大学物理 质点运动学课件.ppt

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1、一参考系质点质点是经过科学抽象而形成的理想化的物理模型.目的是为了突出研究对象的主要性质,暂不考虑一些次要的因素.为描述物体的运动而选择的标准物叫做参考系.1参考系如果我们研究某一物体的运动，而可以忽略其大小和形状对物体运动的影响，若不涉及物体的转动和形变，我们就可以把物体当作是一个具有质量的点（即质点）来处理.2质点选取的参考系不同，对物体运动情况的描述不同，这就是运动描述的相对性.二位置矢量运动方程位移1位置矢量*位矢的值为确定质点P某一时刻在坐标系里的位置的物理量称位置矢量,简称位矢.式中、、分别为x、y、z方向的单位矢量.位矢的方向余弦PP2运

2、动方程分量式从中消去参数得轨迹方程3位移BABA经过时间间隔后,质点位置矢量发生变化,由始点A指向终点B的有向线段AB称为点A到B的位移矢量.位移矢量也简称位移.位移的大小为BA所以位移若质点在三维空间中运动，则在直角坐标系中其位移为4路程（）:质点实际运动轨迹的长度.又位移的物理意义A)确切反映物体在空间位置的变化,与路径无关，只决定于质点的始末位置.B）反映了运动的矢量性和叠加性.注意位矢长度的变化位移与路程（B）一般情况,位移大小不等于路程.（D）位移是矢量,路程是标量.（C）什么情况？不改变方向的直线运动;当时.讨论（A）P1P2两点间的路程是

3、不唯一的,可以是或而位移是唯一的.三速度1平均速度在时间内,质点从点A运动到点B,其位移为时间内,质点的平均速度平均速度与同方向.平均速度大小或BA2瞬时速度当质点做曲线运动时,质点在某一点的速度方向就是沿该点曲线的切线方向.当时平均速度的极限值叫做瞬时速度,简称速度当时,瞬时速率：速度的大小称为速率若质点在三维空间中运动,其速度为平均速率BA瞬时速率讨论一运动质点在某瞬时位于矢径的端点处，其速度大小为（A）（B）（B）（B）（C）（D）例1设质点的运动方程为其中（1）求时的速度.（2）作出质点的运动轨迹图.解（1）由题意可得速度分量分别为时速度为速度

4、与轴之间的夹角（2）运动方程由运动方程消去参数可得轨迹方程为0轨迹图246-6-4-2246例2如图所示,A、B两物体由一长为的刚性细杆相连,A、B两物体可在光滑轨道上滑行.如物体A以恒定的速率向左滑行,当时,物体B的速率为多少？解建立坐标系如图,OAB为一直角三角形，刚性细杆的长度l为一常量ABl物体A的速度物体B的速度ABl两边求导得即沿轴正向,当时1）平均加速度B与同方向.（反映速度变化快慢的物理量）单位时间内的速度增量即平均加速度2）（瞬时）加速度四加速度A加速度大小加速度加速度大小质点作三维运动时加速度为求导求导积分积分质点运动学两类基本问题

5、一由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的位矢、速度和加速度；二已知质点的加速度以及初始速度和初始位置,可求质点速度及其运动方程.解：由加速度定义例3有一个球体在某液体中竖直下落,其初速度为,它的加速度为问（1）经过多少时间后可以认为小球已停止运动,（2）此球体在停止运动前经历的路程有多长？101.3直线运动1.4平面曲线运动(t=0)(t)xox图1-5.匀加速直线运动由得消去t当自由落体运动v0yv0xv0vxvvyxyyox图1-8.抛体运动物体在空中的加速度为:利用这些条件,可求得可求得物体从抛出到回落到抛出点高度所用的时间T为飞行的最大高度

6、Y为飞行的射程X为一平面极坐标A设一质点在平面内运动，某时刻它位于点A.矢径与轴之间的夹角为.于是质点在点A的位置可由来确定.以为坐标的参考系为平面极坐标系.它与直角坐标系之间的变换关系为二圆周运动的角速度和角加速度角速度角坐标角加速度速率AB三圆周运动的切向加速度和法向加速度角加速度质点作变速率圆周运动时切向加速度切向单位矢量的时间变化率法向单位矢量切向加速度（速度大小变化引起）法向加速度（速度方向变化引起）圆周运动加速度切向加速度减小增大一般曲线运动（自然坐标）四匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动其中曲率半径.1匀速率圆周运动：速率和角速度都为常量.

7、2匀变速率圆周运动如时,常量对于作曲线运动的物体，以下几种说法中哪一种是正确的：（A）切向加速度必不为零；（B）法向加速度必不为零（拐点处除外）；（C）由于速度沿切线方向，法向分速度必为零，因此法向加速度必为零；（D）若物体作匀速率运动，其总加速度必为零；（E）若物体的加速度为恒矢量，它一定作匀变速率运动.讨论