高二物理竞赛质点的运动课件

1.1质点

参照系和坐标系1.1.1质点定义：具有一定的质量而可忽略其形状和大小的物体称为质点。说明：1.质点是一个理想化的模型.2.一个物体能否看作质点，要视问题的性质而定.3.当物体的线度和形状在研究的问题中所起的作用可忽略不计时，可以把该物体作为质点来处理.1.1质点

参照系和坐标系1.1.2参照系和坐标系参考系(referenceframe)为描述一个物体的运动而选定的另一个作为参考的物体，叫参考系.说明：选择不同的参考系描述同一运动时，可以得出不同的结论.坐标系(coordinatesystem)为定量描述物体运动，除参考系外，还必须有与参考系相连的坐标系.1.1质点

参照系和坐标系1.1.2参照系和坐标系坐标系是参考系的数学抽象.坐标系具有时间空间度量单位.适当选取坐标系可使问题的处理得到简化.常见坐标系直角坐标系(Cartesiansystem)；柱坐标系(Cylindricalpolarcoordinates)；球坐标系(Sphericalpolarcoordinates)；自然坐标系(Naturalcoordinates).1.1质点

参照系和坐标系坐标系转换（对空间分割的方式不同）1.2位移

速度

加速度重要说明：采用矢量语言描述质点的运动，可以独立于所采用的坐标系.(坐标病毒？)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)质点的速度矢量随时间变化快慢程度∆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

加速度注意事项Or1r2∆r∆sPQ∆r1.2位移

速度

加速度自然坐标系下的速度和加速度表示沿着质点的运动轨迹所建立的坐标系.在运动轨道上任一点建立正交坐标系,其一根坐标轴沿轨道切线方向,正方向为运动的前进方向；一根沿轨道法线方向，正方向指向轨道内凹的一侧.随着质点的运动,切

向和法向单位矢量都

是变化的，与时间有

关，不是常矢量.在已知质点的运动轨

迹时，采用自然坐标系比较方便.(流体，大气)1.2位移

速度

加速度自然坐标系中的加速度1.2位移

速度

加速度自然坐标系中的加速度切向加速度是由速度大小的变化引起的；法向加速度是由速度方向的变化引起的.注意：没有所谓法向速度，速度只有切向.vanatθa1.2位移

速度

加速度已知直角坐标系下质点运动方程，如何求自然坐标系下的一些物理量？不要试图利用数学

公式求曲率半径！1.2位移

速度

加速度求t=1s处轨迹的曲率半径？？圆周运动正是质点运动轨迹已知的情况.1.3.1切向加速度

法向加速度对于匀速圆周运动，切向

加速度为零，总加速度就是法向加速度，指向圆心.1.3圆周运动的角量描述1.3圆周运动的角量描述1.3.2角速度

角加速度采用角量的理由：抓住特定问题的关键特征，简化描述.角速度正负约定：逆时针旋转为正单位问题：rad·s-1，r·min-1OxA∆qq1q2PRB∆t1.3圆周运动的角量描述1.3.2角速度

角加速度*角速度与角加速度是矢量在矢量代数中，矢量分为两类:极矢量和轴矢量速度，加速度就是极矢量的例子，而角速度与角加速度则是轴矢量.(详情请参考相关书籍)dqPQ1.3圆周运动的角量描述1.3.3线量和角量的关系qORxP(t)wP(0)s1.3圆周运动的角量描述*线量和角量的关系矢量表述dqPQ1.3圆周运动的角量描述总结运动学的两类基本问题第一类：已知质点的运动方程，求质点在任意时刻的速度和加速度.基本方法：求导数.第二类：已知质点的速度或加速度随时间的变化关系，以及初始条件，求质点的速度和运动方程.基本方法:求积分,并利用初始条件确定积分常数.数学常识:每积分一次，都有一个积分常数，需要一个初始条件才能确定这个积分常数.1.3圆周运动的角量描述1.4相对运动在两个参考系中考察同一物理事件以地球为参照系地球月亮以太阳为参照系1.4相对运动描述物体运动的物理量与参考系的选择有关;不同参考系对同一运动的描述，其物理量相互有联系.适用于宏观低速运动前提条件：长度与时间的度量与参考系无关KxOyzx'O'y'z'K'r绝对r相对r牵连PO'O1.4相对运动典型问题：风，雨，水关键：找出坐标系及牵引速度，利用矢量关系得到解。相对运动例题如图，飞机上的罗盘显示机头指向正东，空气流速表的读数为215km·h-1,此时风向正北，风速65km·h-1.(1)求飞机相对于地面的速度.(2)若飞行员想朝正东飞行,机头应指向什么方位？分析：飞机为质点,

地面为K系,与空气

一起运动的参考系

为K'系.1.4相对运动如图，飞机上的罗盘显示机头指向正东，空气流速表的读数为215km·h-1,此时风向正北，风速65km·h-1.(1)求飞机相对于地面的速度.(2)若飞行员想朝正东飞行,机头应指向什么方位？1.4相对运动如图，飞机上的罗盘显示机头指向正东，空气流速表的读数为215km·h-1,此时风向正北，风速65km·h-1.(1)求飞机相对于地面的速度.(2)若飞行员想朝正东飞行,机