大学物理上 Chap1-2(常见运动和相对运动).ppt

1、第一章 质点运动学, 几个基本物理概念, 几个基本物理量, 几种常见运动, 相对运动,本 章 教 学 内 容 :,内容回顾：,基本概念：质点、参考系、坐标系、时刻、时间,注意区别：,注意与路程S的区别！,基本物理量：位矢、位移、速度、速率,位矢：,位移：,速度：,速率：, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 基本物理量,例题：一个人自原点出发，25s内向东走30m，又10s内向南走10m，再15s内向正西北走18m。求在这50s内， (1) 位移和路程； (2) 平均速度的大小和方向; (3) 平均速率的大小。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 基本物理量-4,四.加速度: 描述质

2、点速度大小、方向变化的快慢,1） 平均加速度,与 同方向 .,单位时间内的速度增 量即平均加速度,2）（瞬时）加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 基本物理量,在直角坐标系中：,方向: t 0时， 的极限方向 指向曲线凹向, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 基本物理量,例题1.2.已知质点的运动方程为 （SI），求：(1)t=1s和t=2s时的位矢； (2) t=1s到t=2s内的位移； (3) t=1s到t=2s内质点的平均速度； (4) t=1s和t=2s时质点的速度； (5) t=1s到t=2s内的平均加速度； (6) t=1s和t=2s时质点的加速度; (7)求质点

3、运动的轨迹方程。,解：, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 两类基本问题,质点运动学两类基本问题,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）。,例题1：,已知粒子运动方程,分析粒子的运动情况,1.其轨迹为一条直线,注意凡直线运动，可将坐标原点选在轨道直线上，建立一维坐标，将各矢量按代数量处理。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 直线运动,一直线运动,2. 该粒子作一般变速直线运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 直线运动,-1 3：粒子向 +x 加速运动, 大 学 物

4、 理 C 第一章 质点运动学 直线运动,转折性时刻：, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 直线运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 直线运动,例题：潜水艇在下沉力不大的情况下，自静止开始以加速度 铅直下沉（A、 为恒量），求任一时刻t 的速度和运动方程。,解：,由于是以维运动，选取向下为参考正方向, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 抛体运动,二.抛体运动： 抛体运动是一种常见的平面曲线运动。如：发射炮弹、投掷铅球等。,抛体的运动定律是由伽利略提出的，他曾经说过：“产生了这样一种复合运动，它有水平的匀速运动与自然的加速运动组成，我把它称为抛体运动”。,将质点以和水平面成某

5、一角度 的初速度 投射出去，若不考虑空气阻力的影响，由于受到地球引力的作用，质点将作抛体运动。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 抛体运动,例题3：斜抛运动,当子弹从枪口射出时，椰子刚好从树上由静止自由下落.试说明为什么子弹总可以射中椰子 ? 见教材, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 抛体运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 抛体运动,例题4：求斜抛运动的轨迹方程和最大射程,已知 时, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 抛体运动,消去方程中的参数 得轨迹,最大射程,由于空气阻力，实际射程小于最大射程.,求最大射程（y=0）, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动

6、学 圆周运动,三.圆周运动： 圆周运动是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。我们常采用自然坐标和极坐标来描述圆周运动。,自然坐标系 : 原点固接于质点,沿质点运动轨道的切向和法向为坐标轴 。切向以质点前进方向为正，记做 ，法向以曲线凹侧方向为正，记做 。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,(1) 位置：在轨道上取一固定点O，用质点距离O的路程长度 s，可唯一确定质点的位置。 位置s有正负之分。,(2) 位置变化:,(3) 速度： 沿切线方向。,（4） 加速度：,速度的改变为：, 大 学 物 理 C

7、 第一章 质点运动学 圆周运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,大小：, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,思考,判断下列说法是否正确？,1） 恒等于零的运动是匀速率直线运动。 2） 作曲线运动的质点 不能为零。 3） 恒等于零的运动是匀速率运动。 4） 作变速率运动的质点 不能为零。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,若有一颗人造地球卫星以7.9km/s的速率在地球表面附近上空作匀速圆周运动，已知地球半径为6370km，试求这颗人造地球卫星向着地球中心的加速度？,练习, 大 学 物 理

8、C 第一章 质点运动学 圆周运动,线量 在自然坐标系下，基本参量以运动曲线为基准，称为线量。 角量 在极坐标系下，以旋转角度为基准的基本参量，称为角量。,1、角位置：,2、角位移,单位：,逆时针为正,圆周运动的角量描述, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,3.角速度,平均角速度:,角速度:, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,4.角加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 圆周运动,例题：,某发动机工作时，主轴边缘一点作圆周运动方程为 （1）t =2s 时，该点的角速度和角加速度为多大？ （2）若主轴直径 D = 40 cm，求 t = 1 s 时, 该

9、点的速度和加速度,思路：（1） （2）由角量与线量的关系,解：（1）由运动方程得边缘一点的角速度 和角加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,（2）由角量和线量的关系，得边缘一点的速度、切向加速度和法向加速度,作图表示其位置、速度、加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,作图表示 t=1s 时质点的位置、速度、加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系,四.相对运动, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,在描述物体的运动时，总是相对选定的参考系而言的。通常，我们选地面（或相对于地面静止的地物）作为参考系。但是，有时为了方便起见，往往也改选相对于地面运动的物体作为参考系。由于参考系的变换，就要考虑物体相对于不同参考系的运动及其相互关系，这就是相对运动问题。, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,相对位移,相对速度,相对加速度, 大 学 物 理 C 第一章 质点运动学 相对运动,例题：河水自西向东流动，速度为10kmh-1 。一轮船在水中航行，船相对于河水的航向为北偏西30，相对于河水的航速为20kmh-2 。此时风向为由东向西，风速为1