descripti

2、onofparticlemotion质点运动的描述忽略物体的形状和大小，保留物体原质量的一个理想化的物理点模型。质点为确定物体的位置和描述物体运动而被选作参考的物体或物体群。参考系坐标系coordinatesystem固联在参考系上的正交数轴组成的系统，可定量描述物体的位置及运动。如直角坐标系、自然坐标系等。referencesystemmasspointorparticle质点参考系质点参考系坐标系参考系（地面）坐标系（直角坐标系）高空飞机（视为质点）rφθ参考系（地心）球坐标系卫星法线切线运动质点τn自然坐

3、标系由运动曲线上任一点的法线和切线组成矢量知识质点运动的描述质点运动的描述descriptionofaparticlemotion矢量基本知识矢量(vector)有大小、有方向，且服从平行四边形运算法则的量。A线段长度（大小）；箭头（方向）。手书A印刷（附有箭头）（用黑体字，不附箭头）矢量表示式X分别为X、Y轴的单位矢量（大小为1，方向Y0Ajixyij、分别沿X、Y轴正向）。在X-Y平面上的某矢量A该矢量A的坐标式手书A=xi+yj印刷=x+y在课本中惯用印刷形式。在本演示课件中，为了配合同学做手书作业，采用

4、手书形式。矢量加法矢量的基本运算(fundamentaloperationsofvectors)矢量加法(vectorialaddition)反向为减法相当于将一矢量反向后再相加。服从平行四边形法则为邻边为对角线若则矢量乘法(vectorialmultiplication)矢量乘法cos两矢量点乘的结果是标量在直角坐标中等于对应坐标乘积的代数和例如(scalarmultiplication)点（标）乘两矢量的点乘=两量大小与它们夹角余弦的乘积叉乘(crossmultiplication)叉（矢）乘两矢量叉乘的结

5、果是矢量大小sin角转向叉号后矢量的旋进方向。方向垂直于两矢量决定的平面，指向按右螺旋从叉号前的矢量沿小于的方向两矢量所在平面用一个三阶行列式若的空间坐标式为(thirdorderdeterminant)表示位置矢量的大小为其单位是米（m)其三个方向余弦为coscoscos（其单为矢量为）（其单为矢量为）（其单为矢量为）描述质点运动的物理量描述质点运动的物理量parametersfordescribingparticlemotion位置矢量positionvector运动学方程运动学方程kinematicequ

6、ation随时间变化从参数方程中消去所得的空间曲线方程称为轨迹方程其投影式称为参数方程可表成运动学方程位移位移的大小实际路程特殊：一般：时，视为相等。单向直线运动中位移displacement平均速度怎样描述质点位置变化的快慢程度及方向？时，平均速度的极限值具有更重要的意义：速度平均速度方向与相同是矢量velocitymeanvelocity平均速率是标量显然meanspeed瞬时速度而且瞬时速度速度简称instantaneousvelocityvelocity为极限方向（曲线上P点的切线方向）方向：在直角坐标

7、中速率的大小称为speed平均加速度质点速度的大小和方向随时都在改变。怎样定量描述质点的速度随时间的变化？加速度acceleration方向与一致时，平均加速度的极限值具有更重要的意义：平均加速度meanacceleation瞬时加速度方向：极限方向。acceleration瞬时加速度简称加速度accelerationinstantaneous在直角坐标系中的大小自然坐标系自然坐标系自然坐标系动轨迹平面运质点的（+）路程（-）切向法向切向单位矢量法向单位矢量时刻位置初始位置质点的运动学方程速率速度加速度自然坐标

8、系自然坐标系动轨迹平面运质点的（+）路程（-）切向法向切向单位矢量法向单位矢量时刻位置初始位置质点的运动学方程速率自然坐标中的速度加速度速度质点的加速度质点的切向加速度加速度质点的切向（）速率变化率切向加速度物理意义？其中的意思是的时间变化率。是切向单位矢量，其大小恒为1(即单位长度）。故是指切线方向的时间变化率。切向变化率分析方向大小法向加速度加速度质点的物理意义？切向（）速率变化率