大学物理上第一章 质点运动学1ppt课件

.,大学物理,.,大学物理,电子教案,.,1、物理课的地位与作用,物理学是研究物质运动的最基本、最普遍规律的学科。,物理学的知识是科技人员必备的基础知识。,物理课是理工科各专业学生必修的一门重要的基础课。,2、学时：144学时,本期72学时,下期72学时（全部完成）,.,4、教学要求：,（1）勤、思、练、记。,（2）周一交发作业。要认真独立完成！学习委员送至许东亮纪念楼(物理楼)209！,成绩评定：平时成绩（上课、考勤、期中、作业等）占30%，期末成绩占70%。,旷课、迟到、早退、作业缺交5次以上不能参加期末考试！,.,第一章质点运动学,.,教学基本要求,一掌握位置矢量、位移、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.,二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.,三能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点作圆周运动时的角速度、角加速度、切向加速度和法向加速度.,四理解伽利略速度变换式,并会用它求简单的质点相对运动问题.,.,研究机械运动规律的学科。,一参考系质点,实际问题,物理模型,数学处理,质点,参照系,钟,坐标系,（尺）,.,二位置矢量运动方程位移,1、位置矢量(矢径或位矢),或,位置矢量随时间变化的函数关系称运动方程。,或,运动方程,消去t，得(x、y、z之间关系）轨迹方程。,例1：质点在平面上运动方程为,（、为常量）,求轨迹方程。,解:消去t得轨迹方程,.,2、位移矢量,位移,路程,注意区别：,矢量（弦长）,标量（弧长）,一般,一维直线运动，且不回头时,曲线运动中，当时,只有,dr是在矢径上的投影,而,显然,是位矢大小(长度)的增量,.,平均速度：,瞬时速度：,平均速度的极限值。,（沿方向）,沿切向。,瞬时速率,方向：,大小：,（路程对时间的导数）,速度是位置矢量对时间的一阶导数.,A,B,B1,B2,.,直角坐标中,=,=,=,或,表示速度变化的物理量,平均加速度：,瞬时加速度：,指向轨迹曲线凹的一侧。,.,直角坐标中,或,加速度是速度对时间的一阶导数,一平面极坐标,o,y,x,A(x,y),r,A(x,y),变换关系,x=rcos,y=rsin,.,例:一质点的运动方程为x=6t-t2(SI),则在t由0至4s的时间间隔内,质点位移的大小为,在t由0至4s的时间间隔内,质点走过的路程为.,解:,当t=0时,x0=0,当t=4时,x4=24-16=8,所以,位移的大小为x4x0=8m,o,x,x4,x0,而计算路程,则需看在该段时间内质点的速度是否改变方向,若改变则速度为零时为转折点.,令v=dx/dt=62t=0,即t=3s时速度为零,因此,质点走过的路程,S=x3x0(x4x3)=90(89)=10m,x3,8m,10m,.,例1：质点在平面上运动方程为,（2）运动情况。,（3）证明,（4）从时，位移、路程、平均速度、平均速率？,求：（1）、？,（、为常量）,解：（1）,（2）,（不变）,.,（3）,（4）,位移,路程,平均速度,平均速率,注意：,（路程被时间除）,大小,.,二圆周运动的角量描述,o,x,y,A,r,r=常数,=,(t),角坐标对时间的一阶导数,角速度,角速度,角速度对时间的一阶导数,角加速度,角加速度,三圆周运动的切向加速度和法向加速度,自然坐标,沿速度方向上的单位矢量,.,o,A,r,x,y,B,切向加速度,法向加速度,或,和,.,一般曲线运动,与,的夹角,为:,锐角-加速率曲线运动,钝角-减速率曲线运动,直角-匀速率曲线运动,四圆周运动中角量与线量的关系,曲率圆,曲率半径,.,问：人是速度感应器还是加速度感应器？,.,（三）运动学中两类问题,1、微分问题：,2、积分问题：,积分问题注意：,.,例:在x轴上作变加速直线运动的质点,已知其初速度为v0,初始位置为x0,加速度a=Ct2,则其速度与时间的关系v=,运动方程x=.,解:,积分得,V0+(1/3)Ct3,X0+v0t+(1/12)Ct4,.,解：,作变换,分离变量，并积分,此时不能直接分离变量！,例某人骑自行车以速率v向西行驶，风以相同速率从北偏东30吹来，人感到风从哪个方向吹来？,北偏西30,解:,作矢量合成图,300,?,.,例:一质点沿半径为R的圆周运动,其路程S与时间t变化的规律为S=bt-ct2/2(SI),式中b,c为大于零的常数,且b2Rc(1)at=,an=,(2)质点运动经过t=时,at=an.,解:(1),(2),.,例:一质点沿半径为0.10m的圆周运动,其角位移可用下式表示=2+4t3(SI)(1)当t=2s时,at=,(2)当at的大小恰为总加速度大小的一半时,=.,解:(1),(2),解得,.,例4.,如图,h,用绳匀速拉船.已知,收绳速度,滑轮距水面,高度h,船的运动将是,(A)匀加速运动,(B)匀减速运动,(C)变加速运动,(D)变减速运动,(E)匀速直线运动,解:,O,X,x,l,建立坐标系,或,C,.,飞船,月球,地球,对t求导,（1）脚标次序。,（2)实用中速度变换常采用矢量的分量式,即,(3)若运动参考系只是作平动,再对t求导,得,速度变换式,加速度变换式,注意：,矢量叠加。,的分量,它的正负表示其方向与坐标轴正向