全國高中物理奧林匹克及強基競賽課件：第一章 運動的描述

全國高中奧林匹克及強基競賽

物理力學篇（基礎(chǔ)版）第一篇力學基礎(chǔ)伽利略牛頓以伽利略和牛頓為代表的開創(chuàng)的經(jīng)典物理力學

物理學是研究物體在空間運動的一門科學；稱為機械運動。機械運動有哪些類型呢？

第一章運動的描述平動轉(zhuǎn)動振動如何描述這些不同形式的機械運動呢？

第1節(jié)

運動描述的基本物理量一、運動的絕對性和相對性1.運動是絕對的：任何物體任何時刻都在不停地運動著2.運動又是相對的：運動的描述是相對其他物體而言的

為了描述一個物體的運動，必須選擇另一個物體作為參考，被選作參考的物體稱為參照系。3.參考系:二、坐標系:2.地心系3.地面系參照物上固定的坐標系統(tǒng)，用于確定物體的位置1.日心系第1節(jié)

運動描述的基本物理量一、運動的絕對性和相對性二、坐標系:1.直角坐標系：參照物上固定的坐標系統(tǒng)，用于確定物體的位置jikr

有了坐標系就可以精確描述物體的位置.位置矢量：r位矢大?。簉=位矢方向：ɑβ?ɑ、β、?cosɑ=

cosβ=

cos?=

第1節(jié)

運動描述的基本物理量一、運動的絕對性和相對性二、坐標系:1.直角坐標系：2.球面坐標系：3.柱面坐標系:P

P

Z

參照物上固定的坐標系統(tǒng)，用于確定物體的位置jikr

ɑβ?有了坐標系就可以精確描述物體的位置.平動轉(zhuǎn)動振動第1節(jié)

運動描述的基本物理量一、運動的絕對性和相對性二、坐標系:1.直角坐標系：2.球面坐標系：3.柱面坐標系:有了坐標系就可以精確描述物體運動的位置.參照物上固定的坐標系統(tǒng)，用于確定物體的位置平動轉(zhuǎn)動振動第1節(jié)

運動描述的基本物理量一、運動的絕對性和相對性二、坐標系:1.直角坐標系：2.球面坐標系：3.柱面坐標系:有了坐標系就可以精確描述物體運動的位置.參照物上固定的坐標系統(tǒng)，用于確定物體的位置三、質(zhì)點:沒有大小和形狀，具有質(zhì)量的點。形狀和體積完全不變的理想模型平動三、質(zhì)點:沒有大小和形狀，具有質(zhì)量的點1.物體不變形，不作轉(zhuǎn)動(此時物體上各點的速度及加速度都相同，物體上任一點可以代表所有點的運動)。2.物體本身線度和它活動范圍相比小得很多(此時物體的變形及轉(zhuǎn)動顯得并不重要)。轉(zhuǎn)動振動大小和形狀完全不變四、剛體:形狀和體積完全不變的理想模型三、質(zhì)點:沒有大小和形狀，具有質(zhì)量的點四、剛體:用質(zhì)點來代替剛體的位置變動2.在平動中，其上任意兩點的連線始終保持平行。1.各質(zhì)點間的相對位置永不發(fā)生變化的質(zhì)點系。ABA/B/A//B//ZXYo形狀和體積完全不變的理想模型三、質(zhì)點:沒有大小和形狀，具有質(zhì)量的點四、剛體:用質(zhì)點來代替剛體的位置變動2.在平動中，其上任意兩點的連線始終保持平行。1.各質(zhì)點間的相對位置永不發(fā)生變化的質(zhì)點系。五、位置矢量:r(t)坐標原點到所在位置的矢量。

1.位移?r=r2-r1

r1r2?r五、位置矢量:坐標原點到所在位置的矢量。

2.路程?s=s2-s1矢量標量ZXYor(t)r1r2?r?s注意:當時間趨近于零的時候,位移大小等于路程記作：dr=ds1.位移?r=r2-r1注意:?r與?r大小不等?r五、位置矢量:坐標原點到所在位置的矢量。2.路程?s=s2-s1矢量標量ZXYor(t)r1r2?r?s注意:當時間趨近于零的時候,位移大小等于路程，即dr=ds1.位移?r=r2-r13.平均速度V=

4.瞬時速度V=

(?t趨近于零)平均速率V=

瞬時速率V=

(?t→0)V=lim

?t→0

?r=

dr=4.瞬時速度V=

(?t趨近于零)

若是直線運動Vx=

V=lim

?t→0

?r=

dr=Vy=

Vz=

V=

則用一維坐標系ZXYor(t)r1r2?r?sx/mt/s01234604020?x?t例1:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t2+3t，求3S時的速度?

V=lim?t→0解：例1:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t2+3t，求3S時的速度?x/mt/s01234604020?x?t

V=lim?t→0解：

=lim?t→0

=lim?t→0=4t+3即V3=4×3+3=15m/s

=lim?t→0

=lim?t→0

=lim?t→0?t→0是什么意思？例1:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t2+3t，求3S時的速度?x/mt/s01234604020

V=lim?t→0解：

=lim?t→0

=lim?t→0=4t+3即V3=4×3+3=15m/s

=lim?t→0

=lim?t→0

=lim?t→0?t→0是什么意思？dxdtx/mt/s01234604020dxdt例1:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t2+3t，求3S時的速度?

V=lim?t→0解：

對x(t)=2t2+3t，在某個時刻求極限其結(jié)果為其圖像在該點的切線的斜率=4t+3x/(t)=

=4t+3x/(t)=(atm+btn)/=amt(m-1)+bnt(n-1)y/(x)=(axm+bxn)/=amx(m-1)+bnx(n-1)數(shù)學上：物理上：x/mt/s01234604020變式1:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t3+3t2，求3S時的速度?解：=6t2+6tv=x/(t)即V3=6×32+6×3=72m/s

ZXYov(t)v1v23.平均速度V=

4.瞬時速度V=5.平均加速度a=

6.瞬時加速度a=lim

?t→0lim

?t→0

=V/(t)

=r//(t)

=r/(t)v1?v

位移對時間求極限或求導。

x/mt/s01234604020變式2:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t2+3t，求它的加速度?解：=4t+3v=x/(t)m/s2a=v/(t)=4變式3:某物體做直線運動，若其位置隨時間的變化關(guān)系為x(t)=2t3+3t2，求它的加速度?解：=6t2+6tv=x/(t)a=v/(t)=12t+6五、位置矢量:坐標原點到所在位置的矢量。2.路程?s=1.位移?r=3.平均速度V=4.瞬時速度V=5.平均加速度a=6.瞬時加速度a=r2-r1s2-s1

r/(t)

v/(t)=