高中物理竞赛教程：1.2.1 质点运动学的基本概念 .doc
质点运动学的总结和归纳
质点运动学的总结和归纳质点运动学是物理学中研究质点在空间中运动规律和性质的学科。
通过对质点在直线运动和曲线运动中的速度、加速度等物理量进行分析，可以揭示质点运动的规律和特性。
本文将对质点运动学的相关概念、公式和应用进行总结和归纳，以帮助读者更好地理解质点运动学的基本原理。
一、质点运动学的基本概念质点是指物体在运动过程中无视其自身大小和形状，只考虑其位置坐标和质量的理想化模型。
在质点运动学中，我们假设质点可以沿直线或曲线轨迹运动，通过对质点位置、速度和加速度等物理量的描述，来分析质点的运动规律。
二、质点直线运动质点在直线上的运动可以以时间为自变量，通过位移、速度和加速度等物理量来进行描述。
其中，位移表示质点从初始位置到最终位置的位移量，速度是质点在单位时间内位移的变化率，而加速度则是速度在单位时间内的变化率。
质点直线运动的关键公式有以下几个：1. 位移公式：s = s0 + vt，其中s表示位移，s0表示初始位置，v表示速度，t表示时间；2. 平均速度公式：v = Δs/Δt，其中Δs表示位移变化量，Δt表示时间变化量；3. 瞬时速度公式：v = ds/dt，其中ds表示极小位移，dt表示极小时间间隔；4. 加速度公式：a = Δv/Δt = dv/dt，其中Δv表示速度变化量，dv表示极小速度变化量。
三、质点曲线运动质点在曲线上的运动相对复杂，需要通过坐标系和向量运算进行描述。
常见的曲线运动包括匀速圆周运动和抛体运动。
1. 匀速圆周运动：质点在同心圆轨道上以恒定的速度做圆周运动。
此时，我们需要通过极坐标系来描述质点的位置，以及角速度、角加速度等物理量。
2. 抛体运动：质点在重力作用下以抛体轨迹运动，实际上是由于自由落体运动和水平匀速运动的合成。
此时，我们需要通过平面直角坐标系来描述质点的运动，并使用矢量分解和运动学公式进行计算。
四、应用举例质点运动学在日常生活和科学研究中有着广泛的应用。
以下是几个常见的应用举例：1. 射击运动：通过研究质点在飞行过程中的速度和角度等参数，可以计算出射击运动的弹道和飞行轨迹，实现精确的打靶。
高中物理竞赛讲义(完整版)
高中物理竞赛讲义目录高中物理竞赛讲义 (1)第0部分绪言 (5)一、高中物理奥赛概况.....................................错误!未定义书签。
二、知识体系....................................................错误!未定义书签。
第一部分力＆物体的平衡 (5)第一讲力的处理 (13)第二讲物体的平衡 (15)第三讲习题课 (16)第四讲摩擦角及其它 (21)第二部分牛顿运动定律 (24)第一讲牛顿三定律 (24)第二讲牛顿定律的应用 (25)第二讲配套例题选讲 (35)第三部分运动学 (35)第一讲基本知识介绍 (35)第二讲运动的合成与分解、相对运动 (37)第四部分曲线运动万有引力 (40)第一讲基本知识介绍 (40)第二讲重要模型与专题 (42)第五部分动量和能量 (52)第一讲基本知识介绍 (52)第二讲重要模型与专题 (55)第三讲典型例题解析 (70)第六部分振动和波 (70)第一讲基本知识介绍 (70)第二讲重要模型与专题 (75)第三讲典型例题解析 (86)第七部分热学 (86)一、分子动理论 (87)二、热现象和基本热力学定律 (89)三、理想气体 (91)四、相变 (98)五、固体和液体 (102)第八部分静电场 (103)第一讲基本知识介绍 (104)第二讲重要模型与专题 (107)第九部分稳恒电流 (120)第一讲基本知识介绍 (120)第十部分磁场 (134)第一讲基本知识介绍 (134)第二讲典型例题解析 (138)第十一部分电磁感应 (146)第一讲、基本定律 (146)第二讲感生电动势 (150)第三讲自感、互感及其它 (154)第十二部分量子论 (157)第一节黑体辐射 (158)第二节光电效应 (161)第三节波粒二象性 (168)第四节测不准关系 (172)第0部分绪言全国中学生物理竞赛内容提要--理论基础(2013年开始实行)说明：．本次拟修改的部分用楷黑体字表示，新补充的内容将用“※”符号标出，作为复赛题和决赛题增补的内容；※※则表示原属预赛考查内容，在本次修改中建议改成复赛、决赛考查的内容。
高中物理竞赛 第一章质点运动学第1讲
二、参考系和坐标系
参照物(参考物)：被选作运动依据的物体
参照空间(参考空间)：与参照物固连的三维空间 坐标系：固定在参照空间的一组坐标轴和用来确定物体位置的 一组坐标(量化了的参照空间) 参照系(参考系)：参照空间(这里通常指量化了的参照空间， 即坐标系)和与之固连的钟的组合，简单地说，就是坐标系+
都是随位置变化的
ˆr e
5
3)、自然坐标系
s
O
e P en
Q e en
e 和e n
的方向是随 时间变化
在物体运动的轨道曲线上任取一点为坐标原点， 以“弯曲轨道”作为坐标轴，规定某一侧为ห้องสมุดไป่ตู้。
任意时刻质点的坐标值即为轨道的长度s (自然坐标)
方向描述
e en
9
2.位移 质点在一段时间内位置的改变～位移 z S t时刻：质点在a 点 r a a t+t时刻：质点在b 点 rb 经t时间质点的位置变化： r 位移 a r r r b a 注：
.
r
1）位移 r 矢量 方向：rb ra
x 大小：r r 并且：dr dr r S 但：dr = dS
3、速度（平均速度，瞬时速度，速率） z r a 平均速度: v 速度： ——瞬时速度
t
.
S
r
v lim r dr t 0 t dt
r (t )
r rb
y
.
b
r
0
3）位移可用坐标表示： r rb ra r rb ra ( x bi yb j zbk ) ( xai ya j zak ) xi y j zk r
高二物理竞赛运动学的一些基本概念课件
0
结论
质点做匀速率圆周运动。质点的速度沿圆的切线方
向，加速度沿半径指向圆心；速度和加速度互相垂直。
例1-3 已知一质点由静止出发，它的加速度在 x轴和 轴y上的分
量分别为 ax和10t 。a求y 15t时2 质点t的速5s度和位置。 解: 取质点的出发点为坐标原点，由
axdd vtx1t0 , aydd vty1t5 2 初始条件为 t 0，v0x 0 ，v0y 0，对上式进行积分，得
静力学：研究物体在相互作用下的平衡问题。
第1章 质点运动学
本章主要内容： 1、理解运动学的基本概念（质点，参考系，坐标系） 2、掌握描述质点运动的基本物理量 3、掌握质点平面曲线运动的描述方法 4、了解运动的相对性
1.1 运动学的一些基本概念
一、参考系和坐标系
参考系：为了描述物体的运动而选取的标准物体。
v
v
v
五、加速度矢量 表示速度变化的快慢的物理量
质点在 t ,
v1
t t, v2
vv2 v1
定义：平均加速度
a
v
t
瞬时加速度
v
dv
d2r
alim t 0t dt
dt2
瞬时加速度是速度随 时间的变化率。
大小：
a
a
dv
dt
方向：t0 时 v 的极限方向。在曲线运动中，
总是指向曲线的凹侧。
时间表征物理事件的顺序性和物质运动的持续性。
微观粒子的最短寿命是10-24 s，宇宙的年龄大约是1018 s。 2、空间及其计量
空间反映物质运动的广延性。
1米是1／299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。
宇宙范围的尺度1027m，微观粒子尺度10-15m。 三、质点
物理竞赛--力学复习第1讲运动学
ax
dv x dt
0
ay
dv y dt
6m s2
a
dv dt
18t , 1 9t 2
a
ax2
a
2 y
6m s2
an
a2 a2
6 1 9t 2
或 ( x2 y2 )3/ 2 [22 (6t)2 ]3/ 2 2(1 9t 2 )3/ 2
yx yx 6 2 6t 0
dt 角加速度： d
dt
切向加速度：at
dv dt
R
法向加速度：an
v2 R
R 2
二.基本运动规律
(1)直线运动：x x(t)
v dx dt
a
dv dt
d2x dt 2
(2)匀变速直线运动：
v x
v0 x0
at v0t
1 2
at
2
v2 v02 2a( x x0 )
5
0 t
(3)匀变速圆周运动：
a
x2
y2
(d
bc2
b)2 sin3
y 0
9
例题3、细杆OL绕O以匀角速率ω转动,并推动小环C在
固图定),求的小钢环丝的A速B上度滑v动和, O加点速与度钢a丝. 间的垂直距离为d (如
L
解:这是一维问题
A o x B
x d tan
d
v
xi
d cos2
i
d2
d
x
2
i
o
C
x
ar
vr&
r &x&i
t) j
dt
质点的加速度：a加
2(a Rcos
dv dt t )i
质点运动的基本概念与运动学公式
质点运动的基本概念与运动学公式在物理学中，质点是指质量可忽略不计，仅具有位置和速度等运动属性的物体。
质点运动是运动学的一个基本概念，运动学是研究物体运动规律的学科。
本文将探讨质点运动的基本概念以及相关的运动学公式。
1. 位置、位移和路径位置是指物体在空间中的具体位置，通常可以用一个坐标系来表示。
位移是指物体从初位置到末位置的变化量，用Δx表示。
路径是物体在运动过程中所经过的轨迹。
2. 速度和速度公式速度是指物体在单位时间内所经过的位移，用v表示。
速度的大小可以通过位移除以时间来计算，即v=Δx/Δt。
当时间趋近于无穷小的时候，即Δt趋近于0，可以得到瞬时速度的定义：v=dx/dt，其中dx表示无穷小的位移变化，dt表示无穷小的时间变化。
3. 加速度和加速度公式加速度是指物体的速度变化率，用a表示。
加速度的大小可以通过速度除以时间来计算，即a=Δv/Δt。
当时间趋近于无穷小的时候，即Δt 趋近于0，可以得到瞬时加速度的定义：a=dv/dt，其中dv表示无穷小的速度变化，dt表示无穷小的时间变化。
4. 运动学公式根据速度和加速度的定义，我们可以得到一些与质点运动相关的运动学公式。
以下是一些常见的运动学公式：- 位移公式：Δx = v0t + (1/2)at^2- 速度公式：v = v0 + at- 加速度公式：v^2 = v0^2 + 2aΔx这些公式可以通过代入已知的初始条件，如初速度v0、时间t、位移Δx等来求解物体在运动过程中的运动参数。
5. 简谐振动简谐振动是质点运动中的一种特殊形式，它具有以下特点：- 振动的周期是恒定的，表示为T；- 振动的频率是周期的倒数，表示为f=1/T；- 振动的位移随时间的变化呈正弦或余弦函数。
对于简谐振动，还有一些与振动特性相关的公式：- 谐振频率公式：f = (1/2π) √(k/m)，其中k表示弹性系数，m表示质量；- 谐振周期公式：T = 1/f；- 谐振角频率公式：ω = 2πf。
物理学中的质点运动
物理学中的质点运动物理学作为自然科学的一门重要学科，研究的是宇宙的本质和规律，其中质点运动是物理学中的基础概念之一。
质点是一个理想化的物理对象，其重点在于描述其运动状态。
本文将从质点运动的基本概念、描述方法和应用等方面进行探讨。
一、质点运动的基本概念质点是一个质量集中于一点的物体，忽略其体积和形状的影响。
在物理学中，质点被用来简化和理解具体物体的运动规律。
质点运动的基本概念包括位置、速度和加速度三个要素。
1. 位置：质点在某一时刻所处的位置，一般用坐标表示。
以直角坐标系为例，质点的位置可以用(x, y, z)表示。
质点的运动轨迹可以通过不同时刻的位置表示。
2. 速度：质点运动的速度是指单位时间内位置变化的快慢。
平均速度可以通过质点在某段时间内的位移与时间的比值得到，而瞬时速度则是指在某一时刻的瞬时变化率。
3. 加速度：质点运动的加速度是指单位时间内速度变化的快慢。
平均加速度可以通过质点在某段时间内速度变化量与时间的比值得到，而瞬时加速度则是指在某一时刻的瞬时变化率。
二、质点运动的描述方法为了更好地理解和研究质点的运动规律，物理学提出了几种不同的描述方法，其中包括位移-时间图、速度-时间图和加速度-时间图。
1. 位移-时间图：位移-时间图描述了质点在不同时刻的位置变化情况。
横轴表示时间，纵轴表示位移。
通过位移-时间图可以直观地观察到质点的运动状态，如匀速直线运动、静止或加速等。
2. 速度-时间图：速度-时间图描述了质点在不同时刻的速度变化情况。
横轴表示时间，纵轴表示速度。
通过速度-时间图可以得到质点的运动加速度、需要的时间等信息，进一步研究质点的运动规律。
3. 加速度-时间图：加速度-时间图描述了质点在不同时刻的加速度变化情况。
横轴表示时间，纵轴表示加速度。
通过加速度-时间图可以了解质点的加速度变化趋势，包括加速度的大小和方向等重要信息。
三、质点运动的应用质点运动理论在物理学和工程学中具有广泛的应用。
高中物理竞赛辅导资料第一章运动学
x t 图关键要将一
些特殊点的位置先求出来，如 t 1 、2、3、4、5、6、7、8s 末各时刻的位移，再将这些点用平滑的曲线 连接起来。如下图所示。 例 2 用边长为 l 的正方形薄板做成一个小屋，置于地面上，并且屋顶面相互垂直，如图所示。已知 水滴沿屋顶从 A 点流到 B 点所需的时间为从 B 点滴落地面所需时间的 2 倍。假定水滴从 A 点以初速度零开 始滴下，试求水滴从 A 流到地面所需的时间。
r xi yj zk .
2．运动方程 质点在空间运动时，位矢随时间变化的规律即为运动方程，记为：
r r (t ) x(t )i y(t ) j z(t )k .
（1）运动方程中包含了质点运动的全部信息。或者说知道了也就可以解决质点的运动问题。 （2）运动方程的分量式 x=x(t)、y=y(t)、z=z(t)，是运动方程的分量式。 （3）轨道（轨迹）方程 在运动方程的分量式中，消去时间 t 得 f(x, y, z)=0，此方程称为质点的轨迹方程；轨迹是直线的称为 直线运动；轨迹是曲线的称为曲线运动。 3．位移 t 时刻，质点在 P1 点，位矢为 r1 ；t+Δ t 时刻，质点在 P2 点，位矢为 r2 ，则在Δ t 这段时间内位矢的 增量 r r2 r1 称为质点在Δ t 时间内的位移。 4. 路程Δ S 与位移大小 | r | 的区别：路程是Δ t 内走过的轨道的长度，而位移大小是质点实际移动的直 线距离，位移和位矢均为向量，但路程为标量，路程用Δ S 表示。即使在直线运动中，位移和路程也是截 然不同的两个概念。 三、速度
解析：由图中的阴影三角形 BDE 可得
4 / 70
x BE ED
2l l 2
2 1 l 2
(完整版)2104高中物理竞赛辅导(质点运动学的基本概念).docx
杭州二中东河校区高一物理竞赛辅导第一讲 运动学§ 1.1 质点运动学的基本概念1． 1． 1、参照物和参照系要准确确定质点的位置及其变化，必须事先选取另一个假定不动的物体作参照，这个被选的物体叫做参照物。
为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标，构成坐标系。
通常选用直角坐标系 O –xyz ，有时也采用极坐标系。
平面直角坐标系一般有三种，一种是两轴沿水平竖直方向，另一是两轴沿平行与垂直斜面方向，第三是两轴沿曲线的切线和法线方向（我们常把这种坐标称为自然坐标）。
1． 1． 2、位矢 位移和路程在直角坐标系中，质点的位置可用三个坐标 x ，y ，z 表示，当质点运动时，它的坐标是时间的函数x=X （ t ）y=Y （ t ）z=Z （ t ）这就是质点的运动方程。
z质点的位置也可用从坐标原点O 指向质点 P （ x 、y 、z ）的有向线段 r 来表示。
如图 1-1-1 所示 ,r 也r是描述质点在空间中位置的物理量。
r 的长度为质点到原点之间的距离，r 的方向由余弦 cos、cos 、zcos决定 ,它们之间满足Oycos 2 cos 2 cos 21y x当质点运动时 ,其位矢的大小和方向也随时间而x变 ,可表示为r = r (t) 。
在直角坐标系中, 设分别为图 1-1-1i 、 j 、 k 沿方向 x 、 y、 z 和单位矢量，则r 可z P 1 ( x 1 , y 1 , z 1)表示为r 1r (t ) x(t )i y(t ) j z(t)krP 2 ( x 2 , y 2 , z 2 )位矢 r 与坐标原点的选择有关。
Or 2y研究质点的运动，不仅要知道它的位置，还必须知道 它 的 位 置 的 变 化 情 况 ， 如 果 质 点 从 空 间 一 点xP 1( x 1, y 1, z 1 )运动到另一点 P 2(x 2, y 2, z 2 )，相应的位矢图 1-1-2由 r 1 变到 r2，其改变量为rr r 2 r 1 ( x 2 x 1 )i ( y 2y 1 ) j (z 2 z 1 )k杭州二中东河校区高一物理竞赛辅导称为质点的位移，如图 1-1-2 所示，位移是矢量，它是从初始位置指向终止位置的一个有向线段。
江苏省南京师范大学附属中学高中物理竞赛讲义教程全集
1.1质点运动的基本概念运动的合成和分解一、图像法例1、蚂蚁离开巢沿直线爬行，它的速度与到蚁巢中心的距离成反此，当蚂蚁爬到距巢中心L1=1m的A点处时，速度是v1=2cm／s，试问：蚂蚁从A点爬到距巢中心L2=2m的B点所需的时间为多少?例2、已知一质点做变加速运动，初速度为v0，其加速度随位移线性减小的关系及加速过程中加速过程中加速度与位移之间的关系满足条件a=a0-ks，式中a为任意位置处的加速度，求当位移为s0是瞬时速度。
二、矢量运算1、矢量加法（矢量合成）（1）平行四边形法则已知两个矢量F1和F2的大小和夹角，求合矢量F合的大小和方向。
2212122cosF F F F Fθ=++212sintancosFF Fθαθ=+（2）三角形法则和多边形法则（接龙法则）（3）矢量式的脚标的接龙法则例如，人在车厢内走动，人相对于地的速度等于人相对于车的速度加上车相对于地的速度。
=+v v vr r r车车人地人地（4）矢量减法将减法变为加法然后再利用接龙法则。
例3：(1)无风的下雨天，小明坐在匀速行驶的车上，发现雨滴沿斜线下落，且与竖直方向成30 夹角，若车速为10m/s，则雨滴下落的速度为多大？(2)小明坐在以10m/s向东匀速行驶的车上，发现雨滴是竖直下落的，若雨滴对地速度为20m/s，则雨滴实际上是如何下落的？三、运动的合成和分解实例1：平抛运动实例2：滚动的车轮边缘上一个点的运动1、运动合成和分解其实就是位移、速度、加速度的合成和分解2、合运动的效果和若干个分运动的总效果相同（等效性）3、实际观察到的运动是合运动，分运动是人们为了方便研究而假想出来的。
四、运动分解的方法1、按效果分解2、正交分解：建立直角坐标系，将运动（位移、速度、加速度）分解在坐标轴方向。
例4、如图所示，在离水面高度为h的岸边，有人用绳子拉船靠岸，若人拉绳的速率恒为v0，试求船在离岸边s距离处时的速度。
例5、如图所示，质点A和质点B同时从A、B两点出发，分别以速度v1沿AB和以速度v2沿BC做匀速直线运动，BC和AB的夹角为α．开始时质点A和质点B相距为l，试求两质点之间的最短距离．例6、如图所示，几辆相同的汽车以等速度v，沿宽为c的直公路行驶，每车宽为b，前后两车头尾间距为a，则人能以最小速度沿一直线穿过马路所用的时间是多少？例7、有五个花样滑冰运动员表演一种节目，表演的动作规定为：开始时五人分别从边长为l的正五边形A 1A2A3A4A5的五个顶点出发，以相同速率v适动，如图所示．运动中A1始终朝着A3、，A3始终朝着A5，A5始终朝着A2，A2始终朝着A4，A4始终朝着A1，问：经过多长时间五人相聚?五、物体系统的运动学连接条件1、刚性杆、绷紧的不可伸长的绳上，各点在同一时刻，具有相同的沿杆、绳的分速度。
2-1质点运动的基本概念
1.关于加速度与速度的关系，下列说法正确的是( CDE )
A.物体的加速度很大，说明物体的速度一定很大
B.物体的加速度很大，说明物体的速度变化量很大
C.物体的加速度很大，说明物体的速度的变化很快
D.物体的加速度是0，物体的速度不一定是0 E.物体的速度是0，加速度不一定是0 F.在变速运动中，加速度变小时，它的速度也随着变小 G.在变速运动中，只要有加速度，速度就不断增加
若以队伍为参照系，则通讯员从队尾赶到排头 这一过程中，相对速度为(u-v)；通讯员再从 队头返回队尾的这一过程中相对速度为(u+v)， 则整个运动时间t尾的这一过程中相对速度为 (u+v),则整个运动的时间t为t=l/(u+v)+l/(uv). 则队伍在这段时间相对地面前进的距离s为 s=vt=v[l/(u+v)+l/(u-v)]=2uvl/(u2-v2).
(4)物体在0s～10s内的位移是0；0s～12s内的位移是 -40m.
【例3】一列长为l的队伍，行进速度为v，通 讯员从队伍尾以速度u赶到排头，又立即以速 度u返回队尾.求在这段时间里队伍前进的距离.
【解析】以地面为参照系，设队伍向右运动， 通讯员从队尾赶到排头所用的时间为t1，再 从排头返回队尾所用的时间为t2，如图2-1-4 所示. ut1-vt1=l，① ut2+vt2=l，② s=v(t1+t2)，③ 解①②③得s=2uvl/(u2-v2).
2.加速度a是描述速度变化快慢的物理量，a=△v/△t是矢 量. 3.在直线运动中，若a的方向同v0的方向相同，质点做加速 运动；若a的方向同v0的方向相反，质点做减速运动.
六、匀速直线运动
1.定义：物体在任何相等时间内的位移相 等.匀速运动时速度与位置关系为v=s/t. 2.v-t图像和s-t图像：从v-t图中可求得加 速度(直线的速率)、位移(直线与t轴所夹的面 积)；从s-t图中可求得速度(直线的斜率).
高中物理质点的运动
高中物理质点的运动质点运动是物理学中一个重要的概念，指的是忽略物体自身形状和大小，只考虑物体质心的运动。
在高中物理学中，质点运动是一个基础而重要的内容，它包括质点的位置、速度和加速度等方面的研究。
本文将从不同的角度来探讨质点运动的基本原理和相关概念。
一、质点的位置质点的位置是指质点在空间中的坐标，通常用直角坐标系或极坐标系来表示。
在直角坐标系中，我们可以用x、y、z三个分量来描述质点的位置。
如果质点只在一个平面内运动，我们也可以只用x、y两个分量来表示。
质点的位置随时间的变化而变化，可以用位置函数来描述。
对于平直运动的质点，其位置函数可以表示为：x = x0 + vt其中，x是质点的位置，x0是初始位置，v是质点的速度，t是时间。
二、质点的速度质点的速度是指质点在单位时间内的位移量。
速度有大小和方向两个方面。
在直角坐标系中，我们可以用速度矢量v来表示质点的速度，其大小为v = √(v_x² + v_y² + v_z²)，其中v_x、v_y、v_z是质点在x、y、z三个坐标轴上的速度分量。
质点的速度随时间的变化而变化，可以用速度函数来描述。
对于匀加速直线运动的质点，其速度函数可以表示为：v = v0 + at其中，v是质点的速度，v0是初始速度，a是质点的加速度，t是时间。
三、质点的加速度质点的加速度是指质点在单位时间内速度的变化量。
加速度也有大小和方向两个方面。
在直角坐标系中，我们可以用加速度矢量a来表示质点的加速度，其大小为a = √(a_x² + a_y² + a_z²)，其中a_x、a_y、a_z是质点在x、y、z三个坐标轴上的加速度分量。
质点的加速度可以分为两类：匀速直线运动和匀加速直线运动。
在匀速直线运动中，质点的速度保持不变，加速度为零；而在匀加速直线运动中，质点的加速度保持不变，速度随时间线性增加或减小。
四、质点运动的类型根据质点在空间中运动轨迹的不同，质点的运动可以分为直线运动和曲线运动两种类型。
高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)
高中物理竞赛辅导教程(新大纲版)一、力学部分1. 运动学- 基本概念：位移、速度、加速度。
位移是矢量，表示位置的变化；速度是描述物体运动快慢和方向的物理量，加速度则反映速度变化的快慢。
- 匀变速直线运动公式：v = v_0+at，x=v_0t+(1)/(2)at^2，v^2-v_{0}^2 = 2ax。
这些公式在解决直线运动问题时非常关键，要注意各物理量的正负取值。
- 相对运动：要理解相对速度的概念，例如v_{AB}=v_{A}-v_{B}，在处理多个物体相对运动的问题时很有用。
- 曲线运动：重点掌握平抛运动和圆周运动。
平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动；圆周运动中要理解向心加速度a =frac{v^2}{r}=ω^2r，向心力F = ma的来源和计算。
2. 牛顿运动定律- 牛顿第二定律F = ma是核心。
要学会对物体进行受力分析，正确画出受力图。
- 整体法和隔离法：在处理多个物体组成的系统时，整体法可以简化问题，求出系统的加速度；隔离法用于分析系统内单个物体的受力情况。
- 超重和失重：当物体具有向上的加速度时超重，具有向下的加速度时失重，加速度为g时完全失重。
3. 动量与能量- 动量定理I=Δ p，其中I是合外力的冲量，Δ p是动量的变化量。
- 动量守恒定律：对于一个系统，如果合外力为零，则系统的总动量守恒。
在碰撞、爆炸等问题中经常用到。
- 动能定理W=Δ E_{k}，要明确功是能量转化的量度。
- 机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的系统内，机械能守恒。
要熟练掌握机械能守恒定律的表达式E_{k1}+E_{p1}=E_{k2}+E_{p2}。
二、电磁学部分1. 电场- 库仑定律F = kfrac{q_{1}q_{2}}{r^2}，描述真空中两个静止点电荷之间的相互作用力。
- 电场强度E=(F)/(q)，电场线可以形象地描述电场的分布情况。
- 电势、电势差：U_{AB}=φ_{A}-φ_{B}，电场力做功与电势差的关系W = qU。
质点运动学和动力学的基本概念
质点运动学和动力学的基本概念近代物理学的开拓者们通过对物体运动规律的研究，发现了许多有趣的现象和规律。
在运动学和动力学这两个分支中，质点受到的研究尤为深入。
质点的运动规律十分重要，对于我们研究物理学中很多问题都有着重要的意义。
下面，我们将从质点运动学和动力学的基本概念入手，对于它们的相关知识进行学习和探讨。
一、质点的概念在物理学中，我们将所有的物体都当做由一个无限小的物体组成的，我们把这个无限小的物体叫做质点。
质点是物理学研究中的一个重要的概念，它代表了一个具有质量但没有大小的点，并且我们认为它在空间中是不占据任何空间体积的。
二、质点的运动状态我们所说的质点的运动状态是指在空间的任意位置，物体随着时间的推移发生的运动状态。
一般来说，我们可以将质点的运动状态分为以下两种类型：1.匀速直线运动：指质点在直线上的运动状态，运动速度保持不变的情况下进行。
2.匀加速直线运动：指质点在一条直线上加速运动的状态，质点的加速度保持不变的情况下进行。
三、质点的运动学和动力学在运动学和动力学这两个分支中，质点是非常重要的研究对象。
它们的主要差异在于对于质点运动规律的不同研究方面：1.运动学：指在质点运动的过程中，对于实现这一过程的物理规律进行的描述和研究，重点关注的是运动过程中的物理量变化等方面。
2.动力学：主要涉及质点运动过程中的一系列力学规律，包括力学系统的作用现象、动态因素以及系统的常态。
四、对于质点运动的规律从质点运动规律出发，我们可以将质点的运动分为三个方面，分别是：1.平抛运动：即以一定的角度将质点投出并在空中开始进行摆动的物理运动。
2.简谐运动：属于具有经典意义的物理运动，如来回摆动或振动等。
3.圆周运动：即质点绕着某个固定中心开始进行旋转的运动状态。
五、质点的动力学在动力学中，我们对于质点的运动主要通过牛顿第二定律进行分析。
将质点视为系统中的一个组成部分，我们通过对于系统的外力进行剖析，来推导质点运动状态的变化规律。
质点运动学的基本概念精选全文
3)加速度具有相对性
4) 加速度单位： m·s-2
小结
三个概念：
1. 参考系——为描述物体的运动而选择的标准物 2. 坐标系——定量确定物体相对于参考系的位置 3. 质点 ——把物体当做只有质量没有形状和大小的点
描述质点运动的四个物理量：
1、位置矢量
r＝xi＋yj
zk
2、位移
2、定义 牛顿运动定律成立的参考系称为惯性系 牛顿运动定律不成立的参考系称为非惯性系。
3、结论：
牛顿定律在有些参照系中成立，这些参照系称为惯性系。 相对惯性系作加速运动的参照系是非惯性系。 相对惯性系作匀速直线运动的参照系也是惯性系。
4、说明：
要确定一个参考系是否惯性系，只能依 靠观察和实验。
1)太阳系可以认为是惯性系； 2)相对于惯性系作匀速运动的参考系是 惯性系； 3)地球可近似认为是一个惯性系。
S
•功是标量，没有方向，只有大小，但有正负
<p/2，功W为正值，力对物体作正功；
p /2，功W=0， 力对物体不作功；
>p /2，功W为负值，力对物体作负功，或
物体克服该力作功。
•单位：焦耳(J) 1J=1N·m
•合力的功
W＝ F dS＝ ( Fi ) dS ( Fi dS) Wi
合力对质点所作的功，等于每个分力所作的功的代数和。
P( t )
·
x x(t)
y
y(t )
z z(t)
r( t )
x( t ) 0 x
y( t ) y
运动学的重要任务 之一，就是找出各 种具体运动所遵循 的运动方程。
质点运动时，在坐标系中描绘的曲 线称为运动的轨迹。
轨迹是直线：直线运动 轨迹是曲线：曲线运动
质点运动知识点
质点运动知识点质点运动是物理学中的基本概念之一，描述了质点在空间中的位置、速度和加速度等运动状态。
本文将介绍质点运动的基本概念、运动的描述方法以及常见的运动类型。
一、质点运动的基本概念质点是物理学中对物体简化处理的概念，将物体的大小、形状等因素忽略，将物体看做一个点，仅考虑其质量和位置。
质点运动描述了质点在空间中的位置随时间的变化情况。
二、运动的描述方法为了方便描述质点的运动，引入了坐标系的概念。
通常情况下，选择一个固定的参考点作为原点，选择适当的方向作为坐标轴，可以用数学的方式描述质点的位置。
质点的位置通常用三个坐标数值表示，分别是x、y、z轴上的位置。
速度是描述质点运动状态的物理量，表示质点单位时间内位移的大小和方向。
常用的速度描述方法有瞬时速度和平均速度两种。
瞬时速度表示质点在某一时刻的速度，可以通过求导数的方式得到。
平均速度表示质点在某一时间段内的速度，可以通过位移的比值求得。
加速度是描述质点运动状态变化的物理量，表示质点单位时间内速度改变的大小和方向。
常用的加速度描述方法有瞬时加速度和平均加速度两种。
瞬时加速度表示质点在某一时刻的加速度，可以通过求导数的方式得到。
平均加速度表示质点在某一时间段内的加速度，可以通过速度变化的比值求得。
三、常见的运动类型1. 直线运动：质点在一条直线上运动，可以分为匀速直线运动和变速直线运动两种情况。
匀速直线运动指质点在单位时间内位移相等，速度不变的运动。
变速直线运动指质点在单位时间内位移不等，速度发生变化的运动。
2. 曲线运动：质点在曲线轨迹上运动，可以分为弯曲运动和螺旋运动两种情况。
弯曲运动指质点运动轨迹呈弯曲形状，速度方向和大小均不变化。
螺旋运动指质点同时具有沿直线移动和绕轴旋转的运动形式，速度方向和大小均发生变化。
3. 往复运动：质点在有限区间内往复移动的运动形式，可以分为简谐运动和非简谐运动两种情况。
简谐运动指质点在往复运动中，加速度与位移之间满足简谐关系的运动。
高中物理竞赛辅导讲义：运动学
运动学§2.1质点运动学的基本概念2．1．1、参照物和参照系要准确确定质点的位置及其变化，必须事先选取另一个假定不动的物体作参照，这个被选的物体叫做参照物。
为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标，构成坐标系。
通常选用直角坐标系O –xyz ，有时也采用极坐标系。
平面直角坐标系一般有三种，一种是两轴沿水平竖直方向，另一是两轴沿平行与垂直斜面方向，第三是两轴沿曲线的切线和法线方向（我们常把这种坐标称为自然坐标）。
2．1．2、位矢 位移和路程在直角坐标系中，质点的位置可用三个坐标x ，y ，z 表示，当质点运动时，它的坐标是时间的函数 x=X （t ） y=Y （t ） z=Z （t ） 这就是质点的运动方程。
质点的位置也可用从坐标原点O 指向质点P （x 、y 、z ）的有向线段r来表示。
如图2-1-1所示, r 也是描述质点在空间中位置的物理量。
的长度为质点到原点之间的距离，r 的方向由余弦αcos 、βcos 、γcos 决定,它们之间满足1cos cos cos 222=++γβα当质点运动时,其位矢的大小和方向也随时间而变,可表示为=(t)。
在直角坐标系中,设分别为、、沿方向x 、y 、z 和单位矢量，则可表示为t z t y t x t )()()()(++=位矢r 与坐标原点的选择有关。
研究质点的运动，不仅要知道它的位置，还必须知道它的位置的变化情况，如果质点从空间一点),,(1111z y x P运动到另一点),,(2222z y x P ，相应的位矢由r 1变到r 2，其改变量为∆k z z j y y i x x r r r )()()(12121212-+-+-=-=∆称为质点的位移，如图2-1-2所示，位移是矢量，它是从初始位置指向终止位置的一个有向线段。
它描写在一定时间内质点位置变动的大小和方向。
它与坐标原点的选择无关。
2．1．3、速度平均速度 质点在一段时间内通过的位移和所用的时间之比叫做这段时间内的平均速度)2zy图2-1-1t s v ∆=平均速度是矢量，其方向为与r∆的方向相同。
高一物理竞赛辅导课件：质点运动学的基本概念
s et
A
B
r
r (t) r (t t)
O
瞬时速度是矢量，其方向在轨迹的切线方向。 瞬时速度的大小称为速率。速率是标量。
某些典型速度大小的量级 光
已知类星体最快的退行 电子绕核的运动
太阳绕银河中心的运动 地球绕太阳的运动 第二宇宙速度 第一宇宙速度 子弹出口速度
地球的自转（赤道） 空气分子热运动的平均速度（室温）
中频声波周期
10-3
中频五线电波周期
10-6
Π+介子的平均寿命
10-9
分子转动周期
10-12
原子振动周期（光波周期）
10-15
光穿越原子的时间
10-18
核振动周期
10-21
光穿越核的时间
10-24
普朗克时间
10-43
质点
1. 物体的大小、形状可忽略时
2. 运动过程中，物体各部分运动相同 (如物体的平动 )
表1 一些典型物理现象的空间尺度
已观测到的宇宙范围
1026
星系团半径
1023
星系间距离
2×1022
银河系半径
7.6×1022
太阳到最近恒星的距离
4×1016
太阳到冥王星的距离
1012
日地距离
1.5×1011
地球半径
106
五线电中波波长
103
核动力航空母舰长
3×102
小孩高度
1
尘埃
10-3
人类红血球细胞直径
质点的位移
设在 t 时间内质点从A 运动到B，则质点在 t
时间内的位移定义为：
z
r AB
y
s
A r
高中物理竞赛课程教案
高中物理竞赛课程教案
目标：帮助学生深入理解物理知识，培养物理思维和解决问题的能力，为参加物理竞赛做准备。
教学内容：
第一节课：动力学基础
- 概念：质点、速度、加速度、牛顿第一、二、三定律
- 计算：速度、加速度的计算
- 例题：运动学问题解决
第二节课：力学应用
- 质点的平衡
- 斜面运动
- 包括摩擦力、弹簧力等特殊力的计算
- 例题：力学问题实践
第三节课：动能和功
- 动能定理
- 动能的计算
- 功的计算
- 动能守恒定律
- 例题：动能和功问题解决
第四节课：力学解决问题
- 综合力学计算题
- 弹性碰撞
- 完全非弹性碰撞
- 质点系连接体问题
- 例题：力学解决问题
第五节课：热力学基础
- 热学的基本概念
- 理想气体状态方程
- 理想气体定律
- 例题：热力学问题解决
第六节课：热力学应用
- 等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程
- 熵的概念
- 卡诺循环
- 例题：热力学应用问题实践
教学活动:
- 例题练习
- 实验演示
- 小组讨论
- 竞赛模拟考试
评估方式：单元测试和期末考试
教材：高中物理教材
参考资料：物理竞赛相关资料和试卷
备注：本课程旨在帮助学生提高物理竞赛的动手能力和解题能力，提高物理学科竞赛成绩。
【物理】高中物理力学课教案：质点运动的基本概念
【物理】高中物理力学课教案：质点运动的基本概念一、引言力学是物理学的一个重要分支，是研究物体运动和相互作用的科学。
力学的基本概念对于高中物理的学习和理解至关重要。
本教案将介绍高中物理力学课程中质点运动的基本概念，帮助学生建立起对力学的初步认识和理解。
二、主体1. 质点运动的概念质点是物理学中理想化的概念，指的是一个具有质量但没有大小的点。
质点运动是指质点在运动过程中的状态和变化。
在质点运动中，我们主要关注质点的位置、速度和加速度的变化。
2. 位移和位移矢量在质点运动中，位移是指质点由一个位置到另一个位置所经过的空间距离。
位移通常用Δx表示。
位移矢量是一个有大小和方向的量，它可以用箭头表示，箭头的长度表示位移的大小，箭头的方向表示位移的方向。
3. 速度和速度矢量速度是指质点在单位时间内所移动的位移。
平均速度可以用位移除以时间来计算，即v=Δx/Δt。
速度矢量是一个有大小和方向的量，它可以用箭头表示，箭头的长度表示速度的大小，箭头的方向表示速度的方向。
4. 加速度和加速度矢量加速度是指质点在单位时间内速度的变化量。
平均加速度可以用速度变化量除以时间来计算，即a=Δv/Δt。
加速度矢量是一个有大小和方向的量，它可以用箭头表示，箭头的长度表示加速度的大小，箭头的方向表示加速度的方向。
5. 匀速直线运动匀速直线运动是指质点在运动过程中速度大小和方向均保持不变的运动。
在匀速直线运动中，位移随时间的变化是线性的，速度和加速度的大小为常数。
6. 变速直线运动变速直线运动是指质点在运动过程中速度大小和方向不断变化的运动。
在变速直线运动中，位移随时间的变化为非线性，速度和加速度的大小不断变化。
7. 自由落体运动自由落体运动是指质点在只受重力作用下的运动。
在自由落体运动中，质点垂直向下运动，加速度大小为9.8m/s²，方向向下。
三、总结质点运动是力学的基本概念之一，它对于理解物体运动和相互作用具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第二讲 运动学
§2.1质点运动学的基本概念
2．1．1、参照物和参照系
要准确确定质点的位置及其变化，必须事先选取另一个假定不动的物体作参照，这个被选的物体叫做参照物。
为了定量地描述物体的运动需要在参照物上建立坐标，构成坐标系。
通常选用直角坐标系O –xyz ，有时也采用极坐标系。
平面直角坐标系一般有三种，一种是两轴沿水平竖直方向，另一是两轴沿平行与垂直斜面方向，第三是两轴沿曲线的切线和法线方向（我们常把这种坐标称为自然坐标）。
2．1．2、位矢 位移和路程
在直角坐标系中，质点的位置可用三个坐标x ，y ，z 表示，当质点运动时，它的坐标是时间的函数
x=X （t ） y=Y （t ） z=Z （t ）
这就是质点的运动方程。
质点的位置也可用从坐标原点O 指向质点P
（x 、y 、z ）的有向线段r
来表示。
如图2-1-1所示, r 也是描述质点在空间中位置的物理量。
r 的长度为质点到原点之间的距离，的方向由余弦
αcos 、βcos 、γcos 决定,它们之间满足
1cos cos cos 222=++γβα
当质点运动时,其位矢的大小和方向也随时间而变,可表示为=(t)。
在直角坐标系中,设分别为
i 、j 、k 沿方向x 、y 、z 和单位矢量，则r 可表
图2-1-1
)
2图2-1-2
示为
t z t y t x t )()()()(++= 位矢与坐标原点的选择有关。
研究质点的运动，不仅要知道它的位置，还必须知道它的位置的变化情况，如果质点从空间一点),,(1111z y x P 运动到另一点),,(2222z y x P ，相应的位矢由1变到
r 2，其改变量为∆
z z y y x x r r )()()(12121212-+-+-=-=∆
称为质点的位移，如图2-1-2所示，位移是矢量，它是从初始位置指向终止位置的一个有向线段。
它描写在一定时间内质点位置变动的大小和方向。
它与坐标原点的选择无关。
2．1．3、速度
平均速度 质点在一段时间内通过的位移和所用的时间之比叫做这段时间内的平均速度
t s v ∆=
平均速度是矢量，其方向为与r
∆的方向相同。
平均速度的大小，与所取的时
间间隔t ∆有关，因此须指明是哪一段时间（或哪一段位移）的平均速度。
瞬时速度 当t ∆为无限小量，即趋于零时，r
∆成为t 时刻的瞬时速度，简
称速度
t s v v t t ∆==→∆→∆
00lim
lim 瞬时速度是矢量，其方向在轨迹的切线方向。
瞬时速度的大小称为速率。
速率是标量。
2．1．4、加速度
平均加速度 质点在t ∆时间内，速度变化量为v ∆，则v
∆与t ∆的比值为这段时间内的平均加速度
t v a ∆∆=
平均加速度是矢量，其方向为v
∆的方向。
瞬时加速度 当t ∆为无限小量，即趋于零时，v
∆与t ∆的比值称为此时刻的瞬时加速度，简称加速度
t v
a t ∆∆=→∆ 0lim
加速度是矢量，其方向就是当t ∆趋于零时，速度增量的极限方向。
2．1．5、匀变速直线运动
加速度a 不随时间t 变化的直线运动称为匀变速直线运动。
若a 与v
同方向，则为匀加速直线运动；若a 与v
反方向，则为匀减速直线运动。
匀变速直线运动的规律为：
at v v +=ο1 2
021at t v s =
=
as v v 2221=-ο t v v vt s t )(21
0+==
匀变速直线运动的规律也可以用图像描述。
其位移—时间图像（s ～t 图）和速度—时间图像（v ～t 图）分别如图2-1-3和图2-1-4所示。
从(s ～t )图像可得出：
(1)任意一段时间内的位移。
(2)平均速度，在（12t t -
）的时间内的
t
2
图2-1-3
图2-1-4
平均速度的大小，是通过图线上点1、点2的割线的斜率。
(3)瞬时速度，图线上某点的切线的斜率值，等于该时刻的速度值。
从s ～t 图像可得出：
从(v ～t )图像可得出： (1)任意时刻的速度。
(2)任意一段时间内的位移，21t t 时间内的位移等于v ～t 图线，21t t 、时刻与横轴所围的“面积”。
这一结论对非匀变速直线运动同样成立。
(3)加速度，v ～t 图线的斜率等于加速度的值。
若为非匀变速直线运动，则v ～t 图线任一点切线的斜率即为该时刻的瞬时加速度的大小。