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大学物理质点力学第一章 质点运动学 PPT

大学物理质点力学第一章 质点运动学 PPT

方向:
cosa
=
x r
cosβ=
y r
cosγ=
z r
路程:质点所经路径得总长度。
三、速度
描述位置矢量随时间变化快慢得物理量
1、平均速度
在移质为点r由)A,到单B的位过时程间中内(的所平用均时位间移为称为t该,质所点发在生该的过位
程中的平均速度。
v
=
Δ Δ
r t
=
Δx Δt
i
+ΔΔ
y t
j
+
Δ Δ
0
Δx
Δ t —割线斜率(平均速度)
dx —切线斜率(瞬时速度) dt
x~t图
t tt
1
2
2、 v ~ t 图
v ~ t图
割线斜率:
Δv Δt = a
v v2
切线斜率:
dv dt
=a
v1
v ~ t 图线下得面积(位移):
0 t1
t2
x2
dt dx x2 x1 x
t1
x1
t2 t
3、 a ~ t 图
=

dt
B
Δθ A
θ
0
x
(3)、角加速度
β =ΔΔωt
β
=
lim
Δt
Δω
0Δ t
=ddωt
=ddθt2 2
(4)、匀变速率圆周运动
0
t
1 2
t2
0 t
2
2 0
2
(5)、线量与角量得关系
Δ s = rΔθ
lim Δ s
Δt 0Δ t
=
lim
Δt 0
r
Δθ

(完整版)描述质点运动的四个物理量

(完整版)描述质点运动的四个物理量

方向 置的有向线段;
位移为从起点指向终点的有向线段。
位矢与某一时刻对应; 时间
位移与某一段时间对应。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移
2.位移与路程的区别:
路程: s
s
B
为物体经过路径总 的长度,为标量;
A
r
位移:r
从起点指向终点的 有向线段,为矢量。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移
2. 平均加速度: a v t
用平均加速度描写物体的运动是不精
确的,要想精确地描写物体的加速度,令
t 0 取极限。
3.加速度
a lim v d v t0 t dt
加速度为速度对时间的一次导数。
由 v dr dt
可得
a dv d 2r dt dt 2
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
第一节 质点运动描述
力学是研究物体机械运动的规律 及其应用的科学
研究力学要明确两个基本概念
1.物体运动是绝对的,但运动的描写是相 对的。 参照系:描写物体运动选择的标准物。 坐标系:可精确描写物体运动。
描写平面曲线运动的四个物理量
2.建立理想化的模型
解决物理问题时一般要将复杂的实 际问题进行简化,建立理想化的物理模型。 例如:
注意 •加速度是描写速度变化的物理量; •质点的速度大,加速度不一定大; •质点的加速度大,速度不一定大。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
例:抛体运动。初速度为V0,与X轴成0。求 运动方程和轨迹方程。
解:已知:
v0 x v0 cos 0 ,v0 y v0 sin o
• 任一时刻两速度分量:
r A

12描述质点运动的物理量课件

12描述质点运动的物理量课件

ds
v
ds dt
et
速度方向 切线向前
速度大小 v ds
速度
v
的值
dt
速率
12
讨论 一运动质点在某瞬
时位于位矢 r(x, y) 的
y
y
端点处,其速度大小为
dr (A) dt
(B)ddrt o
r (t)
x
x
(C) d r dt
注意
(D) (dx)2 (dy )2
dt
dt
dr dr
dt dt
其中i 、j和k 分别是x、y和z方向的单位矢量。
位矢大小
r
r
x2 y2 z2
可用方向余弦来表示位置矢量方向。
cos x , cos y , cos z
r
r
r
cos2 cos2 cos2 1
25
质点运动的轨道参量方程式 x x(t )
写成分量形式
y y(t)
速度表达式
13
例1 设质点的运动方程为
r(t) x(t)i y(t) j,
x(t) 1.0t 2.0,
其中
y(t) 0.25t 2 2.0,
式中x,y的单位为m(米),t 的单位为s(秒),
(1)求 t 3 s 时的速度.
(2)作出质点的运动轨迹图.
14
已知:x(t) 1.0t 2.0,y(t) 0.25t 2 2.0,
(1)经过多少时间后可以认为小球已 停止运动;
(2)此球体在停止运动前经历的路程 有多长?
o
v0
y
31
解 a dv 1.0v dt
v dv
t
dt
v v0
0

1质点运动学

1质点运动学

可以将物体简化为质点的两种情况:
物体不变形,不作转动(此时物体上各点的速度及加速度都相
同,物体上任一点可以代表所有点的运动)。
物体本身线度和它活动范围相比小得很多(此时物体的变形及 转动显得并不重要)。
注意: 1、相对性。 2、理想模型。 3、研究质点运动是研究物质运动的基础。
描述物体运动必须作的三点准备:
加速度
加速度大小
2 2 2 a a a x a y az
结论:
瞬时加速度是矢量,精确反映速度变化的大小及 速度的方向。
1. a 的方向:
当质点作曲线运动时, a 的方向总是指向轨迹曲 线凹的一面,与同一时刻速度 v的方向一般是不 2. a 的大小
同的。
当 t 0 v 的极限方向即 dv 的方向。
由于经典力学是最早形成的物理理论,后 来的许多理论,包括相对论和量子力学的形成 都受到它的影响。后者的许多概念和思想都是 经典力学概念和思想的发展或改造。经典力学 在一定意义上是整个物理学的基础。这是我们 要学习经典力学的另一个重要原因。 力学部分主要讲述经典力学的基础,包括 质点力学和部分刚体力学。着重阐明动量、角 动量和能量诸概念及相应的守恒定律。
t1时刻,位矢为 r t2时刻,位矢为 r2 1
t2 t1 时间间隔内的
P 1 Δs
则定义矢量 P P2 为质点在 t 1
位移 (displacement)
由矢量三角形,知
位移
P1 P2 r2 r1 r
基本定义式
O
Δ r r r
1
P2
Г
2
直角坐标系 P点坐标(x,y,z)
而其他天体的作用力和 形状均可忽略

力学(漆安慎)课件 2-1,2描述质点运动的物理量

力学(漆安慎)课件 2-1,2描述质点运动的物理量

v v r = r (t) —— 运动函数(运动方程 )。 运动函数(
v v v v r (t) = x(t)i + y(t) j + z(t)k
x = x(t)
y = y(t) z = z(t)

由各个时刻的矢径端点连接而描 由各个时刻的矢径端点连接而描 矢径端点 画出的曲线就是质点运动的轨迹 质点运动的轨迹。 画出的曲线就是质点运动的轨迹。
x
位矢长度的变化
x22 + y22 + z22 − x12 + y12 + z12
第二章 质点运动学
讨论 位移与路程 位移与路程:
(A)P1P2 两点间的路程 ) 不唯一的, 是不唯一的 可以是∆s 或 ∆s ' v 是唯一的 而位移 ∆r 是唯一的. (B) 一般情况 位移 ) 一般情况, 大小不等于路程. 大小不等于路程
只要在研究问题中,物体的体积和形状是无关紧要的, 只要在研究问题中,物体的体积和形状是无关紧要的, 我们就可以看作质点。 我们就可以看作质点。 对于同一物体,由于研究的不同,有时可看作质点, 对于同一物体,由于研究的不同,有时可看作质点,有 时不行。 时不行。
第二章 质点运动学
·
物体可以作为质点处理的条件: 物体可以作为质点处理的条件:大小和形状对运 动没有影响或影响可以忽略。 动没有影响或影响可以忽略。 例:研究地球公转
v r (t + ∆t)
∆s v ∆r
A
质点的平均速度
第二章 质点运动学 一、 位置矢量(position vector)
由参考系上的坐标原点引 向质点所在位置的矢量称为质 点的位置矢量 简称位矢 位置矢量, 位矢。 点的位置矢量,简称位矢。

质点运动的基本概念及表示

质点运动的基本概念及表示
建立方程:根据牛顿第二定律和运动学原理,可以建立质点运动的 基本方程。
方程形式:质点运动的基本方程有多种形式,常见的有直角坐标系和 极坐标系下的形式。
应用范围:质点运动的基本方程适用于描述质点的各种运动情况, 包括匀速直线运动、匀加速运动、圆周运动等。
02
质点运动的速度和 加速度
速度的定义
速度是描述物体运动快慢的物理量 速度等于物体在单位时间内通过的路程 速度等于位移与时间的比值 速度的方向与物体运动的方向相同
03
质点运动的轨迹
轨迹方程的表示
定义:描述质点运动轨迹 的数学表达式
形式:一般采用参数方程 或普通方程表示
参数选择:选择合适的参 数,如时间、速度等
求解方法:通过已知条件 求解轨迹方程
轨迹方程的求解
求解方法:根据初始条件和 运动方程计算轨迹
定义:质点在空间中运动的 路径
参数方程:描述质点运动轨 迹的参数方程
速度和加速度的关系
速度是描述物体位置变化快慢的 物理量,而加速度是描述速度变 化快慢的物理量。
速度和加速度在同一直线上时, 方向相同或相反;不在同一直线 上时,遵循平行四边形定则。
添加标题
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添加标题
添加标题
速度和加速度都是矢量,具有大 小和方向。
速度和加速度的大小和方向可以 通过矢量运算进行合成和分解。
轨迹方程的应用:描述物体 运动规律,预测未来位置
轨迹方程的应用
描述质点运动规律
分析质点运动轨迹的形状和特征
添加标题
添加标题
预测质点未来位置
添加标题
添加标题
计算质点运动轨迹的长度和面积
04
质点运动的能量和 动量
能量和动量的定义

2020年高中物理竞赛(力学篇)01运动的描述:描述质点运动的四个物理量(共12张PPT)

2020年高中物理竞赛(力学篇)01运动的描述:描述质点运动的四个物理量(共12张PPT)
2020全国高中奥林匹克竞赛 物理
力学篇 (基础版)
P
一. 描述质点运动的四个物理量
1.位置矢量(单位:米)
位置矢量(位矢): r 运动方程: r r(t)
O

r(t)
Δs
P 2
2.位移:
r r2 r1 r(t2) r(t1)
P 1
v
rv 1
Δrvr
Г
2
直角 坐标系中
r
r
xi
( x2
v1 Δv
v2
或位矢对时间的二阶导数
r、av
描述质点运动状态的物理量 描述质点运动状态变化的物理量
直角坐标系中
加速度
a
dv
dv x
i
dv y
j
dv z
k
dt dt dt
dt
axi ay j azk
加速度大小
a a
a
2 x
a
2 y
az
2
任意曲线运动都可以视为沿x,y,z轴的三个各自独 立的直线运动的叠加(矢量加法)。
速度大小
v v
vx2
v
2 y
vz2
平均速度
v
r
x
i
y
j
z
k
t t t t
vxi vy j vzk
v
v(t )
速率(单位:米/秒)
平均速率
v s t
瞬时速率 v lim s ds t0 t dt
P
r r Q
O r r
注意 速度是矢量,速率是标量。
一般情况 v v (s r)
单向直线运动情况
——运动的独立性原理或运动叠加原理

1-2描述质点运动的物理量

1-2描述质点运动的物理量
2 2 2
5
二. 位移和路程
为了描述质点位置的变化而引入的物理量
y
A B
y
A
r
B
rA
o
rB
x
o
rA
rB
x
6
1.位移
定义 质点位置矢量发生变化, 经过时间间隔 t 后, 质点位置矢量发生变化 由 始点 A 指向终点 B 的有向线段 AB 称为点 A 到 B 的 位移矢量也简称位移 位移. 位移矢量 r . 位移矢量也简称位移 y 数学表达式 A r B r = rB rA 或 r = r (t + t ) r (t ) 正交分解式
3
3、运动方程(轨道参量方程) 运动方程(轨道参量方程)
r = r (t )
在直角坐标系中
运动方程
z( t )
z P( t )
r( t ) y( t ) x( t ) x 0 y
r (t ) = x(t )i + y (t ) j + z (t )k
分 量 式
(参数形式 参数形式) 参数形式
x = x (t ) y = y (t ) z = z (t
时间内, 在 t 时间内 质点从点 A 运动到点 B, 其位移为 时间内, t 时间内, (对于一个过程的粗略描述) 对于一个过程的粗略描述 粗略描述)
y
B
r = r (t + t ) r (t )
质点的平均速度定义为: 质点的平均速度定义为:
r (t + t)
r
s
A
r v= t
平均速度 同方向. v 与 r 同方向
v v (t + t ) v (t ) = a= t t

大学物理上第一章质点运动学ppt

大学物理上第一章质点运动学ppt

加法法则
当有两个或多个质点同时运动时,它们的速 度可以通过矢量加法进行合成。
速率
速度的大小称为速率,用标量符号表示。
04 质点的加速度
瞬时加速度
定义
瞬时加速度是指在某一时刻, 质点运动速度的变化率。
计算公式
$a = frac{dv}{dt}$,其中$a$是 瞬时加速度,$v$是质点的速度, $t$是时间。
定义
平均速度是指在一段时间内质点位移量与时间的比值。
关系
瞬时速度是平均速度在时间趋于零时的极限值,即平 均速度的极限状态就是瞬时速度。
应用
在分析质点运动规律时,通常先求平均速度,再通过 极限思想求得瞬时速度。
速度的矢量性质
矢量表示
速度是一个矢量,具有大小和方向,可以用 矢量符号表示。
方向与正方向
速度的方向与质点运动的方向一致,通常规 定正方向为速度的方向。
重力加速度,大小为 $9.8m/s^{2}$,方向竖 直向下。
圆周运动
圆周运动的定义
质点在平面或空间以一定半径作圆周运动的运动形式。
圆周运动的描述参数
线速度、角速度、周期和频率。
圆周运动的向心加速度
大小为$a = v^{2}/r$,方向指向圆心。
相对运动
相对运动的定义
01
两个物体相对于第三个参照物的运动。
质点运动学的基本概念
质点
没有大小、形状,只有质量的 理想化模型,用于描述实际物 体的运动。
速度
描述质点运动快慢和方向的物 理量。
参考系
用来确定质点位置和描述其运 动的参照物。
位移
质点在空间中的位置变化量。
加速度
描述质点速度变化快慢和方向 的物理量。

高一物理必修一ppt课件

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4)连续相同位移所用时间之比
1: ( 2 1) : ( 3 2) : : ( N N 1)
三、自由落体运动和竖直上抛运动 1. 自由落体运动:
初速度为零,只受重力作用(a=g) 2. 自由落体运动规律:
vt gt
h 1 gt2 2
vt2 2gh
3. 竖直上抛运动:
初速度不为0,只受重力(a=-g)
例4:一质点沿直线运动,先以4 m/s运动8s,又以
6 m/s运动了12m,全程平均速度是_4._4m_ /_s_
例5.下面列举的几种速度,其中不是瞬时速度的 是( ) A 、火车以76km/h的速度经过“深圳到惠州”这 一段路程 B 、 汽车速度计指示着速度50km/h C 、城市繁华路口速度路标上标有“15km/h 注 意车速”字样 D 、足球以12m/s的速度射向球门
4. 竖直上抛运动规律:
vt v0 gt
h
v0t
1 2
gt
2
vt2 v02 2gh
上升和下落回到抛出点的时间相等 t v0 g
上升的最大高度 H v02
g
落回抛出点速度 vt v0
• 练习、一个小物体以v0=10m/s的初速度 竖直上抛,一切阻力不计,求:
(1)小物体上升的最大高度H和所用时 间t
(2)经过多长时间小物体速度大小变为 5m/s?
四、运动学中经常遇见的几个问题
1. 刹车类问题:关键在于判断物体运动到停 止时所用时间
2. 追及问题:
(1)临界条件:速度相等,然后再根据位移 关系判断并计算【能否(恰好)追上;最 大(小)距离】
(2)能追上时:位移关系 S追=S被追+S0 3. 相遇问题:相向而行的两物体距离之和等
2

大学物理质点运动学PPT

大学物理质点运动学PPT

dx
2



dy
2



dz
2

dt dt dt
15

4、加速度
a
描述质点速度大小和方向变化快慢的物理量
r ,v 为描述机械运动的状态参量 a 称为机械运动状态的变化率
1)平均加速度与瞬时加速度
vA

A
B vB
vA
v
o
a v t
dv dt

d
2
r
dt 2
2、已知加速度(速度),初始条件,求速度(运动程)(用积分的方
法)
设初始条件为 :t = 0 时,r r0 ,v v0
a dv dt
v
t
dv adt
v0
t0
t
v v0 adt t0
v dr dt
r
t
dr vdt
r0
由速度定义得
v dr 3i 8tj dt
图1.15
其模为 v 32 (8t)2 ,与x轴的夹角 arctan 8t .
3
21
由加速度的定义得
a dv 8 j dt
即加速度的方向沿y轴负方向,大小为 8m / s2.
22
例 已知 a 16 j , t =0 时, v0 6i , r0 8k
d
dr ds
但仍是
dr
dr
dr
dr
12
3、速 度 描述质点位置变化和方向变化快慢的物理量
1)平均速度与平均v 速 率r t
v s t
读成t时刻附近△t时间内的平均速度(或速率)

高中物理精品课件:描述运动的几个物理量

高中物理精品课件:描述运动的几个物理量
t 2 速度方向相反,则加速度为 a= v = 10 m/s2=-5 m/s2,故 C 错误,D 正确。
t 2
物理
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物理
考点2 参考系 坐标系 1.为了研究物体的运动而假定不动的物体,叫做参考系。 2.对同一物体的运动,所选择的参考系不同,对它的运动的描述可能会 不同。 3.为了定量地描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当 的坐标系。 说明 (1)参考系可以是运动的物体,也可以是静止的物体,但被选为参考系的物 体,我们都假定它是静止的。 (2)比较两物体的运动情况时,必须选同一参考系。
物理
典例2 如图所示,飞行员跳伞后飞机上的其他飞行员甲和地面上的人乙 观察跳伞飞行员的运动后,引发了对跳伞飞行员运动状况的争论。下列 说法正确的是( ) A.甲、乙两人的说法中必有一个是错误的 B.他们的争论是由于参考系的选择不同而引起的 C.研究物体运动时不一定要选择参考系 D.参考系的选择只能是相对于地面静止的物体
物理
解析:D 选初速度方向为正方向,若 2 s 后末速度方向与初速度方向相同,则速 度变化量为Δv=(2-8) m/s=-6 m/s;若 2 s 后末速度方向与初速度方向相反,则 速度变化量为Δv=(-2-8) m/s=-10 m/s,故 A,B 错误;若 2 s 后末速度方向与初 速度方向相同,则加速度为 a= v = 6 m/s2=-3 m/s2,若 2 s 后末速度方向与初
t 2 0
t 4 0
可知前 4 s 内甲质点和乙质点运动快慢相等,只是方向相反,故选项
D 错误。 答案:C
物理
对点自测5:如图为一质点做直线运动的x-t图象,则( ) A.质点前20 s做匀加速运动,后 20 s 做匀减速运动 B.前20 s质点的运动速度大小与后20 s运动的速度大小相等 C.前20 s质点的运动方向与后20 s质点的运动方向相同 D.前20 s质点运动的加速度与后20 s运动的加速度方向相反

四个物理量及在直角坐标中的描述

四个物理量及在直角坐标中的描述

a (t )
第一讲 描述质点运动的四个物理量
例1.一质点沿 x 轴作直线运动,其v-t曲线如图所示,t = 0 时,质点位于坐标原点,求:t= 4.5s时,质点在x轴 上的位置,及质点在这段时间内通过的路程。 解: x
vdt
2
v(m/s)
等效于求面积:
(2.5 1) 2 (1 2) 1 1 x 0 2 2 2m
第一讲 描述质点运动的四个物理量
dx dy 2x 2 y 0 dt dt
练一练:中 点C的速度 是多少?
例3.已知一质点作平面运动, 其加速度 求质点的运动方程 v t dv a adt 解: dv v0 0 dt
a 为恒矢量,
积分可得
积分可得
1 2 r r0 v0t at 2 1
第二讲 自然坐标系和相对运动
第三讲 本章小结及习题分析
第一讲 描述质点运动的四个物理量
第一讲
1-0 引言 1-1位矢 1-2 位移 1-3 速度 1-4 加速度 1-5 质点运动学的两类问题
第一讲 描述质点运动的四个物理量
1-0 引言:你怎样科学地描述运动?
1. 参考系与坐标系 •运动是绝对的,运动的描述是相对的 •参照系:描写物体运动选择的标准物。 Z
第一讲 描述质点运动的四个物理量
讨论: 比较位移和路程
r AB

s
A
s AB

r
B
位移:是矢量,表示质点位置变化的净效果,与质 点运动轨迹无关,只与始末点有关。 路程:是标量,是质点通过的实际路径的长,与质 点运动轨迹有关
r s 何时取等号?
第一讲 描述质点运动的四个物理量

01-1描述质点运动的四个物理量1

01-1描述质点运动的四个物理量1

写成标量式
第一讲 描述质点运动的四个物理量
1 x x0 v0 x t a x t 2 2 1 2 y y0 v0 y t a y t 2
先分解再积分
写成分量式 积分可得 积分可得
a ax i a y j
dvx ax dt
ay dv y dt
v x v0 x axt v y v0 y a y t
t得轨迹
y
求最大射程
g 2 dd 0 2 v0 cos 2 0 d g
d0
2 2 v0
sin cos
实际路径
真空中路径
o
x
π 4 2 最大射程 d 0 m v0 g
第一讲 描述质点运动的四个物理量
d
d0
由于空气阻力,实际射 程小于最大射程.
例4 有 一个球体在某液体中竖直下落, 其初速 1 度为 v0 (10m s ) j , 它的加速度为 a (1.0s1 )v j 试求其运动规律。
位矢为从坐标原点指向质点所在位置的有 方向 向线段; 位移为从起点指向终点的有向线段。
第一讲 描述质点运动的四个物理量
1-3、速度v
在t 时间内, 质点从点 A 运动到点 B, 其位移为
1 平均速度
y
B
t 时间内, 质点的平均速度 r x y v i j t t t

r r (t t ) r (t )
y
1 2 a yt 2
1 2 x x0 v0 x t a x t 2 1 2 y y0 v0 y t a y t 2
1 2 矢量式:r r0 v0t at 2
第一讲 描述质点运动的四个物理量
v0 y t
v0t
1 2 at 2

质点运动学PPT课件

质点运动学PPT课件
lim d t0 t dt
线量与角量之间的关系
l(弧长) R
v R
at R
an
v2 R
v
R 2
前一例:一个质点作匀速率圆周运动,圆周半径为R,
角速度为 ,试用自然法表示的质点的速度和法向、
切向加速度。
解:用自然法表示速度和加速度:
S rt
R
法向加速度: 切向加速度:
反映速度方向的变化。 0 反映速度大小的变化。
描1. 述平质均点速位度置变v化快慢r和运动方向的矢量
2. 瞬时速度
v
t
lim
r
dr
t0 t dt
在直角坐标系中:
r x(t)i y(t) j z(t)k
v
dr
d
x(t)i y(t) j z(t)k
dt dt
vxi vy j vzk
—— 瞬时速率
平均速度
v
r
的极限方向
B vB
rB
y vB
a
lim
t 0
v t
dv dt
d dt
dr dt
d
2
r
dt 2
在直角坐标系中,a 的分量式
a axi ay j azk
a a
a
2 x
a
2 y
az2
ax
dv x dt
d2 x dt 2
a y
dv y dt
d2 y dt 2
az
dvz dt
o
路程! B
x
注意:
1. 位移的矢量性 2. 位移与原点选取无关 3. 位移与路程不同概念
位移只决定于始末位置,与过程无关,状态量;

质点 参考系ppt课件

质点 参考系ppt课件

可见,要描述一个物体的运动,首先要选定某个 其他物体作为参考,观察物体的位置相对于这个 “其他物体” 是否随时间变化,以及怎样变化。 这种用来作为参考的物体叫作参考系。
在描述一个物体的运动时,参考系可以任意选择。但 是,选择不同的参考系来观察同一物体的运动,其结 果会有所不同。参考系选取得当,会使问题的研究变 得简洁、方便。当然,凡是提到运动,都应该弄清楚 是相对于哪个参考系而言的。通常情况下,在讨论地 面上物体的运动时,都以地面为参考系。
质点小结
用来代替物体的有质量的点。
质点是一种科学抽象,是一种理想化的模型。
质点是一个理想化物理模型,是实际物体的一种近似。它抓 住了事物的主要因素,忽略了次要因素,是对客观复杂事物 近似的理性的反映。
一个物体能否看成质点,是由所研究问题决定的,同一物体, 研究问题不同,有时可以看成质点,有时不能看成质点。
如何描述它 的运动呢?
怎样描述物体的运动? 雄鹰在空中翱翔身体向前运动、翅膀上下运动; 足球在绿茵场上滚动时,它在向前运动同时还在转动;
准确描述之难
困难和麻烦在哪里?
任何物体都有一定的大小和形状, 物体各部分的运动情况一般说来并不一样。
我们有时候关注物体各部分的运动, 有时关注物体的整体运动 因此如何描述物体的运动要看我们关注的问题是什么!
• 课堂小结
机械运动:物体的空间位置随时间变化叫做机械运动。 一、物体和质点 质点:忽略物体的大小和形状,把它简化为一个具有质量的点。
作用:方便描述物体的运动,即用来代替物体的有质量的点。
物体看成质点的条件:当所研究的问题与物体本身的形状大小无 关时,可以将物体简化成质点。 理想化模型:在物理学中,突出问题的主要因素,忽略次要因素, 建立理想化的物理模型,并将其作为研究对象,是经常采用的一 种科学研究方法。

描述运动的四个物理量

描述运动的四个物理量

含义:平均而言,质点在一段时间内速度改变的快慢。 注意:1)说到平均加速度,一定要明确是哪一段时间或 哪一段位移中的平均加速度。
v a (1) t
2)a 是矢量, v
__
的方向。
2)瞬时加速度) vb (t t ) (Instantaneous acceleration) v 定义: 质点在某位置或某 va (t )
0 0
1 2
v 2x 2x
2
3
v 2 x x ( SI )
3
例3:一质点从X=0处以v=v0沿X轴运动,已知 加速度a=-k v,求质点运动的速度及位置矢量。 已知: xt 0 x0 0; vt 0 v0 ; a kv
求:
0
v(t ) ? x(t ) ?
{
arccos a x / a arccos a y / a arccos a z / a
五、运动学的两类问题
一类:已知 r(t) 求 v a
0x 0
二类:已知 a ,求 v 积分 初始条件---t=0(或t=t0)时刻质点运动的 状态值。记为: v x ; v y ; v z
Y V0 H X
消去t可得轨迹方程:
1 2 y H gt 2
0
O
1 x2 yH g 2 2 v 0
例:已知质点位置矢量:
2ˆ 2 ˆ r 15t i ( 4 20t ) jcm,求其轨道方程。
解:由位置矢量方程
Y(cm)
4
3 2 1
X(cm)
0 1 2 3 4
整理得:
x 15t 2 y 4 20t x y4 2 t 则: 15 20
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§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
例:已知一质点从静止出发, 其加速度在X、Y轴上 的分量分别为ax=10t, ay=15t2(SI)。试求5s时质点的 位置和速度
ห้องสมุดไป่ตู้
解:取质点出发点为坐标原点
ax
dv x dt
10t
ay
dv y dt
15t 2
•初始条件 t 0,v0x 0,v0 y 0
确的,要想精确地描写物体的加速度,令
t 0 取极限。
3.加速度
av
lim
t 0
vv t
dvv dt
加速度为速度对时间的一次导数。
由 vv drv
dt
可得
av
dvv dt
d 2rv dt 2
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
4.分量式: 由
vv
v vxi
vy
v j
vz
v k
av
rv
P(x,y,z)
cos x , cos y , cos z
r
r
r
o
x
x
z
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/一、位置矢量
2.运动方程 rv(t)
质点位矢随时间变化的函数关系。
rv(t)
v x(t)i
y(t)
v j
z(t
v )k
其中:x x(t) , y y(t), z z(t)
3.轨迹方程 将运动方程中消去 t即得 二维时:y f (x)
四、加速度 av
1.定义:描写质点速度变化快慢和方向的 物理量。
在图中物体速度矢 y 量满足关系为:
vvB vvA vv
速度变化为 vv vvB vvA
zO
vvA
vvA vv
A
B
vvB
x
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
2. 平均加速度:
av vv t
用平均加速度描写物体的运动是不精
dvv dt
dvx dt
v i
dvy
dt
v j
dvz
dt
v vvv k axi ay j azk
av
ax
dvx dt
,
ay
dvy dt
,
az
dvz dt
5.方向:加速度方向为速度变化的方向, 指向运动轨迹的凹的一侧。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/四、加速度
运动学问题分为两类 一.已知运动方程求速度和加速度(微分 法) 二.已知速度或加速度及初始条件求运动 方程(积分法)
第一章 运动的描述
1.力学的重点是牛顿运动定律和三个守恒定律及其 成立条件。
2.通过把力学的研究对象抽象为二个理想模型,质 点、刚体,学习建立模型的科学研究方法。
3.应注意学习矢量运算、微积分运算等方法在物理学 中的应用。
4.守恒定律与对称性的相互关系及其在物理学中的地 位。
第一节
描述质点运动的 四个基本物理量
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/一、位置矢量
二、位移 r
1.定义:描写质点位置变化的物理量。
rvB rvA rv rv rvB rvA
rv rvB rvA
v
y
v
vA
(xB xA )i ( yB yA ) j (zB zA )k
vv v
xi yj zk
rvA
rv
rvB
B
A
rv
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度
2. 速度与速率的区别
•速度为位矢r对时间的一次导数,为矢量:
vv
drv
dx
v i
dy
v j
dz
v k
dt dt dt dt
•速率为速度的大小,为标量:
v | vv | drv dt
dx dt
2
dy dt
2
dz dt
2
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度
1. 描写物体运动快慢和方向的物理量。
2.平均速度
定义:vv rv
y
t
物体的位移与 发生这段位移所用
A
rvA
rv
rvB
B
的时间之比。
O
x
Z
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度
3.速度 vv
vv lim rv drv t0 t dt
vv
drv
dx
v i
dy
v j
dz
v k
dt dt dt dt
vv
v vxi
vy
v j
vz
v k
大小:v vx2 vy2 vz2
方向:沿运动轨迹 的切线方向。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/三、速度
注意
1.平均速度与平均速率的区别 •平均速度为物体发生的位
vv rv
移与时间之比;为矢量。
t
•平均速率为物体经过
的路程与时间之比;
s
为标量。 v s t
0
3
0
4
r
5t 3
i
5t 4
j
3
4
•将t=5s代入得
r
625
i
3125
j
3
4
例:抛体运动。初速度为V0,与X轴成0。求运 动方程和轨迹方程。
解:已知v0x v0 cos0 , v0 y v0 sino
• 任一时刻两速度分量:
dx v cos
dt
0
0
dy v sin gt
dt
0
1. 掌握位置矢量、位移、速度、加速度等描述质点 运动及运动变化的物理量 . 理解这些物理量的矢量 性、瞬时性和相对性 .
2. 理解运动方程的物理意义及作用 . 掌握运用运动 方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方 法,以及已知质点运动的加速度和初始条件求速 度、运动方程的方法 .
几个基本概念
力学是研究物体机械运动规律及 其应用的科学
参照系:描写物体运动选择的标准物。 坐标系:可精确描写物体运动。
质点:具有质量的几何点 质点系、刚体
描写平面曲线运动的四个物理量
一、位置矢量r
1.定义: 描写质点空间位置的物理量。
rv
v xi
v yj
v zk
y
大小:r x2 y2 z2 y 方向:用方向余弦表示
v x
t 10tdt 5t 2
0
vy
t
15t
2dt
5t
3
0
•速度的一般表达式
v
(
5t
2
i
5t
3
j)
•将t=5s代入得:
v
( 125i
625 j )(
m
/
s
)
•又由初始条件 t 0, x0 0, y0 0
x t 5t 2dt 5 t 3 y t 5t 3dt 5 t 4
0
•积分得运动方程:
x v0 cos0t x0
y
v0
s in 0t
1 2
gt 2
y0
• 轨迹方程:(上两式消去时间变量)
y
x tan0
2v
2 0
g
cos2 0
x2 ( x0
0,
y0
0)
•例:在离水平面高h米的岸边,有人用绳拉船靠岸,当人以 v0m/s速率收绳时,求船在离岸边S米处的速度和加速度。
B
大小:r (x)2 (y)2 (z)2
方向: 从起点指向终点。 O
x
z
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移
注意
位移与路程的区别:
s
B
路程 :s为物体经 过路径总的长度,
A rv
为标量;
位移: r从起点指 向终点的有向线段, 为矢量。
§1.描写平面曲线运动的四个物理量/二、位移
三、速度 vv
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