高二物理競賽運(yùn)動的描述課件

第一編：力學(xué)(Mechanics)力學(xué)---研究物體機(jī)械運(yùn)動的科學(xué)。機(jī)械運(yùn)動的基本運(yùn)動形式：1平動---物體上任一直線恒保持平行的運(yùn)動；2

定軸轉(zhuǎn)動---各點(diǎn)繞一固定軸作圓周運(yùn)動的運(yùn)動2）剛體---任何情況下大小形狀都不發(fā)生變化的力學(xué)研究對象1）質(zhì)點(diǎn)--把實(shí)際物體看成只有質(zhì)量而無大小形狀的力學(xué)研究對象。兩個(gè)模型：力學(xué)質(zhì)點(diǎn)力學(xué)剛體力學(xué)第一章質(zhì)點(diǎn)力學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)基本要求

一

掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動及運(yùn)動變化的物理量.理解這些物理量的矢量性、瞬時(shí)性和相對性.

二

理解運(yùn)動方程的物理意義及作用.掌握運(yùn)用運(yùn)動方程確定質(zhì)點(diǎn)的位置、位移、速度和加速度的方法，以及已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的加速度和初始條件求速度、運(yùn)動方程的方法.

三掌握質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)作曲線運(yùn)動時(shí)的速度和加速度的計(jì)算，以及質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動時(shí)的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度的計(jì)算.四掌握牛頓三個(gè)定律,以及利用牛頓定律解決一些問題一參考系質(zhì)點(diǎn)

為描述物體的運(yùn)動而選擇的標(biāo)準(zhǔn)物叫做參考系.1

參考系和坐標(biāo)系

選取的參考系不同，對物體運(yùn)動情況的描述不同，這就是運(yùn)動描述的相對性.

為定量描述物體在參考系中的運(yùn)動必須建立坐標(biāo)系.

常用坐標(biāo)系：直角坐標(biāo)系

、球坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系、自然坐標(biāo)系等。2

質(zhì)點(diǎn)地——日間距：

1.5×108km地球半徑：

6.37×

103km太陽地球質(zhì)點(diǎn)：忽略物體的形狀和大小，突出其質(zhì)量和位置，認(rèn)為物體是一個(gè)有質(zhì)量的點(diǎn)，是一個(gè)理想化的模型二位置矢量位移1位置矢量*

確定質(zhì)點(diǎn)P某一時(shí)刻在坐標(biāo)系里的位置的物理量稱位置矢量,簡稱位矢.式中

、、

分別為x、y、z

方向的單位矢量.位矢的方向余弦P位矢的值為Q可加性：xyz運(yùn)動方程分量式從中消去參數(shù)得軌跡方程

P例：已知質(zhì)點(diǎn)位置矢量：，求其軌道方程。解：由位置矢量方程整理得：則：X（cm）Y（cm）3412431202

位移和路程BABA

經(jīng)過時(shí)間間隔后,質(zhì)點(diǎn)位置矢量發(fā)生變化,由始點(diǎn)A指向終點(diǎn)B

的有向線段AB

稱為點(diǎn)A

到B的位移矢量.位移矢量也簡稱位移.

位移的大小為BA所以位移

若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動，則在直角坐標(biāo)系中其位移為又位移的物理意義A)

確切反映物體在空間位置的變化,與路徑無關(guān)，只決定于質(zhì)點(diǎn)的始末位置.B）反映了運(yùn)動的矢量性和疊加性.注意位矢長度的變化ACB位移與路程（C）

一般情況,位移大小不等于路程.

（A）位移是矢量,路程是標(biāo)量.（D）什么情況？不改變方向的直線運(yùn)動;當(dāng)時(shí).討論（B）P1P2

兩點(diǎn)間的路程是不唯一的,可以是或而位移是唯一的.路程（）:質(zhì)點(diǎn)實(shí)際運(yùn)動軌跡的長度.三平均速度速度

1

平均速度

在

時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)從點(diǎn)A運(yùn)動到點(diǎn)

B,其位移為時(shí)間內(nèi),質(zhì)點(diǎn)的平均速度平均速度與

同方向.平均速度大小或BA2

瞬時(shí)速度（速度）

當(dāng)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時(shí),質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是沿該點(diǎn)曲線的切線方向.

當(dāng)時(shí)平均速度的極限值叫做瞬時(shí)速度,簡稱速度當(dāng)時(shí),瞬時(shí)速率：速度的大小稱為速率

若質(zhì)點(diǎn)在三維空間中運(yùn)動,其速度為

嗎？

討論在Ob上截取有1

平均加速度B與同方向.

單位時(shí)間內(nèi)的速度增量即平均加速度2

（瞬時(shí)）加速度四平均加速度加速度A加速度大小加速度質(zhì)點(diǎn)作三維運(yùn)動時(shí)加速度為O問嗎？

討論因?yàn)樗远齽蛩俾蕡A周運(yùn)動所以求導(dǎo)求導(dǎo)積分積分質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動學(xué)兩類基本問題

一由質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程可以求得質(zhì)點(diǎn)在任一時(shí)刻的位矢、速度和加速度；

二已知質(zhì)點(diǎn)的加速度以及初始速度和初始位置,可求質(zhì)點(diǎn)速度及其運(yùn)動方程.例1：已知一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方程為，求：⑴t=1s和t=2s時(shí)位矢；

(2)t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度；

(3）t=1s時(shí)質(zhì)點(diǎn)的加速度。

解:(1)(2)（3）2一小轎車作直線運(yùn)動，剎車時(shí)速度為，剎車后其加速度與速度成正比而反向即，k為已知常數(shù)。試求：（1）剎車后轎車的速度與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系；（2）

剎車后轎車多能行多遠(yuǎn)？

解：（1），

（2）一