a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)市公開(kāi)課一等獎(jiǎng)省賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件

風(fēng)洞（windtunnel）:能人工產(chǎn)生和控制氣流，以模擬飛行器或物體周?chē)鷼怏w流動(dòng)，并可量度氣流對(duì)物體作用以及觀察物理現(xiàn)象一個(gè)管道狀試驗(yàn)設(shè)備，它是進(jìn)行空氣動(dòng)力試驗(yàn)最慣用、最有效工具。1a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第1頁(yè)二.相對(duì)運(yùn)動(dòng)一.運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類基本問(wèn)題今日內(nèi)容：第三章運(yùn)動(dòng)描述2a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第2頁(yè)二.運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類基本問(wèn)題第三章運(yùn)動(dòng)描述運(yùn)動(dòng)計(jì)算3a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第3頁(yè)二.運(yùn)動(dòng)學(xué)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)刻速度、加速度；（微分法）第三章運(yùn)動(dòng)描述運(yùn)動(dòng)計(jì)算4a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第4頁(yè)例題1.湖面上有一小船，在岸邊高為H崖上纖夫經(jīng)過(guò)絞車(chē)以勻速率v0

收繩，將船拉向岸邊。假如繩子質(zhì)量能夠忽略，初始繩長(zhǎng)為l，試問(wèn)船速率v是多少？船加速度a又是多少？第三章運(yùn)動(dòng)描述一類運(yùn)動(dòng)5a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第5頁(yè)解：建立如圖所表示一維坐標(biāo)系已知水面距繩高度為H，初始時(shí)刻t=0時(shí)滑輪距小船繩長(zhǎng)為l，則今后某時(shí)刻t船位置這就是小船運(yùn)動(dòng)方程。第三章運(yùn)動(dòng)描述一類運(yùn)動(dòng)6a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第6頁(yè)所以小船運(yùn)動(dòng)速度為小船運(yùn)動(dòng)加速度為加速度值越靠近岸越大。第三章運(yùn)動(dòng)描述一類運(yùn)動(dòng)7a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第7頁(yè)例題2.距海岸（視為直線）500米處有一艘靜止船，船上探照燈以轉(zhuǎn)速n=1r/min旋轉(zhuǎn)，當(dāng)光束與岸邊成60度角時(shí)，光束沿岸邊移動(dòng)速度多大？解：首先建立

p運(yùn)動(dòng)方程

x(t)第三章運(yùn)動(dòng)描述一類運(yùn)動(dòng)8a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第8頁(yè)第三章運(yùn)動(dòng)描述一類運(yùn)動(dòng)錯(cuò)在哪里？討論：對(duì)嗎？更正：9a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第9頁(yè)例題3.已知：質(zhì)點(diǎn)沿直線運(yùn)動(dòng)，

求：解：**第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)10a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第10頁(yè)思索:若加速度a=恒量，下面三式成為何形式？*第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)11a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第11頁(yè)寫(xiě)出用角量表示圓周運(yùn)動(dòng)公式和

=恒量時(shí)形式類比：第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)12a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第12頁(yè)例題4.如圖x-t曲線為拋物線一部分。曲線在a點(diǎn)處切線與x軸夾角為45o，求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程并作出a-t，v-t圖。1322.5分析：x-t曲線為拋物線勻變速直線運(yùn)動(dòng)解：第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)13a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第13頁(yè)111322.5第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)14a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第14頁(yè)練習(xí).一艘快艇在速率為v0

時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，其加速度a=-kv2，式中k為常數(shù)，假如關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后又行駛x距離，那么快艇速率為多少？證實(shí)：第三章運(yùn)動(dòng)描述二類運(yùn)動(dòng)15a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第15頁(yè)二.相對(duì)運(yùn)動(dòng)一.運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類基本問(wèn)題今日內(nèi)容：第三章運(yùn)動(dòng)描述16a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第16頁(yè)轉(zhuǎn)盤(pán)參考系地面參考系第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)17a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第17頁(yè)一.時(shí)間與空間

在兩個(gè)相對(duì)作直線運(yùn)動(dòng)參考系中，時(shí)間測(cè)量是絕正確，空間測(cè)量也是絕正確，與參考系無(wú)關(guān)，時(shí)間和長(zhǎng)度絕對(duì)性是經(jīng)典力學(xué)或牛頓力學(xué)基礎(chǔ)。AB

小車(chē)以較低速度沿水平軌道先后經(jīng)過(guò)點(diǎn)A和點(diǎn)B。地面上人測(cè)得車(chē)經(jīng)過(guò)A、B兩點(diǎn)間距離和時(shí)間與車(chē)上人測(cè)量結(jié)果相同。第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)18a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第18頁(yè)二.運(yùn)動(dòng)絕對(duì)性和描述運(yùn)動(dòng)相對(duì)性物體運(yùn)動(dòng)軌跡依賴于觀察者所處參考系第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)19a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第19頁(yè)只有相對(duì)確定參考系才能詳細(xì)描述物體運(yùn)動(dòng)，選擇參考系不一樣，對(duì)同一物體運(yùn)動(dòng)描述不相同。一個(gè)坐標(biāo)系中描述另一個(gè)坐標(biāo)系中描述變換三.低速下變換分別從系和系描述質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)20a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第20頁(yè)推廣：推廣：P第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)21a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第21頁(yè)設(shè)S系相對(duì)于S系沿x方向以速率u運(yùn)動(dòng)，x//x，y//y，z//z；以O(shè)和O重合時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)伽利略坐標(biāo)變換伽利略速度變換第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)間測(cè)量與參考系無(wú)關(guān)空間測(cè)量與參考系無(wú)關(guān)22a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第22頁(yè)解1：以岸為參考系，分別寫(xiě)出船和艇運(yùn)動(dòng)方程，令其坐標(biāo)相等，得相遇條件。例題1.一條船平行于平直海岸航行，離岸距離為D，速率為u。一艘快艇從港口出發(fā)去攔截這條船，快艇速率v(v<u)，試證實(shí)快艇必須在船駛過(guò)海岸線上某點(diǎn)以前出發(fā)才行，該點(diǎn)離港口距離為:建立如圖坐標(biāo)系（港口處為坐標(biāo)原點(diǎn)O）第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)四.變換參考系運(yùn)動(dòng)學(xué)意義:處理問(wèn)題簡(jiǎn)便23a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第23頁(yè)船艇相遇：即消去t得：令解出代入*得第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)24a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第24頁(yè)思索：以船為參考系，相遇條件是什么？若延長(zhǎng)線過(guò)，則相撞。第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)25a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第25頁(yè)艇出發(fā)時(shí)：解2：以船為參考系，設(shè)艇對(duì)船速度為相遇條件：第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)26a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第26頁(yè)例題1.河水自西向東流動(dòng)，速度為10kmh-1。一輪船在水中航行，船相對(duì)于河水航向?yàn)楸逼?0，相對(duì)于河水航速為10kmh-1。此時(shí)風(fēng)向?yàn)橛蓶|向西，風(fēng)速為10kmh-1。試求在船上觀察到煙囪冒出煙縷飄向(設(shè)煙離開(kāi)煙囪后很快就取得與風(fēng)相同速度)。解析法：建立如圖所表示坐標(biāo)系，由題意可知北

y

x東

O第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)27a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第27頁(yè)北

y

x東

O依據(jù)相對(duì)速度公式，第三章運(yùn)動(dòng)描述相對(duì)運(yùn)動(dòng)28a運(yùn)動(dòng)學(xué)兩類問(wèn)題相對(duì)運(yùn)動(dòng)第28頁(yè)北

yx東-10-17.3北

y

x東第三章運(yùn)