《質點運動的描述》PPT課件.ppt

1、1,大學物理,授課教師:李樺,2,教學參考書,大學物理基礎知識與訓練,李樺、鄭倚蘿等編寫,大學基礎物理學上下冊,張三慧，清華大學出版社,大學物理上下冊，吳百詩，科學出版社,3,物理學,研究物質運動最基本、 最普遍的運動形式，包括,分子熱運動,電磁運動,原子與原子核的運動,最簡單、最基本,4,機械運動物體位置隨時間的變化過程,或物體中各部分相對位置隨時間的變化過程,物體：質點、剛體,5,第一章 質點運動學,數(shù)學準備,矢量運算,求導與積分運算,6,教學基本要求,一 掌握位置矢量、位移、加速度等描述質點運動及運動變化的物理量 . 理解這些物理量的矢量性、瞬時性和相對性,二 理解運動方程的物理意義及作

2、用 . 掌握運用運動方程確定質點的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知質點運動的加速度和初始條件求速度、運動方程的方法,三 能計算質點在平面內運動時的速度和加速度，以及質點作圓周運動時的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度,四 理解伽利略速度變換式, 并會用它求簡單的質點相對運動問題,7,一 參考系 質點,為描述物體的運動而選擇的標準物叫做參考系,1、參照系和坐標系 宇宙中的一切物體都在運動，沒有絕對靜止的物體，這叫運動的絕對性,同一物體的運動，由于我們選取的參照系不同，對它的運動的描述就不同，這稱為運動描述的相對性。因此，描述運動必須指出參照系,8,質點是經(jīng)過科學抽象而形成的物理模型

3、 . 把物體當作質點是有條件的、相對的, 因而對具體情況要作具體分析,只有參照系還不能定量地描述物體的位置。所以要在參照系上建立一個坐標系。這樣就可定量描述物體的位置。常用的坐標系有直角坐標系、柱坐標系和球坐標系,注意：參照系不一定是靜止的,9,10,二 位置矢量 運動方程 位移,1 位置矢量,位矢 的大小為,確定質點P某一時刻在 坐標系里的位置的物理量稱位置矢量, 簡稱位矢,、 分別為x、y、z 方向的單位矢量,11,位矢 的大小為,式中 、 、 分別為x、y、z 方向的單位矢量,位矢 的方向余弦,12,位矢 的方向余弦,2 運動方程,從中消去參數(shù) 得軌跡方程,P,13,質點若作平面運動，令

4、z=0，所以,位矢 的大小為,位矢 的方向為,位置矢量,或,軌跡方程,14,3 位移,15,所以位移,又,16,位移的大小為,所以位移,若質點在三維空間中運動， 其位移為,又,位移的方向為,17,A) 確切反映物體在空間位置的變化, 與路徑無關，只決定于質點的始末位置,B）反映了運動的矢量性和疊加性,4 路程（ ）: 質點實際運動軌跡的長度,18,位移與路程,B） 一般情況,位移 大小不等于路程,D）位移是矢量, 路程是標量,C）什么情況 ,1、不改變方向的直線運動;,2、當 時,或記為,cm為單位，t 以 s 為單位,試求：質點在2秒末到4秒末的位移,例1 一質點在 xoy 平面內按 x =

5、t 2 的,規(guī)律沿曲線 y = x 3/320運動，其中 x、y 以,解,t = 2s,t = 4s,cm為單位，t 以 s 為單位,試求：質點在2秒末到4秒末的位移,例1 一質點在 xoy 平面內按 x =t 2 的,規(guī)律沿曲線 y = x 3/320運動，其中 x、y 以,解,t = 2s,t = 4s,21,三 速度,1 平均速度,在 時間內，質點從點 A 運動到點 B，其位移為,時間內，質點的平均速度,平均速度 與 同方向,平均速度大小,或,22,2 瞬時速度,當質點做曲線運動時，質點在某一點的速度方向就是沿該點曲線的切線方向,當 時平均速度的極限值叫做瞬時速度， 簡稱速度,當 時,2

6、3,瞬時速率：速度 的大小,簡稱為速率,若質點在三維空間中運動，其速度為,在直角坐標系中,24,平均速度,瞬時速率,速度與速率的區(qū)別,平均速率,瞬時速度,25,26,下列說法哪一條正確： (A)加速度恒定不變時，物體運動方向也不變。 (B)平均速率等于平均速度的大小。 (C)不管加速度如何，平均速率表達式總可以寫成 v =(v1 + v2) 2。 (D)運動物體速率不變時，速度可以變化,D,27,例：一質點運動方程為：x =6tt2，在t=04 s 的時間間隔內，位移大小為_，路程為_,解,t = 3s時 v = 0，此時質點換向,位移,x,路程為,28,例題: 路燈高度為h,人高度為l,步行速度為v0 .試求：（1）人影中頭頂?shù)囊苿铀俣?；?）影子長度增長的速率,解,影子長度增長速率為,29,例題: 路燈高度為h,人高度為l,步行速度為v0 .試求：（1）人影中頭頂?shù)囊苿铀俣?；?）影子長度增長的速率,解,影子長度增長速率為,人影頭頂移動速度為,30,1） 平均加速度,與 同方向,反映速度變化快慢的物