大学物理课件-1-质点运动学.ppt

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1、质点运动学质点质点运动学运动学particlekinematices质点参考系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。参考系定量地描述空间一点相对于某参考系的位置所采用的坐标系统。坐标系参考系参考系（地面）坐标系（直角坐标系）高空飞机（视为质点）坐标系动画例以地球为参考系人造地球卫星作圆或椭圆运动以太阳为参考系人造地球卫星作螺线式运动位置矢量描述质点运动的物理量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）运动

2、学方程运动学方程其投影式即运动学方程可表成从投影式中消去所得的空间曲线方程称为轨迹方程位移位移位移的大小实际路程特殊：一般：时，视为相等。单向直线运动中平均速度怎样描述质点位置变化的快慢程度及方向？平均速率是标量显然时，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瞬时速度瞬时速度速度简称为极限方向（曲线上P点的切线方向）方向：的大小称为速率而且在直角坐标中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？时，平均加速度的极限值具有更重要的意义：加速度平均加速度方向与一致平均加速度瞬时加速度瞬时加速度简称加速度方向：极限方向

3、。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（）速率变化率切向加

4、速度沿法向（），法向加速度大小物理量小结小结描述质点运动的物理量运动学方程运动状态运动状态的变化位移加速度位置矢量速度简例一表示国际单位制长度：米时间：秒已知质点运动学方程求：时的位矢；间的位移；轨迹方程及间通过的路程。轨迹方程抛物线微路程积分路程ln解法提要：已知质点运动学方程求：速度及加速度；切向加速度，法向加速度及曲率半径。解法提要：简例二角坐标描述圆周运动的物理量圆周运动中的角量角坐标参考轴半径随时间变化的方程（）称圆周运动的运动学方程的单位：弧度角位移参考轴半径角位移参考轴半径大母指方向的右手螺旋法则对应于质点在时间内走过的圆弧所对的圆心角。在极限情

5、况中，瞬间的运动方向为切向（）瞬间对应的微角位移质点在可用右手螺旋法则表成一空间矢量角速度角速度lim角速度的大小为角速度的矢量式矢量方向与相同角速度的单位为弧度角加速度角加速度表示角速度瞬时变化的快慢角加速度的定义为lim其方向为角速度增量的极限方向的单位为弧度角线量关系线量角量的关系关系式线量大小角量大小常用的证明题的大小恒为1，故实指方向切线的时间变化率。证法提要：定性理解：用圆周运动概念证明相同不同在单位时间内速率半径者的方向变化大。方向相同不同在单位时间内者的方向变化大。速率半径方向续证明理论证明：用描述时间内的方向平均变化量的瞬间它的方向大小用圆周

6、运动概念证明角线简例已知（（时的解法提要：（（（（（（（（两类问题质点运动学中的两类问题运动学方程速度任一时刻的加速度求导已知ⅠⅡ积分运动学方程速度方程速度方程加速度方程微分例一注意：求切向加速度是对速率求导本题已知（）时的和的大小解法提要：微分例二已知自然坐标系中时的解法提要：大小（（与切向的夹角tgarc微分例三匀速拉绳求船速（）解法提要：质点位置是时间的隐函数，求速度简例段因拖动，随时间增长其中，其变化率而变短，船速沿轴反方向作变速运动。积分例一用积分法求匀加速直线运动公式已知质点沿X轴以匀加速度作直线运动解法提要：沿轴运动，直接用标量式沿轴运动，直接用

7、标量式分离变量两边积分分离变量两边积分联立消去还可得积分例二已知（（（（解法提要：常数cossinsincossin续上已知（（（（解法提要：coscoscossinsinsincossin若联立消去可得轨迹方程tgcos积分例三（（（（解法提要：coscoscossinsin（（（（最大寻找已知图中质点cos常数：相对运动相对运动静止地面（绝对参考系）不同参考系对质点运动的描述及其相互关系起重吊勾（观察目标）运动绞车（相对参考系）变换关系式基本变换关系式绝对位矢相对位矢牵连位矢（注意矢量性）绝对速度相对速度牵连速度绝对加速度相对加速度牵连加速度例题解法提要：

8、风对人：（（风对地：（（人对地：（（地