物理知识建构表(1)

物理知识建构表 1 质点运动学知识建构 质点运动学中的物理概念或物理量 物理概念或 物理量名称 符号类型定义刻画 或表达 什么 相关的物 理量 与相关物理量的关系 位移 r r2 r1位置矢量变矢 量 从坐标原点指向质点的矢量刻画了某时刻质 点的位置速度 运动方程r r t x t i y t j z t k方程位矢 r 关于时间 t 的函数运动方程是刻划 系统运动的物理 参量所满足的方 程或方程组 轨道方程 时间 r r t 位移 r变矢 量 由初位置到末位置的有向线段 其大小与路径无关 方向由起 点指向终点 它是一个有大小 和方向的物理量 即矢量 描述一个运动过 程中质点位置的 变化 位置矢量 r r2 r1 位移的大小 标量物体运动的末位置位移减去初 始位置位移 位移的大小平均速率 V 无限小位移矢量 t 0 时位移的极限描述某一运动过 程中 dt 时间内质 点位置的变化 dt 路程S变标 量 质点在运动过程中所经历的轨 迹的长度 描述一个运动过 程中质点轨迹的 变化 速率 v 位置矢量速度矢量 v变矢 量 位移与时间的比值刻画了某时刻位 置变化的快慢 无 限短时间内的平 均速度 只与时刻 相关 加速度 平均速度变矢 量 质点的位移与时间间隔的比值粗略的刻画速度 变化的快慢 位移 位移分量速度的分量 变量位移分量对时间的变化率有三个分量可以 确定速度的大小 和方向余弦 速度及其 与坐标系 各坐标轴 所夹的角 度 cos cos cos VV VV VV z y x 速率v变量路程随时间的变化率刻画了路程变化 的快慢 速度矢 量的大小 路程 速 度矢量 平均速率变量路程与时间间隔的比值一段时间内质点 的运动一段路程 的速度快慢 路程 时 间 速度改变量 增量 变矢 量 质点在两个时刻的速度之差刻画了运动过程 中质点速度的变 化 速度 速度和时 间 加速度变矢 量 速度对时间的变化率刻画了某时刻速 度变化的快慢 无 限短时间内的平 均加速度 只与时 刻相关 力和质量 平均加速度变矢 量 质点速度增量与时间间隔的比 值 在一段时间内加 速度的平均值 速度改变 量 切向加速度at变矢 量 质点作曲线运动时所具有的的 沿轨道切向方向的加速度 质点的速度大小 变化的快慢 速度和时 间 at dv dt 法向加速度an变矢 量 质点作曲线运动时 指向瞬时 曲率中心的加速度 质点速度方向变 化的快慢 速度和半 径 an v 2 R 自然坐标系沿圆周轨道的切线方向和法向 建立了一个正交坐标系 在质点运动轨道 上任取一点作为 坐标原点 O 质点 在任意时刻的位 置 都可用它到 坐标原点 O 的轨 迹的长度来表示 曲率半径 常量曲率的倒数就是曲率半径 曲率半径主要是 用来描述曲线上 某处曲线弯曲变 化的程度 曲率 和曲率圆 1 k 曲率圆常量在点处的曲线的法线上 在凹 的一侧取一点 使以 O 为圆 心 R 为半径作圆 这个圆叫 做曲线在点处的曲率圆 描述了曲线上某 处曲线弯曲变化 的程度 曲率圆 越大 表示该点 出曲率半径 曲率 k 曲率半径 曲率k标量平面曲线的曲率就是针对曲线 上某个点的切线方向角对弧长 的转动率 数学上表明曲线 在某一点的弯曲 程度的数值 曲 率越大 表示曲 线的弯曲程度越 大 曲率 半径和平 均曲率 K s lim 0s 角量矢量极坐标中用角位置 角速度和 角加速度等物理量来描述圆周 运动 线量矢量自然坐标中用路程 速率 切 向加速度及法向加速度来描述 圆周运动 角位置 t 标量 称为质点的角位置 刻画了质点的位 置 角运动方 程 t 角位移 矢量质点圆周运动过程中角位置的 变化量 刻画圆周运动过 程中质点位置的 改变量 时间 角 位置 1 2 角速度 t0t lim 矢量时间间隔趋于零时的平均角速 度 刻画圆周运动过 程中质点角位置 的时间变化率 角位置 t t 0 d 角加速度变矢 量 质点圆周运动过程中角速度的 增量与时间间隔之比 刻画圆周运动过 程中质点角速度 变化快慢 角速度 相对位移rk k矢量若质点在 T 时刻相对于 k 系的 位矢为 rpk 相对于 k 系的位矢 为 rpk 则 k 系相对于 k 系的相 对位移为 rk k 表现运动描述的 相对性 位置矢量rpk rpk rk k 相对速度Vk k矢量对于相对位移求导表现