2021-2022學(xué)年高二物理競(jìng)賽課件：力和運(yùn)動(dòng)

1、力學(xué)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)剛體力學(xué)狹義相對(duì)論我已經(jīng)把哲學(xué)的原理確定下來了，但這些原理不是哲學(xué)的，而是數(shù)學(xué)的。經(jīng)典力學(xué)研究機(jī)械運(yùn)動(dòng)，著重討論以下三個(gè)問題：1.如何描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài) （運(yùn)動(dòng)學(xué)）位置矢量速度矢量注意：運(yùn)動(dòng)的矢量性、迭加性、瞬時(shí)性、相對(duì)性。2.研究物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因 （動(dòng)力學(xué)）3.了解如何在給定條件下建立和解出物體的運(yùn)動(dòng) 方程描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述1-2 圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)1-3 相對(duì)運(yùn)動(dòng) 常見力和基本力1-4 牛頓運(yùn)動(dòng)定律 1-5 伽利略相對(duì)性原理 非慣性系 慣性力 第一章 力和運(yùn)動(dòng)把物體看作質(zhì)點(diǎn)來處理的條件：做平動(dòng)的物體；兩相互作用著的物體，如果它們

2、之間的距離遠(yuǎn)大于本身的線度。一、質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)（mass point，particle）：具有質(zhì)量但忽略其形狀和大小的理想物體（幾何點(diǎn)）。1-1 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述能作為質(zhì)點(diǎn)處理的物體不一定是很小的，而很小的物體未必能看成質(zhì)點(diǎn)；同一物體在不同的問題中有時(shí)可看成質(zhì)點(diǎn), 有時(shí)卻不能看成質(zhì)點(diǎn)。 分析質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)是研究實(shí)際物體復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)。研究地球公轉(zhuǎn)地球上各點(diǎn)的公轉(zhuǎn)速度相差很小，忽略地球自身尺寸的影響，作為質(zhì)點(diǎn)處理。研究地球自轉(zhuǎn)地球上各點(diǎn)的速度相差很大，因此，地球自身的大小和形狀不能忽略，這時(shí)不能作為質(zhì)點(diǎn)處理。二、參考系和坐標(biāo)系描述物質(zhì)運(yùn)動(dòng)具有相對(duì)性物質(zhì)運(yùn)動(dòng)具有絕對(duì)性參考系（reference frame）：描

3、述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選作參考的物體。 常用的坐標(biāo)系有直角坐標(biāo)系(x, y, z)、球坐標(biāo)系(r, )、柱坐標(biāo)系(, , z )、平面極坐標(biāo)系(r,)。 要定量描述物體的位置與運(yùn)動(dòng)情況，就要在參考系上固定一個(gè)坐標(biāo)系（coordinate system）。三、空間和時(shí)間 空間（space）反映了物質(zhì)的廣延性，與物體的體積和位置的變化聯(lián)系在一起。 時(shí)間（time）反映物理事件的順序性和持續(xù)性。 目前的時(shí)空范圍：宇宙的尺度1026 m(150億光年)到微觀粒子尺度10-15 m，從宇宙的年齡1018 s(150億年)到微觀粒子的最短壽命10-24 s。 物理理論指出，空間和時(shí)間都有下限：分別為普朗克長度1

4、0-35 m和普朗克時(shí)間10-43 s 。牛頓的絕對(duì)時(shí)空觀 ：空間和時(shí)間是不依賴于物質(zhì)的獨(dú)立的客觀存在。牛 頓愛因斯坦的相對(duì)論時(shí)空觀 ：相對(duì)論時(shí)空觀，時(shí)間與空間客觀存在，與運(yùn)動(dòng)密不可分。愛因斯坦四、運(yùn)動(dòng)學(xué)方程 質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的位置用坐標(biāo)表示為時(shí)間的函數(shù)，叫做運(yùn)動(dòng)學(xué)方程（kinematical equation）。直角坐標(biāo)系中表示為 將運(yùn)動(dòng)方程中的時(shí)間消去，得到質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡方程。例如，平面運(yùn)動(dòng)的軌跡方程可表示為 例如 五、位矢 在坐標(biāo)系中，用來確定質(zhì)點(diǎn)所在位置的矢量，叫做位置矢量（position vector），簡稱位矢。位矢是從坐標(biāo)原點(diǎn)指向質(zhì)點(diǎn)所在位置的有向線段。直角坐標(biāo)系中表示為 位矢的大小為 位矢的方向余弦：六、位移在t 時(shí)間內(nèi)，位矢的變化量（即A 到B的有向線段）稱為位移（displacement）。在直角坐標(biāo)系中：設(shè)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)： t 時(shí)刻位于A點(diǎn)，位矢 ， t +t時(shí)刻