大學(xué)物理教程1.2-質(zhì)點(diǎn)的位矢、位移和速度市公開課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

一質(zhì)點(diǎn)位置坐標(biāo)和位置矢量位置矢量（或矢徑）：從原點(diǎn)到質(zhì)點(diǎn)所在位置有向線段

P(x,y,z)=P(t)直角坐標(biāo)系z(mì)OxyP(x,y,z)第1頁(yè)位置矢量在直角坐標(biāo)系中可用單位矢量表示為：方向可由三個(gè)方向余弦表示方向余弦滿足大小zOxy

P(x,y,z)第2頁(yè)極坐標(biāo)系：第3頁(yè)二運(yùn)動(dòng)方程與軌道質(zhì)點(diǎn)位置與運(yùn)動(dòng)時(shí)間(t)相關(guān)，位置矢量滿足一定函數(shù)關(guān)系：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程或：運(yùn)動(dòng)學(xué)主要任務(wù)之一，就是找出各種詳細(xì)運(yùn)動(dòng)所遵照運(yùn)動(dòng)方程。分量形式消去參數(shù)t質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡(軌道)方程第4頁(yè) 運(yùn)動(dòng)方程之所以能夠在詳細(xì)坐標(biāo)系寫成份量形式，實(shí)際上是建立在運(yùn)動(dòng)可疊加性基礎(chǔ)上。 比如：平拋物體時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)能夠分解為在水平方向上勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上勻加速直線運(yùn)動(dòng)。說(shuō)明第5頁(yè)（1）自由落體運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程（2）平拋運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程軌跡方程（3）圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)方程軌跡方程第6頁(yè)三質(zhì)點(diǎn)位移設(shè)在

t

時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)從A運(yùn)動(dòng)到B，則質(zhì)點(diǎn)在

t

時(shí)間內(nèi)位移定義為：由圖可知位移與初、末時(shí)刻位置矢量關(guān)系：yxzO

sAB第7頁(yè)位移性質(zhì)：1.矢量性如圖所表示：位移滿足矢量疊加性質(zhì)。即在

t1+

t2時(shí)間內(nèi)總位移滿足：直角坐標(biāo)系中：yxzOCAB第8頁(yè)2.位移與旅程

s

不一樣當(dāng)時(shí)間間隔很小時(shí)：記為：a.位移為矢量，旅程為標(biāo)量b.

第9頁(yè)四速度平均速度：瞬時(shí)速度：

sOAB第10頁(yè)速度為矢量！(1)方向沿A點(diǎn)處軌道切線方向時(shí)，注意第11頁(yè)O

sAB(2)大小速度大小與速率相等！第12頁(yè)

平均速率和瞬時(shí)速率反應(yīng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不一樣信息。

也就是說(shuō)，平均速率和瞬時(shí)速率有不一樣物理意義，它們強(qiáng)調(diào)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中關(guān)于運(yùn)動(dòng)快慢不一樣方面。（1）平均速率更強(qiáng)調(diào)在一有限時(shí)間段內(nèi)總體運(yùn)動(dòng)效果；

（2）瞬時(shí)速率更強(qiáng)調(diào)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中細(xì)節(jié)。說(shuō)明第13頁(yè)一些經(jīng)典速度大小量級(jí)單位：（m·s-1)光3.0×108已知類星體最快退行2.7×108電子繞核運(yùn)動(dòng)2.2×108太陽(yáng)繞銀河中心運(yùn)動(dòng)2.0×105地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)3.0×104第二宇宙速度1.1×104第一宇宙速度7.8×103子彈出口速度~7×102地球自轉(zhuǎn)（赤道）4.6×102空氣分子熱運(yùn)動(dòng)平均速度（室溫）4.5×102空氣中聲速3.3×102民航噴氣客機(jī)2.7×102人最大速度12人步行1.3蝸牛爬行~10-3冰河移動(dòng)~10-6頭發(fā)生長(zhǎng)3×10-9大陸漂移10-9第14頁(yè)五速度分量形式1.直角坐標(biāo)系速率為：速度分量為：第15頁(yè)2.自然坐標(biāo)系坐標(biāo):速度:質(zhì)點(diǎn)速率:第16頁(yè)xoωy例設(shè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程為討論質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。第17頁(yè)解：速度矢量：位置矢量：xoωy軌跡方程：速度大?。核俣妊厍芯€方向！速度方向圓周運(yùn)動(dòng)！勻速圓周運(yùn)動(dòng)！第18頁(yè)例一只小船在繩子牽引下運(yùn)動(dòng)，各種幾何參數(shù)如圖所表示。設(shè)人拉繩子速度大