高二物理競(jìng)賽質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)課件

1.1質(zhì)點(diǎn)

參照系和坐標(biāo)系1.1.1質(zhì)點(diǎn)定義：具有一定的質(zhì)量而可忽略其形狀和大小的物體稱為質(zhì)點(diǎn)。說(shuō)明：1.質(zhì)點(diǎn)是一個(gè)理想化的模型.2.一個(gè)物體能否看作質(zhì)點(diǎn)，要視問(wèn)題的性質(zhì)而定.3.當(dāng)物體的線度和形狀在研究的問(wèn)題中所起的作用可忽略不計(jì)時(shí)，可以把該物體作為質(zhì)點(diǎn)來(lái)處理.1.1質(zhì)點(diǎn)

參照系和坐標(biāo)系1.1.2參照系和坐標(biāo)系參考系(referenceframe)為描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)而選定的另一個(gè)作為參考的物體，叫參考系.說(shuō)明：選擇不同的參考系描述同一運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以得出不同的結(jié)論.坐標(biāo)系(coordinatesystem)為定量描述物體運(yùn)動(dòng)，除參考系外，還必須有與參考系相連的坐標(biāo)系.1.1質(zhì)點(diǎn)

參照系和坐標(biāo)系1.1.2參照系和坐標(biāo)系坐標(biāo)系是參考系的數(shù)學(xué)抽象.坐標(biāo)系具有時(shí)間空間度量單位.適當(dāng)選取坐標(biāo)系可使問(wèn)題的處理得到簡(jiǎn)化.常見(jiàn)坐標(biāo)系直角坐標(biāo)系(Cartesiansystem)；柱坐標(biāo)系(Cylindricalpolarcoordinates)；球坐標(biāo)系(Sphericalpolarcoordinates)；自然坐標(biāo)系(Naturalcoordinates).1.1質(zhì)點(diǎn)

參照系和坐標(biāo)系坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換（對(duì)空間分割的方式不同）1.2位移

速度

加速度重要說(shuō)明：采用矢量語(yǔ)言描述質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，可以獨(dú)立于所采用的坐標(biāo)系.(坐標(biāo)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)質(zhì)點(diǎn)的速度矢量隨時(shí)間變化快慢程度?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

加速度注意事項(xiàng)Or1r2?r?sPQ?r1.2位移

速度

加速度自然坐標(biāo)系下的速度和加速度表示沿著質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡所建立的坐標(biāo)系.在運(yùn)動(dòng)軌道上任一點(diǎn)建立正交坐標(biāo)系,其一根坐標(biāo)軸沿軌道切線方向,正方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)的前進(jìn)方向；一根沿軌道法線方向，正方向指向軌道內(nèi)凹的一側(cè).隨著質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng),切

向和法向單位矢量都

是變化的，與時(shí)間有

關(guān)，不是常矢量.在已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌

跡時(shí)，采用自然坐標(biāo)系比較方便.(流體，大氣)1.2位移

速度

加速度自然坐標(biāo)系中的加速度1.2位移

速度

加速度自然坐標(biāo)系中的加速度切向加速度是由速度大小的變化引起的；法向加速度是由速度方向的變化引起的.注意：沒(méi)有所謂法向速度，速度只有切向.vanatθa1.2位移

速度

加速度已知直角坐標(biāo)系下質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程，如何求自然坐標(biāo)系下的一些物理量？不要試圖利用數(shù)學(xué)

公式求曲率半徑！1.2位移

速度

加速度求t=1s處軌跡的曲率半徑？？圓周運(yùn)動(dòng)正是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡已知的情況.1.3.1切向加速度

法向加速度對(duì)于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，切向

加速度為零，總加速度就是法向加速度，指向圓心.1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.3.2角速度

角加速度采用角量的理由：抓住特定問(wèn)題的關(guān)鍵特征，簡(jiǎn)化描述.角速度正負(fù)約定：逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)為正單位問(wèn)題：rad·s-1，r·min-1OxA?qq1q2PRB?t1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.3.2角速度

角加速度*角速度與角加速度是矢量在矢量代數(shù)中，矢量分為兩類:極矢量和軸矢量速度，加速度就是極矢量的例子，而角速度與角加速度則是軸矢量.(詳情請(qǐng)參考相關(guān)書籍)dqPQ1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.3.3線量和角量的關(guān)系qORxP(t)wP(0)s1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述*線量和角量的關(guān)系矢量表述dqPQ1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述總結(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類基本問(wèn)題第一類：已知質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程，求質(zhì)點(diǎn)在任意時(shí)刻的速度和加速度.基本方法：求導(dǎo)數(shù).第二類：已知質(zhì)點(diǎn)的速度或加速度隨時(shí)間的變化關(guān)系，以及初始條件，求質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)方程.基本方法:求積分,并利用初始條件確定積分常數(shù).數(shù)學(xué)常識(shí):每積分一次，都有一個(gè)積分常數(shù)，需要一個(gè)初始條件才能確定這個(gè)積分常數(shù).1.3圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)在兩個(gè)參考系中考察同一物理事件以地球?yàn)閰⒄障档厍蛟铝烈蕴?yáng)為參照系1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)描述物體運(yùn)動(dòng)的物理量與參考系的選擇有關(guān);不同參考系對(duì)同一運(yùn)動(dòng)的描述，其物理量相互有聯(lián)系.適用于宏觀低速運(yùn)動(dòng)前提條件：長(zhǎng)度與時(shí)間的度量與參考系無(wú)關(guān)KxOyzx'O'y'z'K'r絕對(duì)r相對(duì)r牽連PO'O1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)典型問(wèn)題：風(fēng)，雨，水關(guān)鍵：找出坐標(biāo)系及牽引速度，利用矢量關(guān)系得到解。相對(duì)運(yùn)動(dòng)例題如圖，飛機(jī)上的羅盤顯示機(jī)頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時(shí)風(fēng)向正北，風(fēng)速65km·h-1.(1)求飛機(jī)相對(duì)于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機(jī)頭應(yīng)指向什么方位？分析：飛機(jī)為質(zhì)點(diǎn),

地面為K系,與空氣

一起運(yùn)動(dòng)的參考系

為K'系.1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)如圖，飛機(jī)上的羅盤顯示機(jī)頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時(shí)風(fēng)向正北，風(fēng)速65km·h-1.(1)求飛機(jī)相對(duì)于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機(jī)頭應(yīng)指向什么方位？1.4相對(duì)運(yùn)動(dòng)如圖，飛機(jī)上的羅盤顯示機(jī)頭指向正東，空氣流速表的讀數(shù)為215km·h-1,此時(shí)風(fēng)向正北，風(fēng)速65km·h-1.(1)求飛機(jī)相對(duì)于地面的速度.(2)若飛行員想朝正東飛行,機(jī)