大学物理c课件

1、大学物理c,同学们好！,大学物理c,第1章 质点运动学,本章目录,1-1 质点 参考系 1-2 位置矢量与位移 1-3 速度 1-4 加速度 1-5 加速度为恒矢量时质点的运动 1-6 圆周运动 1-7 相对运动,计划学时：4,大学物理c,注意：充分重视教案中各篇章前的框图 导读,第1章 质点运动学,大学物理c,1-1 质点 参考系,质 点：当物体的线度和形状在所研究的问题中的作用可 以忽略不计时，将物体抽象为一个具有质量，占 有位置，但无形状大小的“点”。,质点系：质点的集合。,刚 体：任意两质点间距离保持不变的质点系。,大学物理c,运动是绝对的，运动的描述是相对的!,参考系 为了描述一个物

2、体的运动而选定的另一个 作为参考的物体，叫参考系。任何实物物体均可被选作参考系。 坐标系 为了定量的描述物体的运动，在选定的参考系上建立的带有标尺的数学坐标,简称坐标系。坐标系是固结于参考系上的一个数学抽象。,大学物理c,要解决任何具体力学问题,首先应选取一个适当的参考系,并建立适当的坐标系,否则就无从讨论物体的运动。,常见的坐标系： 直角坐标系，极坐标系，柱坐标系， 球坐标系，自然坐标.,大学物理c,1.描述质点在空间的位置 位置矢量,1-2 位置矢量与位移,大学物理c,直角坐标中位矢的表达式：,大小：,方向：,大学物理c,由式写出对应的参数方程：,在直角坐标系中，质点运动方程的具体形式为：

3、,随时间变化的函数 称为质点的运动方程:,质点的运动方程,质点运动的轨迹方程,大学物理c,例1: OA = BA = AC , OA 以角速度 绕 O 旋转, B、C 分别沿 y、x 轴运动,现有一点 P , 已 知BP = a , PC = b ,求 P 点的轨迹方程。,大学物理c,P 点的运动方程：,消去 t 得轨迹方程：,参数方程:,椭圆规原理,大学物理c,2. 描述质点位置变动的大小和方向 位移矢量,时间内位置变化的净效果：,大学物理c,直角坐标表示（以二维情况为例）：,大学物理c,讨论:,大学物理c,位移：是矢量，表示质点位置变化的净效果， 与质点运动轨迹无关，只与始末点有关。 路程

4、：是标量，是质点通过的实际路径的长， 与质点运动轨迹有关,何时取等号?,比较位移和路程,大学物理c,描述质点位置变化的快慢和,平均速度:,1-3 速度矢量,大学物理c,精确描述：,速度是位矢对时间的一阶导数，其方向沿轨道上质点所在处的切线，指向前进的一侧。,瞬时速度：当t 趋于0时， B点趋于 A 点，平均速度的极限表示质点在 t 时刻通过 A 点的瞬时速度，简称速度。表示为：,注意速度的矢量性和瞬时性,大学物理c,在直角坐标系中：,速度的大小：,大学物理c,速度与速率的关系,大学物理c,（1）,一般情况下，平均速度的大小不等于平均速率,（2）,速度的大小等于速率,大学物理c,（3）,大学物理

5、c,解一:,大学物理c,解二:,判断正误并说明理由,解一错误，解二正确！,大学物理c,描述质点速度大小、方向变化的快慢,用 可粗略描述质点速度改变的快慢和方向, 称为平均加速度 。 表示为：,1-4 加速度矢量,大学物理c,瞬时加速度 当t 趋于 0 时，求得平均加速度的极限，表示质点通过A 点的瞬时加速度，简称加速度。表示为：,加速度等于速度对时间的一阶导数,或位矢对时间的二阶导数。,用平均加速度 只能粗略地描述质点速度改变的快慢和方向，,大学物理c,直角坐标系表示：,大学物理c,a =2 沿 -y 方向，与时间无关。,大学物理c,思考:,大学物理c,描述质点运动的基本物理量,位置：,位矢,

6、位移,位置变化：,位置变化率：,速度,速度变化率：,加速度,大学物理c,第一类：已知质点的运动方程，求任一时刻的速度、加速度（微分法）,第二类：已知加速度（或速度）及初始条件，求质点任一时刻的速度和运动方程(积分法）,质点运动学两类基本问题,1-5 几种常见运动及其描述,大学物理c,一、直线运动,例题1: 已知粒子运动方程,分析粒子的运动情况。,1. 其轨迹是什么？,一条直线,大学物理c,2. 该粒子作一般变速直线运动,大学物理c,t 3： 粒子向 + x 加速运动,大学物理c,转折性时刻：,注意：由运动叠加原理，质点的一般曲线运动， 如抛体运动，可以归结为直线运动处理。,大学物理c,练习：

7、一艘快艇在速率为 时关闭发动机，其加速度 ，式中 为常数，试证明关闭发动机后又行驶 x 距离时，快艇速率为：,证明:,证毕,大学物理c,二、圆周运动,圆周运动是一般平面曲线运动的一个重要特例，是一种常见的运动。如机器上的飞轮转动时，轮上各点（转轴中心除外）都做半径不同的圆周运动。,常采用自然坐标和极坐标来描述圆周运动。,1、质点圆周运动的自然坐标描述,大学物理c,（2）位置变化:,（3） 速度： 沿切线方向。,1、质点圆周运动的自然坐标描述,大学物理c,（4） 加速度：,大学物理c,练习1：,大学物理c,练习2: 一物体做抛体运动,已知 讨论：,大学物理c,线量 在自然坐标系下，基本参量以运动

8、曲线为 基准，称为线量。 角量 在极坐标系下，基本参量以旋转角度为 基准，称为角量。,2、质点圆周运动的角量描述（极坐标系）,教材P127,大学物理c,3） 角速度,平均角速度:,角速度:,大学物理c,4） 角加速度,平均角加速度:,角加速度:,大学物理c,例题：皮球“超常”弹跳（演示）,已知：从离地面高 处自由落下，完全弹性碰撞，,大学物理c,地面参考系，以向上为正，由动量、能量守恒:,解1:,大学物理c,解2：,大学物理c,1-7 相对运动,大学物理c,大学物理c,推广:,伽利略变换,注意： 暗含两个参考系中时间与空间测量的绝对性观念。 可推广到多个坐标系间的变换,大学物理c,练习1:河水自西向东流动，速度为 。一轮船在水中航行，船相对于河水的航向为北偏西 ，相对于河水的航速为 。此时风向为由东向西，风速为 。求在船上观察到的烟囱冒出的烟缕的飘向（设烟离开烟囱后很快就获得与风相