高二物理競賽質(zhì)點的運動課件

1.1質(zhì)點

參照系和坐標系1.1.1質(zhì)點定義：具有一定的質(zhì)量而可忽略其形狀和大小的物體稱為質(zhì)點。說明：1.質(zhì)點是一個理想化的模型.2.一個物體能否看作質(zhì)點，要視問題的性質(zhì)而定.3.當物體的線度和形狀在研究的問題中所起的作用可忽略不計時，可以把該物體作為質(zhì)點來處理.1.1質(zhì)點

參照系和坐標系1.1.2參照系和坐標系參考系(referenceframe)為描述一個物體的運動而選定的另一個作為參考的物體，叫參考系.說明：選擇不同的參考系描述同一運動時，可以得出不同的結(jié)論.坐標系(coordinatesystem)為定量描述物體運動，除參考系外，還必須有與參考系相連的坐標系.1.1質(zhì)點

參照系和坐標系1.1.2參照系和坐標系坐標系是參考系的數(shù)學抽象.坐標系具有時間空間度量單位.適當選取坐標系可使問題的處理得到簡化.常見坐標系直角坐標系(Cartesiansystem)；柱坐標系(Cylindricalpolarcoordinates)；球坐標系(Sphericalpolarcoordinates)；自然坐標系(Naturalcoordinates).1.1質(zhì)點

參照系和坐標系坐標系轉(zhuǎn)換（對空間分割的方式不同）1.2位移

速度

加速度重要說明：采用矢量語言描述質(zhì)點的運動，可以獨立于所采用的坐標系.(坐標病毒？)1.2.1位移(displacement)1.2位移

速度

加速度1.2.2速度(velocity)1.2位移

速度

加速度1.2.3加速度(acceleration)質(zhì)點的速度矢量隨時間變化快慢程度?vBvBAvAvA?t1.2位移

速度

加速度1.2位移

速度

加速度1.2位移

速度

加速度注意事項Or1r2?r?sPQ?r1.2位移

速度

加速度自然坐標系下的速度和加速度表示沿著質(zhì)點的運動軌跡所建立的坐標系.在運動軌道上任一點建立正交坐標系,其一根坐標軸沿軌道切線方向,正方向為運動的前進方向；一根沿軌道法線方向，正方向指向軌道內(nèi)凹的一側(cè).隨著質(zhì)點的運動,切

向和法向單位矢量都

是變化的，與時間有

關(guān)，不是常矢量.在已知質(zhì)點的運動軌

跡時，采用自然坐標系比較方便.(流體，大氣)1.2位移

速度

加速度自然坐標系中的加速度1.2位移

速度

加速度自然坐標系中的加速度切向加速度是由速度大小的變化引起的；法向加速度是由速度方向的變化引起的.注意：沒有所謂法向速度，速度只有切向.vanatθa1.2位移

速度

加速度已知直角坐標系下質(zhì)點運動方程，如何求自然坐標系下的一些物理量？不要試圖利用數(shù)學

公式求曲率半徑！1.2位移

速度

加速度求t=1s處軌跡的曲率半徑？？圓周運動正是質(zhì)點運動軌跡已知的情況.1.3.1切向加速度

法向加速度對于勻速圓周運動，切向

加速度為零，總加速度就是法向加速度，指向圓心.1.3圓周運動的角量描述1.3圓周運動的角量描述1.3.2角速度

角加速度采用角量的理由：抓住特定問題的關(guān)鍵特征，簡化描述.角速度正負約定：逆時針旋轉(zhuǎn)為正單位問題：rad·s-1，r·min-1OxA?qq1q2PRB?t1.3圓周運動的角量描述1.3.2角速度

角加速度*角速度與角加速度是矢量在矢量代數(shù)中，矢量分為兩類:極矢量和軸矢量速度，加速度就是極矢量的例子，而角速度與角加速度則是軸矢量.(詳情請參考相關(guān)書籍)dqPQ1.3圓周運動的角量描述1.3.3線量和角量的關(guān)系qORxP(t)wP(0)s1.3圓周運動的角量描述*線量和角量的關(guān)系矢量表述dqPQ1.3圓周運動的角量描述總結(jié)運動學的兩類基本問題第一類：已知質(zhì)點的運動方程，求質(zhì)點在任意時刻的速度和加速度.基本方法：求導數(shù).第二類：已知質(zhì)點的速度或加速度隨時間的變化關(guān)系，以及初始條件，求質(zhì)點的速度和運動方程.基本方法:求積分,并利用初始條件確定積分常數(shù).數(shù)學常識:每積分一次，都有一個積分常數(shù)，需要一個初始條件才能確定這個積分常數(shù).1.3圓周運動的角量描述1.4相對運動在兩個參考系中考察同一物理事件以地球為參照系地球月亮以太陽為參照系1.4相對運動描述物體運動的物理量與參考系的選擇有關(guān);不同參考系對同一運動的描述，其物理量相互有聯(lián)系.適用于宏觀低速運動前提條件：長度與時間的度量與參考系無關(guān)KxOyzx'O'y'z'K'r絕對r相對r牽連PO'O1.4相對運動典型問題：風，雨，水關(guān)鍵：找出坐標系及牽引速度，利用矢量關(guān)系得到解。相對運動例題如圖，飛機上的羅盤顯示機頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時風向正北，風速65km·h-1.(1)求飛機相對于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機頭應(yīng)指向什么方位？分析：飛機為質(zhì)點,

地面為K系,與空氣

一起運動的參考系

為K'系.1.4相對運動如圖，飛機上的羅盤顯示機頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時風向正北，風速65km·h-1.(1)求飛機相對于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機頭應(yīng)指向什么方位？1.4相對運動如圖，飛機上的羅盤顯示機頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時風向正北，風速65km·h-1.(1)求飛機相對于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機