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伽利略牛頓第一章質(zhì)點(diǎn)力學(xué)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)ppt課件高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)ppt課件1-1運(yùn)動(dòng)的描述物理模型——質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)沒有大小和形狀,只具有全部質(zhì)量的一點(diǎn)??梢詫⑽矬w簡(jiǎn)化為質(zhì)點(diǎn)的兩種情況:物體不變形,不作轉(zhuǎn)動(dòng)(此時(shí)物體上各點(diǎn)的速度及加速度都相同,物體上任一點(diǎn)可以代表所有點(diǎn)的運(yùn)動(dòng))物體本身線度和它活動(dòng)范圍相比小得很多(此時(shí)物體的變形及轉(zhuǎn)動(dòng)顯得并不重要)。日心系ZXY地心系o地面系為了描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng),必須選擇另一個(gè)物體作為參考,被選作參考的物體稱為參考系。注意參考系不一定是靜止的。一、參考系和坐標(biāo)系
為了定量地描寫物體相對(duì)于參考系的運(yùn)動(dòng),須在參考系上固定一個(gè)坐標(biāo)系。選擇合適的參考系,以方便確定物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì);建立恰當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系,以定量描述物體的運(yùn)動(dòng);提出準(zhǔn)確的物理模型,以突出問題中最基本的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。二、位置矢量運(yùn)動(dòng)方程位置矢量(位矢):P(x,y,z)xyzO
位矢方向
位矢大小直角坐標(biāo)系中運(yùn)動(dòng)方程:質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的空間軌跡稱為軌道.軌道方程:P(x,y,z)xyzO軌道三、位移Δs
ΔrAr1r2
ГOBvvv直角坐標(biāo)系中位移矢量:在t時(shí)間間隔內(nèi)位矢的增量位移大小位移方向r2r1ΔrxyzBAoΔS··r與的區(qū)別s與的區(qū)別路程s為質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌道長(zhǎng)度元位移的大小元路程a)為標(biāo)量,為矢量b)r2r1
oΔrΔrABC平均速度瞬時(shí)速度四、速度速度是位矢對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)速度方向時(shí),的極限方向在P點(diǎn)的切線并指向質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向
P
Q
O速度大小直角坐標(biāo)系中瞬時(shí)速度平均速度平均速率瞬時(shí)速率
P
Q
O注意:速度是矢量,速率是標(biāo)量。一般情況單向直線運(yùn)動(dòng)情況瞬時(shí)速率等于瞬時(shí)速度的大小加速度是速度對(duì)時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)或位矢對(duì)時(shí)間的二階導(dǎo)數(shù)五、加速度平均加速度瞬時(shí)加速度Δvv1v2BA
ov1v2··加速度大小直角坐標(biāo)系中加速度矢量性:四個(gè)量都是矢量,有大小和方向加減運(yùn)算遵循平行四邊形法則某一時(shí)刻的瞬時(shí)量不同時(shí)刻不同過程量瞬時(shí)性:相對(duì)性:不同參照系中,同一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)描述不同;不同坐標(biāo)系中,具體表達(dá)形式不同加速度位矢位移速度描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的物理量描述質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的物理量、六、質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題已知運(yùn)動(dòng)方程,求質(zhì)點(diǎn)的速度和加速度已知質(zhì)點(diǎn)的速度(或加速度)和初始條件,求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方程及其它未知量求導(dǎo)數(shù)運(yùn)用積分方法高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)例:一質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線求:x=-4m時(shí)(t>0)粒子的速度、速率、加速度。xy(SI)(SI)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)解:練習(xí)(SI)(SI)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)求:船的速率解:hs例l高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)hsl高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)解:求t=0秒及t=2秒時(shí)質(zhì)點(diǎn)的速度,并求后者的大小和方向。3.設(shè)質(zhì)點(diǎn)做二維運(yùn)動(dòng):方向:大?。焊咧形锢韸W林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)練習(xí).一質(zhì)點(diǎn)沿x軸作直線運(yùn)動(dòng),其位置坐標(biāo)與時(shí)間的關(guān)系為x=10+8t-4t2,求:(1)質(zhì)點(diǎn)在第一秒第二秒內(nèi)的平均速度。(2)質(zhì)點(diǎn)在t=0、1、2秒時(shí)的速度。解:高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)代入t=0,1,2得:x=10+8t-4t2(2)質(zhì)點(diǎn)在t=0、1、2秒時(shí)的速度。高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)1.一質(zhì)點(diǎn)由靜止開始作直線運(yùn)動(dòng),初始加速度為a0,以后加速度均勻增加,每經(jīng)過τ秒增加a0,求經(jīng)過t秒后質(zhì)點(diǎn)的速度和運(yùn)動(dòng)的距離。(直線運(yùn)動(dòng)中可用標(biāo)量代替矢量)解:據(jù)題意知,加速度和時(shí)間的關(guān)系為:練習(xí)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)任意曲線運(yùn)動(dòng)都可以視為沿x,y,z軸的三個(gè)各自獨(dú)立的直線運(yùn)動(dòng)的疊加(矢量加法)。1-2運(yùn)動(dòng)疊加原理當(dāng)物體同時(shí)參與兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí),其總的運(yùn)動(dòng)乃是各個(gè)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的疊加,這個(gè)結(jié)論稱為運(yùn)動(dòng)疊加原理或運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)勻加速運(yùn)動(dòng)為常矢量初始條件給定,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)確定忽略空氣阻力,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)由初始條件可預(yù)知拋體運(yùn)動(dòng)典型的勻加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)疊加和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性運(yùn)動(dòng)平面在內(nèi)yxv00高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)yxv00高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)二、平面曲線運(yùn)動(dòng)切向加速度和法向加速度方向描述作相互垂直的單位矢量指向軌道的凹側(cè)指向物體運(yùn)動(dòng)方向自然坐標(biāo)系在軌道曲線上任取一點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn),以“彎曲軌道”作為坐標(biāo)軸。P處的坐標(biāo)即為軌道的長(zhǎng)度s(自然坐標(biāo))運(yùn)動(dòng)方程切向單位矢量法向單位矢量高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)BRdA
為單位矢量,
大小不變,但方向改變t時(shí)刻:A點(diǎn)t+dt時(shí)刻:B點(diǎn)
dt時(shí)間內(nèi)經(jīng)過弧長(zhǎng)dsds對(duì)應(yīng)圓心角角度d變速率圓周運(yùn)動(dòng)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)BdA切向加速度法向加速度高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)法向加速度、反映速度方向變化,切向加速度、反映速度大小變化,加速度總是指向曲線的凹側(cè)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)一般曲線運(yùn)動(dòng)(多個(gè)圓弧運(yùn)動(dòng)的連接)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)例1、由樓窗口以水平初速度v0射出一發(fā)子彈,取槍口為原點(diǎn),沿v0為x軸,豎直向下為y軸,并取發(fā)射時(shí)t=0.試求:(1)子彈在任一時(shí)刻t的位置坐標(biāo)及軌道方程;(2)子彈在t時(shí)刻的速度,切向加速度和法向加速度。高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)(2)與切向加速度垂直解:(1)與速度同向aagyxov0n高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)三、徑向速度和橫向速度圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述位置矢量表述為根據(jù)速度的定義得vr為質(zhì)點(diǎn)的徑向速度v為質(zhì)點(diǎn)的橫向速度令平面極坐標(biāo)中的運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)
Q
ΓP(r,θ)θOX徑向速度和橫向速度
高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述OXR角位移沿逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),角位移取正值沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),角位移取負(fù)值角位置極坐標(biāo)系中角速度角加速度單位:rad/s單位:rad/s2高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(共38張PPT)高中物理奧林匹克競(jìng)賽——質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)(
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