高二物理競賽第一章 機(jī)械運(yùn)動的描述課件

第一章機(jī)械運(yùn)動的描述1.1機(jī)械運(yùn)動的基本特征及其描述方法1.2位置矢量質(zhì)點的運(yùn)動學(xué)方程1.3位移速度1.4加速度

1.5圓周運(yùn)動的角量描述1.6相對運(yùn)動1.7剛體的基本運(yùn)動

描述質(zhì)點運(yùn)動的四個基本物理量1.位矢：2.位移：3.速度：4.加速度：復(fù)習(xí)二、切向加速度和法向加速度自然坐標(biāo)系中：1.4加速度討論當(dāng)：有且φ沿法線方向返回自然坐標(biāo)系中：切向加速度法向加速度加速度的大?。悍较颍杭铀俣瓤偸侵赶蜍壽E的凹側(cè)注意矢量性：四個量都是矢量，有大小和方向。加減運(yùn)算遵循平行四邊形法則某一時刻的瞬時量(狀態(tài)量)，不同時刻不同。過程量(與一段時間間隔相聯(lián)系)。瞬時性：相對性：不同參考系中，同一質(zhì)點運(yùn)動描述不同，不同坐標(biāo)系中，具體表達(dá)形式不同。加速度位矢位移速度三、質(zhì)點運(yùn)動學(xué)的兩類基本問題質(zhì)點運(yùn)動學(xué)的重要任務(wù)之一就是根據(jù)已知條件建立質(zhì)點的運(yùn)動學(xué)方程。1.已知質(zhì)點的運(yùn)動學(xué)方程,求速度和加速度(微分法)2.已知速度和初始條件求運(yùn)動學(xué)方程或已加速度求速度和運(yùn)動學(xué)方程(積分法)特別指出討論問題一定要選取坐標(biāo)系注意矢量的書寫10例1.一質(zhì)點沿x軸運(yùn)動,其加速度與時間的關(guān)系為:(SI制),t=0時刻質(zhì)點靜止于x=0(原點),求t時刻質(zhì)點的速度,運(yùn)動方程.解:第二類問題11例2.已知質(zhì)點在oxy平面內(nèi)運(yùn)動,運(yùn)動方程為:(2)任意時刻t:t=1s:加速度為常矢量(2)t=1s時質(zhì)點的位置矢量;速度;加速度.

(SI制)求:(1)質(zhì)點的軌道方程;拋物線例3路燈距地面高度為h，身高為l的人以速度v0在路上勻速行走。求：（1）人影頭部的移動速度；（2）影長增長的速率。Ox2xx1hl

解：

（1）兩邊求導(dǎo)：（2）令為影長以代入得例4、河中有一小船，人在離河面一定高度的岸上通過繩子以勻速度VO拉船靠岸，求船在圖示位置處的速率。解：第一類問題運(yùn)動方程可從題中得到求導(dǎo)可得：

1.5圓周運(yùn)動的角量描述當(dāng)質(zhì)點沿半徑為r的圓周運(yùn)動時，以圓心O為原點建立極坐標(biāo)，一、圓周運(yùn)動的角量描述r角位移角位置角坐標(biāo)的改變量Δθ稱為Δt時間內(nèi)質(zhì)點對O點的角位移正負(fù)選取:沿逆時針轉(zhuǎn)動，角位移取正值沿順時針轉(zhuǎn)動，角位移取負(fù)值任一時刻，質(zhì)點位置由θ完全確定，稱為角位置（角坐標(biāo)）。角位置:角位移:平均角速度:瞬時角速度:平均角加速度:角加速度:r勻速圓周運(yùn)動是恒量勻變速圓周運(yùn)動是恒量二、線量與角量的關(guān)系線量角量r(b)

車做勻速直線運(yùn)動時，地面上的人觀察到石子做拋物線運(yùn)動。(a)

車做勻速運(yùn)動時車上的人觀察到石子做直線運(yùn)動。1.6相對運(yùn)動不同參考系，同一質(zhì)點運(yùn)動情況不同——只考慮相對平動參考系之間的變換即一個參考系上各點相對于另一參考系有相同的速度牽連速度

牽連加速度.已知s’系相對s系以速度u運(yùn)動P絕對加速度

例

某人騎自行車以速率v0向東行駛。今有風(fēng)以同樣的速率由北偏西30°方向吹來。問：人感到風(fēng)是從那個方向吹來？解：北偏東30°地面為s系，自行車和人為s’系1.7剛體的基本運(yùn)動一、什么是剛體——理想模型在任何情況下形狀和大小都不發(fā)生變化的物體。研究剛體時，把剛體分成許多部分，每一部分小到可以看成質(zhì)點，叫剛體的質(zhì)元。剛體是所有質(zhì)元間距保持不變的質(zhì)點系。1.平動剛體在運(yùn)動中，其上任意兩點的連線始終保持平行。通常用剛體的質(zhì)心運(yùn)動來代表剛體的平動。二、剛體的基本運(yùn)動形式2.剛體定軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動：對點、對軸（只討論定軸轉(zhuǎn)動）既平動又轉(zhuǎn)動：質(zhì)心的平動加繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動定軸轉(zhuǎn)動：各質(zhì)元均作圓周運(yùn)動，其圓心都在一條固定不動的直線（轉(zhuǎn)軸）上。轉(zhuǎn)軸三、定軸轉(zhuǎn)動的描述定軸轉(zhuǎn)動的特點:1.剛體上所有不在轉(zhuǎn)軸上的各個質(zhì)元都在做半徑不等的圓周運(yùn)動;2.圓周軌道所在平面垂直于轉(zhuǎn)軸,這平面叫做轉(zhuǎn)動平面;圓周軌道的中心就是轉(zhuǎn)動平面與轉(zhuǎn)軸的3.各個質(zhì)元作圓周運(yùn)動的半徑ri不等,運(yùn)動速度交點O,稱為轉(zhuǎn)心;vi也不等,但各個ri在相同的時間內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的角度。各質(zhì)元的位移、線速度、加速度一般不同，但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同描述剛體整體的運(yùn)動用角量最方便。轉(zhuǎn)動平面轉(zhuǎn)軸參考方向轉(zhuǎn)心O四、角