参考系运动方程位移速度加速度ppt课件.ppt

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1、本学期主要内容1）力学基础2）机械振动和机械波3）热学基础4）电磁学（电部分）主讲：刘素梅大学物理（下）总学时：56第一编：力学(Mechanics)牛顿力学、热力学、电动力学、色动力学----力学---研究物体机械运动的科学。机械运动---物体相对位置或自身各部份的相对位置发生变化的运动。机械运动的基本运动形式：1、平动---物体上任一直线恒保持平行的运动；2、定轴转动---各点绕一固定轴作圆周运动的运动2）刚体---任何情况下大小形状都不发生变化的力学研究对象1）质点--把实际物体看成只有质量而无大小形状的力学研究对象。两个模型：力学质点运动学质点动力学刚体2、质点:是一

2、个不计其形状和大小的物体，理想化的物理模型。（只有质量）坐标系：定量描述。（直角、球面、柱面）第一章质点的力学基础§1-1参考系、质点和运动方程1、参照系：比较基准对运动定性描述运动具有相对性注意：能否将研究对象看成质点是相对于所研究的问题而言的3位置矢量（positionvectorofaparticle）位矢的大小:表征某时刻质点位置的矢量,简称位矢或矢径位矢的方向余弦:*---从参考点指向质点所在位置的有向线段4运动方程（functionofmotion）分量式从中消去参数得轨道方程例：圆A2、运动方程实为位置与时间t的参数方程，消去t可得轨迹方程。注意：1、研究质点运

3、动，首先要找到运动方程。例：一质点以v0在离地面H处作平抛运动，求轨道方程。OYXH解：消去t可得轨迹方程：V0V0例：已知质点位置矢量：，求其轨道方程。解：由位置矢量方程整理得：则：X（cm）Y（cm）341243120§1-2质点的位移和速度、加速度一）质点的位移Cba定义：当质点从某点a运动到另一点b时，从a指向b点的有向线段，称为这两点间的位移。记为：计算（直角坐标中）含义：反映质点运动位置变化的实际效果oyxy注意:(1)(2)二）质点运动的速度1、平均速度xyzab定义：----（1）质点在t时间内,位移和所经历的时间的比值称为这段时间内质点的平均速度。含义：反

4、映一段时间内，质点位置变化的平均快慢。注意：a）说到平均速度一定要明确是哪一段时间或哪一段位移中的平均速度。（t）（t+t）xyz注意：a）说到平均速度一定要明确是哪一段时间或哪一段位移中的平均速度。a（t）b（t+t）b）有时常用到平均速率的概念。Rm2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,若质点在三维空间中运动,其速度为平均速率BA瞬时速率瞬时速率：速度的大小称为速率▲讨论例: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）1、平均加速度B与同方向

5、.（反映速度变化快慢）单位时间内的速度增量即平均加速度三、加速度A加速度大小2、瞬时加速度加速度的方向：变化的方向例1，一质点在xoy平面内运动，参数方程为x＝4t2－2，y＝2t（m），求（1）t＝1s，t＝2s时的位置；（2）质点在第2秒内的位移及平均速度；（3）t＝1s，t＝2s的速度和加速度。解(1)质点的运动方程(或位置矢量)为:(2)质点在第2秒内的位移:质点在第2秒内的平均速度:(3)质点在t=1s、2s时的速度和加速度:速度加速度初始条件：t=0（或t=t0）时刻质点运动的状态值。记为：(四）运动学的两类问题一类：已知r(t)求---求导法二类：已知a，求求

6、积分法求导求导积分积分质点运动学两类基本问题例1：一质点沿X轴运动，加速度为a＝kt－1，已知初始条件：t=t0时，v=v0,x=x0,求v(t)、x(t).解两边同时积分即(1)(2)两边同时积分可得例2：一质点沿X轴正向运动，t=0时，x=x0,已知v=-kx，求x(t)，a(t)。解(1)所以两边同时积分:得(2)由得例3：一质点沿X轴正向运动，t=0时，x=x0,v=v0。且运动过程中满足a=-kv，求v(t)，x(t)，a(t)。解(1)有解得(2)解得例4：一质点沿X轴正向运动，t=0时，x=x0,v=v0，且运动过程满足a=-kx，求速度与位移之间的关系。解：即

7、解得即布置作业练习一1.3平面曲线运动写成分量式：写成分量式：一匀变速直线运动分量式：忽略阻力的抛体：时，最大射程：二抛体运动三圆周运动自然坐标系：在运动轨迹上任取一点o,在某时刻t，质点位于P处，沿轨迹某一方向量得的曲线长度质点运动方程切线坐标:沿轨迹上任一点的切线方向切向单位矢量法线坐标:沿轨迹上任一点的法线方向法向单位矢量*注意：随质点移动且相互垂直1、匀速率圆周运动方向：的极限方向指向圆心2、变速率圆周运动方向：指向圆心法向加速度(方向改变)方向：该点的切线方向切向加速度(大小改变)总加速度：相