大學(xué)物理學(xué)第五版馬文蔚§1-2圓周運(yùn)動(dòng)1-3相對(duì)運(yùn)動(dòng).ppt

一、平面極坐標(biāo),平面直角坐標(biāo)系，點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x , y )，兩者之間的變換關(guān)系為,1-2 圓周運(yùn)動(dòng),直角坐標(biāo)系（x ,y）,線量 在自然坐標(biāo)系下，基本參量以運(yùn)動(dòng)曲線為基準(zhǔn)，稱為線量。 角量 在極坐標(biāo)系下，以旋轉(zhuǎn)角度為基準(zhǔn)的基本參量，稱為角量。,1. 角位置：,2. 角位移,單位：,逆時(shí)針為正,二、圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述,3. 角速度,平均角速度:,角速度:,角速度矢量:,方向沿軸,大小:,方向: 右手螺旋法則,4. 角加速度,平均角加速度:,角加速度:,5. 角量與線量的關(guān)系,三. 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的自然坐標(biāo)描述,A,B,自然坐標(biāo)系 坐標(biāo)原點(diǎn)固接于質(zhì)點(diǎn), 坐標(biāo)軸沿質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌道的切向和法向的坐標(biāo)系，叫做自然坐標(biāo)系。切向以質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)方向?yàn)檎涀?，法向以曲線凹側(cè)方向?yàn)檎?，記?。,(1) 位置：在軌道上取一固定點(diǎn)O，用質(zhì)點(diǎn)距離O的路程長(zhǎng)度 s，可唯一確定質(zhì)點(diǎn)的位置。位置 s有正負(fù)之分。,(2) 位置變化:,(3) 速度：沿切線方向。,o,s,s,*（4） 加速度：,第一項(xiàng)：,第二項(xiàng)：,或：,法向加速度：,描述速度方向改變的快慢，不影響速度的大小。,大小：,練習(xí)：,1.討論,1.勻速率圓周運(yùn)動(dòng) 質(zhì)點(diǎn)作勻速率圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速率和角速度都為常量，故有：,四、勻速率圓周運(yùn)動(dòng)和勻變速率圓周運(yùn)動(dòng),2.勻變速率圓周運(yùn)動(dòng) 其角加速度為常量，故有：,例： 設(shè)一質(zhì)點(diǎn)在半徑為 的圓周上以勻速率 運(yùn)動(dòng)，寫出自然坐標(biāo)系中質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度。,解：建立如圖坐標(biāo)系,以 為自然坐標(biāo)系的原點(diǎn)和計(jì)時(shí)起點(diǎn),s,x,y,r,在直角坐標(biāo)中重做，可發(fā)現(xiàn)用自然坐標(biāo)描述勻速率圓周運(yùn)動(dòng)較直角坐標(biāo)簡(jiǎn)便。,某發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，主軸邊緣一點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)方 程為 (1) t = 2s時(shí)，該點(diǎn)的角速度和角加速度為多大？ (2) 若主軸直徑D = 40 cm，求 t = 1 s 時(shí),該點(diǎn)的速 度和加速度,練習(xí),解: (1)由運(yùn)動(dòng)方程得邊緣一點(diǎn)的角速度和角加速度,(2) 由角量和線量的關(guān)系，得邊緣一點(diǎn)的速度、切向加 速度和法向加速度,o,r,r,0,.,83,2,.,1,8,.,9,arctg,arctg,),s,m,(,87,.,9,8,.,9,2,.,1,2,2,2,2,2,=,=,=,=,+,=,+,=,-,t,t,q,a,a,v,a,a,a,a,n,n,的夾角為,與,此時(shí)總加速度的大小為,總結(jié)：運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類基本問(wèn)題,二.已知加速度(或速度)及初始條件，求質(zhì)點(diǎn)任一時(shí)刻的速度和運(yùn)動(dòng)方程(積分法）。,一.已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程，求任一時(shí)刻的速度、加速度（微分法）；,；,作業(yè)： P27 1-22 1-24,1.4 相對(duì)運(yùn)動(dòng),一.運(yùn)動(dòng)的絕對(duì)性和描述運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性,只有相對(duì)確定的參考系才能具體描述物體的運(yùn)動(dòng)，選擇的參考系不同，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)的描述不相同。,二.低速 下的變換,時(shí)間和空間的測(cè)量是絕對(duì)的。分別從 系和 系描述質(zhì)點(diǎn) 的運(yùn)動(dòng)，,(a)車作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，車上的人觀察到石子作直線運(yùn)動(dòng),(b)車作勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，地面上的人觀察到石子作拋物線運(yùn)動(dòng),推廣：,物理意義是：質(zhì)點(diǎn)相對(duì)S系的速 度等于它相對(duì)S系的速度與S系 相對(duì)S系的速度之矢量和 把視為靜止的參考系S作為基本參考系，把相對(duì)S系運(yùn)動(dòng)的參考系S作為運(yùn)動(dòng)參考系。 質(zhì)點(diǎn)相對(duì)基本參考系S的速度絕對(duì)速度 質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考系S的速度叫做相對(duì)速度,運(yùn)動(dòng)參考系S相對(duì)基本參考系S的速度叫做牽連速度 上式理解為：質(zhì)點(diǎn)相對(duì)基本參考系的絕對(duì)速度等于運(yùn)動(dòng)參考系相對(duì)基本參考系的牽連速