2021-2022学年高二物理竞赛课件：力学基础

1、第一篇：力学基础第1章 质点力学基础第2章 质点力学中的守恒定律第3章 刚体的转动牛顿 自然哲学的数学原理（1687年） “我奉献这一作品，作为(自然)哲学的数学原理，因为(自然)哲学的全部责任似乎在于从运动现象去研究力，然后从这些力去说明其它现象。”力学-研究物体机械运动的科学。机械运动-物体的相对位置或自身各部份的相对位置发生变化的运动。 引言：机械运动的基本运动形式：1. 平动- 物体上任一直线始终保持平行的运动；2. 定轴转动-各点绕一固定轴作圆周运动的运动;2） 刚体-任何情况下大小和形状都不发生变化 的力学研究对象。 1）质点-把实际物体看成只有质量而无大小和 形状的力学研究对象。

2、两个模型：力学质点运动学：只描述运动，不分析原因质点动力学：运动与相互作用间的关系刚体教学基本要求 一. 掌握位置矢量、位移、速度和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 .第一章 质点力学基础 五 掌握牛顿运动定律的基本内容及其适用条件 . 六 熟练掌握用隔离物体法分析物体的受力情况, 能用微积分方法求解变力作用下的简单质点动力学问题 . 三 能计算质点在平面内运动时的速度和加速度，以及质点

3、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 .本章重点1 瞬时速度和瞬时加速度。2 已知加速度和初始条件求解速度、运动方程的方法。3 平面曲线运动中质点的法向和切向加速度的计算。4 圆周运动的角量描述及角量线量关系。5 力和力的分析计算，牛顿定律及其应用。1 速度和加速度的矢量性和相对性。2 物理量的微积分计算。本章难点1-1 参照系、质点和运动方程一. 时间与空间 参照系与坐标系空间: 物质的广延性。时间: 物质运动过程的持续性、连贯性。时间和空间是物质的存在形式。牛顿的“绝对”时空观：时间和空间彼此无关，和物质的

4、运动状态也没有关系。爱因斯坦的相对论时空观：时间与空间紧密相连，并且都和物质的运动紧密相连。物质运动是绝对的，描述运动具有相对性“小小竹排江中游，巍巍青山两岸走”“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”参照系：为了描述一个物体的机械运动，必须选另一个物体作参照物，被选作参照的物体称为参照系。车厢内的人：竖直下落地面上的人：抛物运动参照系不同，物体运动情况的描述也不同描述运动的相对性原则上参照系可任选，且不一定是静止的。常用参照系: 地面参照系或实验室参照系坐标系 建立在参照系上的计算系统。是参照系的具体化，定量描述物体的运动。原则上坐标系可任选.不同坐标系中，物体运动的数学表述式可不同. 球极坐标系

5、（ r, ） 柱坐标系（, , z ） 自然坐标系 ( s )z yxx yzr 直角坐标系（ x , y , z ）常用的坐标系： 对于曲线运动, 有时用自然坐标系更方便. 它是建立在质点运动轨迹上的, 以弧长 s 作为自然坐标(弧坐标)，以轨迹的切线 、主法线 和副法线 为坐标轴. 运动方程为 s=s(t).弧坐标原点二. 质点1. 质点: 在许多问题中，物体的形状和大小并不重要，可以忽略，可看成一个只有质量、没有大小和形状的理想的点，这样的物体称为质点。2. 实际物体可视为多个或无限多个质点的组合. 注意：一个物体能否看作质点，唯一标准是看物体的形状、大小与所研究的问题是否无关。 如果物体运动范围物体本身线度，该物体就可视为质点。例2：物体平动时，物体上所有点的运动轨迹都相同，可用一个点的运动来代替整个物体的运动。例1：地球绕太阳公转时，地球可视一个质点。 研究地球的自转问题时，就不能把地球看作质点了。Pr参照系YZXO建立坐标系：三. 位置矢量（位矢、矢径）描写质点空间位置的物理量.位置矢量-从参考点指向质点所在位置的有向线段，称为位置矢量，简称位矢(矢径) 。位矢 的方向余弦P位矢 的值为式中 、 、 分别为x、y、z 方向的单位矢量.位矢此三个角满足关系：四. 运动方程：描述质点