1-0-1+質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述

1、第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版1第 一 章質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版2本章目錄本章目錄1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1-2 1-2 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)1-3 1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)1-0 1-0 教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3 一一 掌握掌握描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)變化的四個(gè)描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)變化的四個(gè)物理量物理量位置矢量、位移、速度、加速位置矢量、位移、速度、加速度。度。理解理解這些物理量的矢量性、瞬時(shí)性和這些物理量的矢量性、瞬時(shí)性和相對(duì)性。相對(duì)性。二理解二理解

2、運(yùn)動(dòng)方程的物理意義及作用。運(yùn)動(dòng)方程的物理意義及作用。會(huì)會(huì)處理兩類問(wèn)題處理兩類問(wèn)題：（1）運(yùn)用運(yùn)動(dòng)方程確定運(yùn)用運(yùn)動(dòng)方程確定質(zhì)點(diǎn)的位置、位移、速度和加速度的方法；質(zhì)點(diǎn)的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度和初始條件求已知質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度和初始條件求速度、運(yùn)動(dòng)方程的方法。速度、運(yùn)動(dòng)方程的方法。1-0教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版4三掌握三掌握曲線運(yùn)動(dòng)的自然坐標(biāo)表示法。曲線運(yùn)動(dòng)的自然坐標(biāo)表示法。能計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和加速度能計(jì)算質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度和加速度，以及質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度、角加速，以及質(zhì)點(diǎn)作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)

3、的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度。度、切向加速度和法向加速度。四理解四理解伽利略速度變換式伽利略速度變換式, 并會(huì)用它并會(huì)用它求簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。求簡(jiǎn)單的質(zhì)點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。1-0教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版5 物體大小和形狀的變化對(duì)其運(yùn)動(dòng)物體大小和形狀的變化對(duì)其運(yùn)動(dòng)的影響可忽略時(shí)的理想模型的影響可忽略時(shí)的理想模型一參考系質(zhì)點(diǎn)一參考系質(zhì)點(diǎn) 為描述物體運(yùn)動(dòng)而選的標(biāo)準(zhǔn)物。為描述物體運(yùn)動(dòng)而選的標(biāo)準(zhǔn)物。1參考系參考系2質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn) 物體能否抽象為質(zhì)點(diǎn)，視具體情況而定。物體能否抽象為質(zhì)點(diǎn)，視具體情況而定。地地日平均間距：日平均間距： 1.5

4、 108 km地球半徑：地球半徑： 6.37 103 km太陽(yáng)太陽(yáng)地球地球1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版6二二 位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位移位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位移kj yi xrz 1位置矢量位置矢量rr*Pxyzxzyo方向：方向：，rxcosrzcos，rycos222zyxr大小：大?。?-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版7ktjtyitxtr)()()()(z )(txx )(tyy )(tzz 分量式分量式從上式中消去參從上式中消去參數(shù)數(shù) ，得質(zhì)點(diǎn)的，得質(zhì)點(diǎn)

5、的軌跡方程。軌跡方程。txzyo)(tr)(tx)(ty)(tz2運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程P1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版8xyoABrrr 3位移位移rjyyixxABAB)()(平面平面運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng):三維三維運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng):kjyyixxrABABAB)()()(zz ，jyixrAAA ，jyixrBBBBBrArArABxx AByy AxBxByAy1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版94 路程路程( )s),(1111zyxP),(2222zyxP)(1tr1P)

6、(2tr2PxyOz從從P1到到P2路程路程：21PPs s s(3) 位移是位移是矢量，矢量，路程是路程是標(biāo)量。標(biāo)量。位移與路程的區(qū)別位移與路程的區(qū)別(1) 兩點(diǎn)間位移是唯一的。兩點(diǎn)間位移是唯一的。r(2) 一般情況一般情況 。sr1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版101r1P2r2PrxyOzr注意注意kj yi xrz 222zyxr的意義不同。的意義不同。rrr， ，2222222111rxyxyz 22z1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版11三速度三

7、速度1 平均速度平均速度)()(trttrr在在 時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移為時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)位移為txyorB)(ttr)(trAj yi xtrvjtyitxjiyxvvS1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版122瞬時(shí)速度（簡(jiǎn)稱瞬時(shí)速度（簡(jiǎn)稱速度速度）trtrtddlim0vjtyitxddddvjiyxvv若質(zhì)點(diǎn)在若質(zhì)點(diǎn)在三維三維空間中運(yùn)動(dòng)，其速度空間中運(yùn)動(dòng)，其速度kjiyxzvvvvxyovyvxv1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版13tddets v速度速度方向方向 切

8、線向前切線向前ddstv速度速度大小大小當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí),0tsrdd速度速度 的大小的大小 速率速率vtrtrtddlim0v1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版14 一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某瞬時(shí)位于位矢時(shí)位于位矢 的的端點(diǎn)處，其速度大小為端點(diǎn)處，其速度大小為),(yxrtrdd（A）（B）trdd22)dd()dd(tytx（C）（D）討論討論注意注意trdd)(trxyotrtrddddyx1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版15例例1 設(shè)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為設(shè)

9、質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為 ( )( )( ) ,r tx t iy t j（1）求求 時(shí)的速度。時(shí)的速度。3st 其中其中，0 . 225. 0)(2 tty 0 . 20 . 1)(， ttx式中式中x，y的單位為的單位為m(米米)，t 的單位為的單位為s(秒秒)。（2）作出質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。作出質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡圖。1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版162211.8m sxyvvv解解 (1) 由題意可得由題意可得速度速度 的大?。旱拇笮。簐o3 .560 . 15 . 1arctanttytxyx5 . 0dd0 . 1dd vv，

10、已知：已知：，0 . 225. 0)(2 tty 0 . 20 . 1)(， ttxji5 . 10 . 1vs3t時(shí)的速度為時(shí)的速度為x它與它與 軸之間的夾角：軸之間的夾角：1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版17（2）運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程/mx/my0軌跡圖軌跡圖246- 6- 4- 22460ts2ts2ts4ts4t消去參數(shù)消去參數(shù) 可得軌跡方程為可得軌跡方程為t0 .325.02 xxy，0 . 225. 0)(2 tty 0 . 20 . 1)(， ttx1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)

11、學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版18xyoABlv例例2如圖如圖A、B 兩物兩物體由一長(zhǎng)為體由一長(zhǎng)為 的剛性的剛性細(xì)桿相連，細(xì)桿相連，A、B 兩兩物體可在光滑軌道上物體可在光滑軌道上滑行如物體滑行如物體 A以恒以恒定的速率定的速率 向左滑行向左滑行, 當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí), lv60求：物體求：物體B的速率為多少？的速率為多少？1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版19iitxixAvvvddjtyjyBdd vv222lyx兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得兩邊對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得0dd2dd2tyytxxxyoABlv因因 解解 選如圖的坐標(biāo)系選如圖的坐標(biāo)系

12、1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版20即即txyxtyddddjtxyxBddvjBtanvvvtxddxyoABlv 沿沿 軸正向軸正向Bvy當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)，o60，vv73. 1B1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版211 平均加速度平均加速度BvBv與與 同方向同方向vaxyOatv四四 加速度加速度AvA在在 時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)速度增量為度增量為tABvvvBvBAvA1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物

13、理學(xué)物理學(xué)第五版第五版220dlimdtatt vvktjtitazyxddddddvvv 2 (瞬時(shí)瞬時(shí))加速度加速度xyzaa ia ja k22ddtrdddrtdt1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版23加速度加速度大小大小222zyxaaaaa加速度加速度方向方向曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)v/a1v注意：注意：物理量物理量 的共同特征是都具有的共同特征是都具有矢量性矢量性和和相對(duì)性相對(duì)性。a，v，r，ra1aa2v2a指向凹側(cè)指向凹側(cè)1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物

14、理學(xué)物理學(xué)第五版第五版24例例3有一個(gè)球體在某液體中豎直下有一個(gè)球體在某液體中豎直下落落, 其初速度其初速度 ，它在液體，它在液體中的加速度為中的加速度為 ，問(wèn)：，問(wèn)：0vyoj100 vjav0 . 1(1) 經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后可以認(rèn)為小球已經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后可以認(rèn)為小球已 停止運(yùn)動(dòng)；停止運(yùn)動(dòng)； (2) 此球體在停止運(yùn)動(dòng)前經(jīng)歷的路程此球體在停止運(yùn)動(dòng)前經(jīng)歷的路程 有多長(zhǎng)？有多長(zhǎng)？1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版25t0dd0tvvvvttyedd0vvtyttyded000v解解vtv0 . 1dda0vyote0vv解得：解得：）

15、（tye110解得：解得：1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版26O/my/st10-1/m s v0vO/st，t0 . 10e vv）（ty0 . 1e110 v0/10v0/100v0001/0v00010/0vm/ys/ tm10, 0 s,2 . 9ytv1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版27例例4 如圖一拋體在地球如圖一拋體在地球表面附近，從原點(diǎn)表面附近，從原點(diǎn)O以以初速初速 沿與水平面上沿與水平面上Ox軸的正向成軸的正向成 角拋出。角拋出。如略去拋

16、體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程如略去拋體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣的阻力作用，中空氣的阻力作用，0vxy0v O 0v求求拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡方程和最大射程。拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡方程和最大射程。1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版28解解jggaay0 xa2021t gtr v按已知條件，按已知條件，t=0時(shí)，有時(shí)，有g(shù)aayx0cos00vvxsin00vvy0vxy221t grt0v PO1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版29，txcos0v2021singttyvxvyvvxvyvv0dxyo0vx0vy0v解得：解得：2220cos2tanxgxyv軌跡方程為：軌跡方程為：1-1 1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述第一章第一章 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)物理學(xué)物理學(xué)第五版第五版3002cos2dd200gdv由于空氣阻力，實(shí)際射程小于最大射程。由于空氣阻力，實(shí)際射程小于最大射程。2002sincosdgv求最大射程求最大射程gd20m0v，4當(dāng)當(dāng)xyo0d真空中路真空中路徑徑實(shí)際路徑實(shí)際路徑d 0 yx令，求？202sin22