大学物理机械运动描述讲稿ppt课件.ppt

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1、第一章机械运动的描述机械运动：物体之间（或物体各部分之间）相对位置的变动。研究对象：机械运动的规律及其应用。参照系：描述机械运动首先要选择参照物，并在其上建立坐标系。参照物和坐标系一起称为参照系。地面参照系地面是一个最常用的惯性系。但只能说地面是一个近似的惯性系，而不是一个严格的惯性系，因为地球有自转角速度：因此，地球上的物体有法向加速度。地心参考系地心参考系相对地面参考系严格些，地球绕太阳公转的角速度：日心参考系日心参考系相对地心参考系更严格些，但太阳还绕银河中心旋转，旋转角速度是：FK4参考系FK4参考系是以

2、选定的1535颗恒星的平均静止的位形作为基准的参考系，是比以上三个参考系都严格的惯性系。质点：具有一定质量，而大小、形状可以忽略的物体。线量：位置、位移、速度和加速度矢量等描述质点运动的基本物理量。质点具有相对性电子与质点地球与质点是一个理想模型，它把物体抽象为用物体特性的物理量（质量、带电量等）表示的一个几何点。1.1描述质点运动的线量例如：地球与质点电子与质点一、位置矢量和轨迹方程（PositionVectorandTrackEquation)位置矢量：运动方程：轨道方程：原点到考察点的有向线段位置随时间t变

3、化关系例1-1：一质点运动方程为确定其轨道方程和位置矢量。解：由上两式消去时间t后得到该质点是在xy平面上作以原点为圆心、半径为2m的圆周运动。yOxP(x,y)S位置矢量是二、位移和路程(DisplacementandDistanceTravelled)1.位移由初位置P指向末位置Q的矢量，表示质点在Dt内的位置变化。PQOzxy位移定义质点通过实际路径的总长度。2.路程PQOzxy微分情况下,位移只决定于始末位置，与路程无关，状态量；路程是实际通过的路径长度，是标量，过程量。位移与路程一般仅当即10.标量性2

4、0.与原点选取无关30.位移与路程不同概念三、速度和速率(VelocityandSpeed)1.速度（1）平均速度（2）瞬时速度描述质点位置变化快慢和运动方向矢量在直角坐标系中PQOzxy平均速度与瞬时速度意义不同平均速度：PQOzxy方向：割线方向。大小：瞬时速度：方向：切线方向。大小：瞬时速度方向、大小之一变化，速度即发生变化。而且与参照系有关。注意2.速率(1)平均速率(2)瞬时速率反映质点在内在路程上平均移动的快慢.速率与速度意义不同，前者是路程变化，后者是位移变化；前者是标量，后者是矢量。平均速度的数值

5、一般不等于平均速率，但瞬时速度的大小等于瞬时速率。四、加速度(acceleration)描述速度在大小和方向上随时间变化快慢的物理量。1.平均加速度2.瞬时加速度PQozxy是矢量，其方向为的方向。10.的方向：当质点作曲线运动时，的方向总是指向轨迹曲线凹的一面，与同一时刻速度的方向一般是不同的。当的极限方向即的方向。20.的大小30.在直角坐标系中，的分量式40.的相对性：与参考系的选择有关。3.切向加速度和法向加速度圆周运动ORPt时刻：P点t+t时刻：Q点Dq其中：ORPDqQ向心加速度一般曲线运动这时有

6、：ρ是P点的曲率半径。曲线运动演示一：运动学的微积分问题微分问题：已知物体的运动方程，求任一时刻的速度、加速度。积分问题：已知物体的加速度及初始条件，求运动方程。例1-2：一质点运动方程为，求：⑴t=1s和t=2s时位矢；⑵t=1s到t=2s内位移；⑶t=1s到t=2s内质点的平均速度；⑷t=1s和t=2s时质点的速度；⑸t=1s到t=2s内的平均加速度；⑹t=1s和t=2s时质点的加速度。解：（SI）（1）（2）（3）（6）（5）（4）⑷t=1s和t=2s时质点的速度；⑸t=1s到t=2s内的平均加速度；⑹t=

7、1s和t=2s时质点的加速度。一质点沿x轴作直线运动，其方程为：求：质点在第2秒内所经过的路程。解：例1－3：0s1.5s2s1s分析有：例4一质点沿x轴运动，其加速度方程为a=4t，初始条件为t=0，v0=0，x0=10，求：质点的速度和位移方程。解：例5已知质点的加速度与位移的关系式a=3x+2，t=0时v0=0、x=0，试确定v与x的关系式解：例6质点沿x轴运动，加速度与速度关系为a=-kv(k为常数），初始位置为x0，速度为v0，试求：速度，位移。解：二：切向、法向问题[例１]已知：R＝25m，s=t3+

8、2t2(sI）．求：t=2s时质点的切向加速度．法向加速度及加速度的大小．解：例2一质点沿半径R=1m圆周运动，已知走过的圆弧与时间的关系为：试求：〈1〉当总加速度a恰好与半径成450角时，质点所经过的路程。〈2〉质点任意时刻速率表达式〈3〉质点任意时刻加速度表达式Oaana解：例31.已知质点在铅直平面内运动，运动方程为（SI），试求：（1）任一时刻速度的大小（2）