高二物理竞赛第一章 机械运动的描述课件

第一章机械运动的描述1.1机械运动的基本特征及其描述方法1.2位置矢量质点的运动学方程1.3位移速度1.4加速度

1.5圆周运动的角量描述1.6相对运动1.7刚体的基本运动

描述质点运动的四个基本物理量1.位矢：2.位移：3.速度：4.加速度：复习二、切向加速度和法向加速度自然坐标系中：1.4加速度讨论当：有且φ沿法线方向返回自然坐标系中：切向加速度法向加速度加速度的大小：方向：加速度总是指向轨迹的凹侧注意矢量性：四个量都是矢量，有大小和方向。加减运算遵循平行四边形法则某一时刻的瞬时量(状态量)，不同时刻不同。过程量(与一段时间间隔相联系)。瞬时性：相对性：不同参考系中，同一质点运动描述不同，不同坐标系中，具体表达形式不同。加速度位矢位移速度三、质点运动学的两类基本问题质点运动学的重要任务之一就是根据已知条件建立质点的运动学方程。1.已知质点的运动学方程,求速度和加速度(微分法)2.已知速度和初始条件求运动学方程或已加速度求速度和运动学方程(积分法)特别指出讨论问题一定要选取坐标系注意矢量的书写10例1.一质点沿x轴运动,其加速度与时间的关系为:(SI制),t=0时刻质点静止于x=0(原点),求t时刻质点的速度,运动方程.解:第二类问题11例2.已知质点在oxy平面内运动,运动方程为:(2)任意时刻t:t=1s:加速度为常矢量(2)t=1s时质点的位置矢量;速度;加速度.

(SI制)求:(1)质点的轨道方程;抛物线例3路灯距地面高度为h，身高为l的人以速度v0在路上匀速行走。求：（1）人影头部的移动速度；（2）影长增长的速率。Ox2xx1hl

解：

（1）两边求导：（2）令为影长以代入得例4、河中有一小船，人在离河面一定高度的岸上通过绳子以匀速度VO拉船靠岸，求船在图示位置处的速率。解：第一类问题运动方程可从题中得到求导可得：

1.5圆周运动的角量描述当质点沿半径为r的圆周运动时，以圆心O为原点建立极坐标，一、圆周运动的角量描述r角位移角位置角坐标的改变量Δθ称为Δt时间内质点对O点的角位移正负选取:沿逆时针转动，角位移取正值沿顺时针转动，角位移取负值任一时刻，质点位置由θ完全确定，称为角位置（角坐标）。角位置:角位移:平均角速度:瞬时角速度:平均角加速度:角加速度:r匀速圆周运动是恒量匀变速圆周运动是恒量二、线量与角量的关系线量角量r(b)

车做匀速直线运动时，地面上的人观察到石子做抛物线运动。(a)

车做匀速运动时车上的人观察到石子做直线运动。1.6相对运动不同参考系，同一质点运动情况不同——只考虑相对平动参考系之间的变换即一个参考系上各点相对于另一参考系有相同的速度牵连速度

牵连加速度.已知s’系相对s系以速度u运动P绝对加速度

例

某人骑自行车以速率v0向东行驶。今有风以同样的速率由北偏西30°方向吹来。问：人感到风是从那个方向吹来？解：北偏东30°地面为s系，自行车和人为s’系1.7刚体的基本运动一、什么是刚体——理想模型在任何情况下形状和大小都不发生变化的物体。研究刚体时，把刚体分成许多部分，每一部分小到可以看成质点，叫刚体的质元。刚体是所有质元间距保持不变的质点系。1.平动刚体在运动中，其上任意两点的连线始终保持平行。通常用刚体的质心运动来代表刚体的平动。二、刚体的基本运动形式2.刚体定轴转动转动：对点、对轴（只讨论定轴转动）既平动又转动：质心的平动加绕质心的转动定轴转动：各质元均作圆周运动，其圆心都在一条固定不动的直线（转轴）上。转轴三、定轴转动的描述定轴转动的特点:1.刚体上所有不在转轴上的各个质元都在做半径不等的圆周运动;2.圆周轨道所在平面垂直于转轴,这平面叫做转动平面;圆周轨道的中心就是转动平面与转轴的3.各个质元作圆周运动的半径ri不等,运动速度交点O,称为转心;vi也不等,但各个ri在相同的时间内转过相同的角度。各质元的位移、线速度、加速度一般不同，但角量（角位移、角速度、角加速度）都相同描述刚体整体的运动用角量最方便。转动平面转轴参考方向转心O四、角