描述质点运动的四个物理量ppt课件

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 描写平面曲线运动的四个物理量 坐标系 可精确描写物体运动 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 物体上所有点的运动轨迹都相同 用一个点的运动来代替整个物体运动 1 描写平面曲线运动的四个物理量 质点 物体运动范围 物体本身线度 2 建立理想化的模型 1 定义 描写质点空间位置的物理量 y P x y x o x y r r xi yj i j为单位矢量 r是矢量 大小为 1 描写平面曲线运动的四个物理量 一 位置矢量 单位 米 m 方向 从坐标原点指向终点 2 运动方程r t 质点位矢随时间的函数关系 3 轨迹方程 将运动方程中消去t 其中 1 描写平面曲线运动的四个物理量 一 位置矢量 1 定义 描写质点位置变化的物理量 x O y rA A B rB 由矢量关系 质点从A点运动到B点 1 描写平面曲线运动的四个物理量 二 位移 2 单位 米 m 3 大小 4 方向 从起点指向终点 1 描写平面曲线运动的四个物理量 二 位移 1 位矢与位移的区别 位矢为从坐标原点指向质点所在位置的有向线段 位移为从起点指向终点的有向线段 方向 时间 位矢与某一时刻对应 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 为物体经过路径总的长度 为标量 A B 位移 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 1 描写物体运动快慢和方向的物理量 2 平均速度 x O y rA A B rB vA vB 定义 物体的位移与发生这段位移所用的时间之比 1 描写平面曲线运动的四个物理量 三 速度 3 速度v 对于变速曲线运动的物体 速度大小与方向都在随时间改变 无限分割路径 以直代曲 以不变代变 用平均速度代替变速度 令 取极限 A B 1 描写平面曲线运动的四个物理量 三 速度 速度 单位 米 秒 m s 方向 沿运动轨迹的切线方向 x O y A B vA vB 由于r xi yj 1 描写平面曲线运动的四个物理量 三 速度 大小 x O y v x y方向的分量 1 描写平面曲线运动的四个物理量 三 速度 1 平均速度与平均速率的区别 平均速度为物体发生的位移与时间之比 为矢量 平均速率为物体经过的路程与时间之比 为标量 A B 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 速率为速度的大小 为标量 1 描写平面曲线运动的四个物理量 三 速度 1 定义 描写质点速度变化快慢和方向的物理量 x O y A B vA vB vA 在图中物体速度矢量满足关系为 速度变化为 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 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 取极限 由 3 加速度 加速度为速度对时间的一次导数 可得 1 描写平面曲线运动的四个物理量 四 加速度 单位 米 秒2 m s2 4 分量式 由 ax ay为加速度在x y方向的分量 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 a 1 描写平面曲线运动的四个物理量 四 加速度 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 轨迹方程 上两式消去时间变量 解 已知 任一时刻两速度分量 积分得运动方程 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 解 取质点出发点为坐标原点 初始条件 速度的一般表达式 将t 5s代入得 又由初始条件 将t 5s代入得 例 在离水