参考系位矢市公开课一等奖省赛课获奖课件

大学物理A(1)主讲：肖万能电话-mail:xiaown@参考系位矢第1页一.什么是物理学

物理学是研究物质世界基本形态基本规律科学

物理学研究范围

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物质世界层次和数量级绪论二.物理学五大基本理论●牛顿力学(Mechanics)

研究物体机械运动基本规律及关于时空相对性规律●

电磁学(Electromagnetism)

研究电磁现象、物质电磁运动规律及电磁辐射等规律●

热力学(Thermodynamics)

研究物质热运动统计规律及其宏观表现参考系位矢第2页●

相对论(Relativity)

研究物体高速运动效应以及相关动力学规律●

量子力学(Quantummechanics)

研究微观物质运动现象以及基本运动规律物理学是一门最基本科学;是最古老、但发展最快科学;它提供最多、最基本科学研究伎俩。

物理学是一切自然科学理论基础

物理学与数学之间有着深刻内在联络三.物理学地位四.怎样学好物理学参考系位矢第3页第一编：力学(Mechanics)力学---研究物体机械运动科学。机械运动---物体位置或本身各部份相对位置发生改变运动。

参考系位矢第4页第1章质点运动学内容：怎样描述物体机械运动。重点：1、位矢、运动方程、位移(旅程)、速度(速率)、加速度定义;在直角坐标系中表示方法；在自然坐标系中表示（切向和法向加速度

）。2、圆周运动角量描述，线量与角量关系。3、运动学中两类问题。参考系位矢第5页§1.1参考系和坐标系质点质点运动学基本概念质点：有质量而无形状和大小几何点。突出了质量和位置质点系:

若干质点集合。xyzO参考物参考系：参考物+坐标系+时钟(1)运动学中参考系可任选。参考物：用来描述物体运动而选作参考物体或物体系。P(2)参考物选定后，坐标系可任选。(3)惯用坐标系直角坐标系（x,y,z）球坐标系（r,θ,

）柱坐标系（,,z）自然坐标系

(s)参考系位矢第6页(1)直角坐标法(2)位矢法质点某时刻位置P(x,y,z)由位矢

表示。参考物§1.2质点运动描述1.描述质点运动普通方法列表法、图线法和解析法2.位置矢量(位矢)运动学方程(函数)运动学方程轨迹方程参考系位矢第7页••(3)自然坐标法质点相对参考系运动轨迹已知时，惯用自然法。(4)运动学方程(函数)直角坐标下自然坐标下已知运动学方程，可求质点运动轨迹、速度和加速度意义:参考系位矢第8页一质点作匀速圆周运动，半径为

r，角速度为

。以圆心O为原点。建立直角坐标系Oxy

，O点为起始时刻，设t时刻质点位于P（x,y），用直角坐标表示质点运动学方程为位矢表示为自然坐标表示为例解求用直角坐标、位矢、自然坐标表示质点运动学方程。参考系位矢第9页求解hx坐标表示为例如图所表示，以速度v

用绳跨一定滑轮拉湖面上船，已知绳初长l0，岸高h取坐标系如图依题意有质点运动学基本问题之一，是确定质点运动学方程。为正确写出质点运动学方程，先要选定参考物、坐标系，明确起始条件等，找出质点坐标随时间改变函数关系。O船运动方程说明参考系位矢第10页3.位移位移矢量反应了物体运动中位置(大小与方向)改变。讨论(1)位移是矢量（有大小，有方向）位移不一样于旅程(2)位移与参考系位置改变无关(3)与Δr

区分OPP’OO分清参考系位矢第11页4.速度(描述物体位置改变快慢和方向物理量)1.平均速度O2.瞬时速度ABB'讨论(1)速度矢量性、瞬时性和相对性。(2)速度方向：

总是与轨迹相切！参考系位矢第12页4.速度(描述物体位置改变快慢和方向物理量)3.平均速率O4.瞬时速率讨论(3)注意速度与速率区分和联络参考系位矢第13页解（1）从运动学方程消去参量t，得轨迹方程(2)质点位矢为将t=1s和t=3s代入上式得例质点作平面曲线运动,运动学方程为x=2t,y=8-t2,求（1）轨迹方程，并画出轨迹曲线,（2）质点在t1=1s到t2=3s内,（3）3s末速度和速率v

。参考系位矢第14页1到3s内质点平均速度大小为将t=3s代入得(3)质点速度为例质点作平面曲线运动,运动学方程为x=2t,y=8-t2,求（1）轨迹方程，并画出轨迹曲线,（2）质点在t1=1s到t2=3s内,（3）3s末速度和速率v

。参考系位矢第15页5.加速度1.平均加速度2.瞬时加速度讨论(1)加速度反应速度改变（大小和方向）情况。ABO(2)加速度方向：总是指向轨迹曲线凹一面！参考系位矢第16页例1.3已知一质点沿椭圆轨道运动，其运动学方程为r=acosωti+bsinωtj，求质点加速度，并证实加速度方向一直指向椭圆中心。解依据加速度定义有加速度a与位矢r方向一直相反，即加速度方向一直指向椭圆中心。

参考系位矢第17页作业

P25~27：选择题1-1；

计算题1-1。参考系位矢第18页a.速度在自然坐标系中表示运动轨迹切线上单位矢量•6.法向加速度和切向加速度参考系位矢第19页b.加速度在自然坐标系中表示第一项：方向为意义：第二项：反应速度大小改变快慢大小为叫切向加速度叫法向加速度参考系位矢第20页当

时因而法向加速度：大小为方向为反应速度方向改变快慢意义：加速度曲率半径参考系位矢第21页讨论在普通情况下

其中为曲率半径，引入曲率圆后，整条曲线就可看成是由许多不一样曲率半径圆弧所组成方向指向曲率圆中心

•参考系位矢第22页求抛体运动过程中曲率半径？如B点思索参考系位矢第23页一汽车在半径R=200m

圆弧形公路上行驶，其运动学方程为s=20t-0.2t2(SI)

.依据速度和加速度在自然坐标系中表示形式，有例汽车在

t=1s时速度和加速度大小。求解参考系位矢第24页已知质点运动方程为求之间旅程。例解质点运动速度为速率为旅程有参考系位矢第25页已知质点运动方程为在自然坐标系中任意时刻速度

解例求参考系位矢第26页按右手法则确定正负改变（1）

角位置与角位移质点作圆周运动角速度为描述质点转动快慢和方向物理量角位置（运动学方程)当为质点圆周运动角位移（2）角速度

7.圆周运动角量表示角量与线量关系矢量式参考系位矢第27页（3）

角加速度角加速度

角速度对时间一阶导数角加速度方向与（4）

角量与线量关系方向相同1.位移与角位移矢量关系式参考系位矢第28页2.速度与角速度矢量关系式大小方向(由右手法则确定)(标量式)3.加速度与角加速度矢量关系式第一项为切向加速度第二项为法向加速度参考系位矢第29页(2)设t’时刻，质点加速度与半径成45o角，则(2)当

=?时，质点加速度与半径成45o角？(1)当t=2s时，质点运动an

和aτ一质点作半径为0.1m

圆周运动，已知运动学方程为(1)运动学方程得求解例以及大小参考系位矢第30页一质点在水平面内以顺时针方向沿半径为2m

圆形轨道运动。此质点角速度与运动时间平方成正比，即ω=kt2，k

为待定常数.已知质点在2s

末线速度为32m/s

t=0.5s时质点线速度和加速度大小解例求当t=0.5s时由题意得参考系位矢第31页例一个半径R=0