高二物理競(jìng)賽質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述課件

1如何用秒表和米尺測(cè)量地球大小？

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2目錄第一章力和運(yùn)動(dòng)第二章運(yùn)動(dòng)的守恒量和守恒定律第三章剛體和流體的運(yùn)動(dòng)第四章相對(duì)論基礎(chǔ)第五章氣體動(dòng)理論第六章熱力學(xué)基礎(chǔ)第七章靜止電荷的電場(chǎng)第八章恒定電流的磁場(chǎng)第九章電磁感應(yīng)電磁場(chǎng)理論靜力學(xué)運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)理論力學(xué)§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3力學(xué)

(Mechanics)力學(xué)研究對(duì)象物質(zhì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)（最簡(jiǎn)單、最基本、最熟悉）經(jīng)典力學(xué)理論基礎(chǔ)：牛頓的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律。適用范圍：低速：與光速（相對(duì)論力學(xué)）相比；宏觀：與微觀粒子（量子力學(xué)）相比。（宇觀、宏觀、微觀）機(jī)械運(yùn)動(dòng)：一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置，或一個(gè)物體的某些部分相對(duì)于其他部分的位置，隨著時(shí)間而變化的過(guò)程。(mechanicalmotion)

4力學(xué)主要內(nèi)容和要求質(zhì)點(diǎn)力學(xué)：在中學(xué)物理基礎(chǔ)上擴(kuò)充和提高。

(1)使知識(shí)系統(tǒng)化，條理化；

(2)注意定律、定理的意義和條件（不亂套公式）；

(3)提高分析能力（如量綱分析、判斷結(jié)果合理性等）；

(4)學(xué)會(huì)使用必需的數(shù)學(xué)方法（如矢量運(yùn)算，微積分等）。剛體力學(xué)：剛體是質(zhì)點(diǎn)系的一個(gè)特例。

應(yīng)熟練掌握剛體定軸轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。流體力學(xué)狹義相對(duì)論：要注意建立新概念，認(rèn)真體會(huì)其思想觀點(diǎn)。第一章

力和運(yùn)動(dòng)他向東面緩緩走去，他向南面很快跑去，而且越跑越快……這些描述運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)語(yǔ)言既不嚴(yán)格也不完整。定量地描寫物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是運(yùn)動(dòng)學(xué)的基本內(nèi)容?！?-1

質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的描述3個(gè)問(wèn)題：如何描述物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)？運(yùn)動(dòng)學(xué)的核心是運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。經(jīng)典力學(xué)的時(shí)空觀。56①質(zhì)點(diǎn)(masspoint)物體：具有大小、形狀、質(zhì)量和內(nèi)部結(jié)構(gòu)的物質(zhì)形態(tài)。質(zhì)點(diǎn)：近似地把物體看作一個(gè)具有質(zhì)量，

而沒(méi)有大小和形狀的理想物體。質(zhì)點(diǎn)是實(shí)際物體抽象化的一種理想模型。根據(jù)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)而定。由于在運(yùn)動(dòng)學(xué)中暫時(shí)不涉及力、質(zhì)量等概念，

于是“質(zhì)點(diǎn)”就是指一個(gè)可運(yùn)動(dòng)的“點(diǎn)”。質(zhì)點(diǎn)示例地球公轉(zhuǎn)地球自轉(zhuǎn)7質(zhì)點(diǎn)示例物體平動(dòng)8②參考系和坐標(biāo)系運(yùn)動(dòng)本身的絕對(duì)性：自然界中，一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)之中。運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)不可分割。沒(méi)有絕對(duì)靜止的物體！由于運(yùn)動(dòng)描述的相對(duì)性，所以描述運(yùn)動(dòng)必須選取參考系。

在運(yùn)動(dòng)學(xué)中參考系僅限于描述運(yùn)動(dòng)，這時(shí)可視描述的

方便任選參考系。不同參考系中對(duì)物體運(yùn)動(dòng)情況的描述（如軌跡、速度等）可以是不同的。

常用參考系：

太陽(yáng)參考系（太陽(yáng)—恒星參考系）

地心參考系（地球—恒星參考系）

地面參考系（也稱實(shí)驗(yàn)室參考系）參考系（referenceframe）：用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)而選作參考的物體或物體系。9②參考系和坐標(biāo)系

坐標(biāo)系（coordinatesystem）：固結(jié)在參考系上的一組有刻度的射線、曲線或角度。10zoRxyzRzxy③空間

&時(shí)間時(shí)空觀墨子：空間是一切不同位置的概括和抽象；

時(shí)間是一切不同時(shí)刻的概括和抽象。萊布尼茲：空間是物質(zhì)上下左右的排列形式和先后久暫的持續(xù)形式，

沒(méi)有具體的物質(zhì)和物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)就沒(méi)有空間和時(shí)間。

強(qiáng)調(diào)時(shí)空的客觀性，而忽略與運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系。牛頓絕對(duì)時(shí)空觀：空間和時(shí)間是不依賴于物質(zhì)而獨(dú)立存在的，

強(qiáng)調(diào)與運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系，忽略客觀性。愛(ài)因斯坦相對(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。莫言：時(shí)間是剪不掉的，剪掉的是廢話，剩下的是時(shí)間?？臻g(space)：反映物質(zhì)的廣延性，

與物體的體積和物體位置變化相聯(lián)系。時(shí)間(time)：反映物理事件的順序性和持續(xù)性。11典型物理現(xiàn)象的空間尺度

（單位：米）已觀測(cè)的宇宙范圍102620億光年星系團(tuán)半徑1023星系間距離2×1022銀河系的半徑7.6×1022太陽(yáng)到最近恒星的距離4×1016日地距離1.5×1011地球半徑6.4×106珠穆朗瑪峰高度8.8×103小孩高度1塵埃10-3人類紅血球細(xì)胞直徑10-6細(xì)菌線度10-9原子線度10-10原子核線度10-15普朗克長(zhǎng)度10-35小于普朗克下限時(shí)，現(xiàn)有的時(shí)空概念可能不適用了。12典型物理現(xiàn)象的空間尺度

（單位：米）13典型物理現(xiàn)象的時(shí)間尺度（單位：秒）宇宙年齡1018太陽(yáng)系年齡1.4×1017原始人誕生至今1013人的平均壽命109地球公轉(zhuǎn)（一年）3.2×107地球自轉(zhuǎn)（一天）8.6×104太陽(yáng)光到地球的傳播時(shí)間5×102人的心臟跳動(dòng)周期1中頻聲波周期10-3中頻無(wú)線電波周期10-6原子振動(dòng)周期10-12普朗克時(shí)間10-4314④運(yùn)動(dòng)學(xué)方程運(yùn)動(dòng)學(xué)方程：質(zhì)點(diǎn)位置坐標(biāo)P(x,y,z)對(duì)時(shí)間(t)的函數(shù)關(guān)系。描述空間量與時(shí)間量的關(guān)系。

確定了任一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)的位置，

從而確定了質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)。在直角坐標(biāo)系中：

描述空間量之間的關(guān)系。(Kinematicalequation)

15⑤位置矢量

OP大?。悍较颍?/p>

(positionvector)16⑥位移描述質(zhì)點(diǎn)位置變動(dòng)的大小和方向。位移：從初位置指向末位置的有向線段。

與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡無(wú)關(guān)，只與始末點(diǎn)有關(guān)。△rABOrArBxzy末位矢初位矢位矢增量位移矢量路程：質(zhì)點(diǎn)通過(guò)的實(shí)際路徑的長(zhǎng)，

標(biāo)量，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)。

17位移：直角坐標(biāo)中Oxz即△rABOrArB18⑦速度速度：描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的快慢和方向。平均速度：粗略描述：位移：精確描述：當(dāng)△t趨于0時(shí)，

B點(diǎn)趨于

A

點(diǎn)，平均速度的極限

表示質(zhì)點(diǎn)在

t時(shí)刻通過(guò)

A

點(diǎn)的瞬時(shí)速度，簡(jiǎn)稱速度。19速度：直角坐標(biāo)系平均速度：瞬時(shí)速度：zyxkvjviv++=vvv直角坐標(biāo)系中分量形式：大小:

ddddddddktzjtyitxtrv++==vrvvv方向:當(dāng)時(shí)位移的極限方向，該位置的切線方向，指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的一側(cè)。20速度(矢量)&

速率(標(biāo)量)平均速率瞬時(shí)速率（1）（2）（3）討論21（1）平均速度的大小不等于平均速率（2）(瞬時(shí))速度的大小等于速率。（3）O22⑧加速度加速度：描述質(zhì)點(diǎn)速度大小和方向隨時(shí)間變化快慢的物理量。xy

zP2P1

o在Δt時(shí)間內(nèi)，速度增量為，方向與速度增量的方向相同。平均加速度：當(dāng)△t趨于0時(shí)，P1點(diǎn)趨于P2點(diǎn)，平均加速度的極限表示質(zhì)點(diǎn)在t時(shí)刻通過(guò)P1點(diǎn)的瞬時(shí)加速度，簡(jiǎn)稱加速度.23加速度在直角坐標(biāo)系中分量表示:曲線運(yùn)動(dòng)，總是指向曲線的凹側(cè)。大?。悍较?

t0時(shí)，速度增量的極限方向。矢量表示：直線運(yùn)動(dòng)，同向加速反向減速方向<90o速率增加>90o速率減小24加速度與速度的夾角大于90，速率減小。加速度與速度的夾角小于90，速率增大。加速度與速度的夾角為0或180，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)。加速度與速度的夾角等于90，質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。25例題消去

t

得軌跡方程：已知：質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程

求：(1)質(zhì)點(diǎn)的軌跡；

(2)t=0s及t=2s時(shí),質(zhì)點(diǎn)的位置矢量。

(3)t=0s到t=2s時(shí)間內(nèi)的位移。

(4)

t=2s內(nèi)的平均速度

(5)t=2s末的速度及速度大小

(6)t=2s末加速度及加速度大小拋物線解：(1)先寫運(yùn)動(dòng)方程的分量式26

(2)位置矢量：大小：方向：(3)位移:(4)平均速度大小27a=2

沿