第一次课质点运动的描述课件.ppt

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1、第一次课质点运动的描述1第1页，此课件共39页哦2第2页，此课件共39页哦3第3页，此课件共39页哦Q1：为什么学大学物理？A1：低目标：必修课，考试要及格拿毕业证、学位证。高目标：有真才实学、经世致用、造福桑梓。Q2：大学物理学什么？A2：低目标：基本知识、基本技能高目标：实事求是的科学态度、独立批判的科学精神、求真务实的工作方法和辩证唯物主义世界观。4第4页，此课件共39页哦Q3：怎样学好大学物理？好学、深思、力行理论（书本）实践（生活）A3：战略上重视、战术上藐视。（爱、美重视）5第5页，此课件共39页哦我的承诺：良师益友、言传身教、教书育人，记住一小半的同学（让我记住的办法）。我的要求

2、：1、来上课的要求（一般不点名）2、交作业；(交作业的收获)3、全体同学不作弊；4、全体同学及格以上；5、对自己负责、对我们的团队负责；6、全体同学收获无悔的大学物理课堂生活 无悔的大学生活。6第6页，此课件共39页哦昨天是一张注销的支票，明天是一张期票，今天是手上的现金，今天是我们唯一能利用的时间，请利用好今天！我最喜欢的话：ARE TOU READY？LETS GO!7第7页，此课件共39页哦对物理大厦的认识：宏观、低速物体：牛顿、经典力学微观、低速物体：爱因斯坦等、量子力学宏观、高速物体：爱因斯坦、相对论力学微观、高速物体：相对论量子力学8第8页，此课件共39页哦物理学:通过位置矢量、位

3、移、速度和加速度 及其与运动方程的关系，描述物体在空间的位置 随时间变化的规律.辩证唯物主义：1、世界是客观存在的物质世界，物质不依赖于人的意识，并能为人的意识所反映。2、物质是运动的，运动是绝对的，静止是相对的。3、运动存在客观规律，客观规律可被认识。研究问题的原则：由简到繁。数学上：点、线、面、体。物理上呢？9第9页，此课件共39页哦第 一 章质 点 运 动 学10第10页，此课件共39页哦本章目录1.1 质点运动的描述1.2 圆周运动1.3 相对运动教学基本要求11第11页，此课件共39页哦 一 掌握描述质点运动及运动变化的四个物理量位置矢量、位移、速度、加速度理解这些物理量的矢量性、瞬

4、时性和相对性二理解运动方程的物理意义及作用.会处理两类问题：（1）运用运动方程确定质点的位置、位移、速度和加速度的方法；（2）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1-0教学基本要求12第12页，此课件共39页哦1-0教学基本要求三掌握曲线运动的自然坐标表示法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13第13页，此课件共39页哦重点：位移、速度、加速度有关计算，描述质点运 动变化的有关计算。难点：由速度或加速度及初始条件求运动方程。第一次课：1.1 质点运动的描述

5、14第14页，此课件共39页哦1.1 质点运动的描述2.参考系 将实际物体抽象为一个含有质量的几何点.一、质点参考系1.质点为描述物体运动所选择的参照物物理模型物体能否抽象为质点，视具体情况而定坐标系：直角坐标系、自然坐标系、极坐标系 和球坐标系等.质点（运动规律）物体（运动规律）15第15页，此课件共39页哦二、位置矢量与运动方程1.位置矢量 cos,rxcos,ryzrcoscos在坐标系中,用来确定质点在空间位置的矢量.大小:方向:r1-1 质点运动的描述222zyxrr kzj yixr rxzyxyzoikj(x,y,z)16第16页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述2.运动方

6、程 消去参数t 得质点的轨道方程质点运动时,其位置矢量随时间变化的函数式.ktzjtyitxtr)()()()()xxt()yyt()zzt 分量式：xzyo()x t()y t()z t()tr17第17页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述1.位移 xyor ArBrABABrrr jyixrAAAA ：jyixrBBBB ：BArrrj yix rxy 22 位移大小位移方向xyir),tan(反映质点在 时间内空间位置变化的物理量.t 三、位移与路程2.路程质点从 A 到 B：路程sAB 位移18第18页，此课件共39页哦srdd ArBrrrAoxyzBrSr BAr1.位移的物

7、理意义 确切反映物体在空间位置的变化,与路径无关,只决定于质点的始末位置.讨论2.位置矢量与位移3.位移与路程位置矢量对应 t，而位移对应t.?rrr、一般情况下不相同.当 t 0，B A 时：1-1 质点运动的描述?dddrrr、19第19页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述反映质点位置随时间变化的快慢和方向的物理量.1.平均速度r ttt xyoABArBrABrrr jyyixxABAB)()(j yix tr vjtyitx jiyxvv 四、速度在t 时间内，质点位移为平均速度r与与同同向向大小：方向：rt v20第20页，此课件共39页哦 当t0 时反映质点位置矢量的瞬时变化

8、率.1-1 质点运动的描述2.瞬时速度(速度)jiyxvv trt 0lim vtrdd 速度：位置矢量对时间t 的一阶导数.trdd vjtyitxdddd oxyyvxvvj yixr 22xy vvv大小方向tan(,)yxi vvv21第21页，此课件共39页哦若质点在三维空间中运动，其速度xyzijk vvvv1-1 质点运动的描述瞬时速率 v 表明质点的速率等于速度的大小.路程 s 对时间 t 的导数为质点的瞬时速率tsdd vrsdd 而而vtrdd st 0limt v vvddrt v（反映质点运动的快慢程度）22第22页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述1.平均加速度

9、五、加速度在t 内速度的增量反映速度矢量随时间的变化情况.ArAvoxyABt BrBvAtv:Bttv:ABvvv v BvAvta v 与 同方向va23第23页，此课件共39页哦2.瞬时加速度(加速度)tat v0lim tddv 22ddrt 加速度是速度矢量对时间t 的一阶导数.xyzaa ia ja k加速度大小:加速度方向:222xyzaaaaArAvoxyABt BrBv v的极限方向1-1 质点运动的描述ddddyxxyaatt，vv24第24页，此课件共39页哦曲线运动时 指向凹侧.a直线运动时 .av都具有矢量性、瞬时性、相对性.1-1 质点运动的描述2v1v1a2a关于

10、速度与加速度25第25页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述积分积分一、由质点的运动方程可以求得质点在任一时刻的 位矢、速度和加速度；二、已知质点的加速度以及初始速度和初始位置,可求质点速度及其运动方程()tr求导求导()ta质点运动学两类基本问题()t v26第26页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述 ，消取参数 t，可得轨道方程为例题1-1 设质点运动方程为()2231rt itj式中r 的单位为m(米)t 的单位为 s(秒).求:(1)质点的轨道方程；(2)质点从 t1 1s 到 t2 2s 时间内的位移；(3)t2 2s 时的速度和加速度()2219xy()2231xtyt，

11、解:(1)由题意2163rrrij 所以124rij(2)因为 ，287rij 27第27页，此课件共39页哦ij 283v24aiddrt v (3)速度方程为ddat v加速度方程为1-1 质点运动的描述dddd4yxijitt vvdddd43xyijtijtt ()2231rt itj28第28页，此课件共39页哦dd4xxatt vdd215yyatt vdd004xtxt t vvdd20015ytytt vv为 ，求 t 2s 时质点的速度和位置.atit j 2415 例题1-2 已知一质点由静止出发，其加速度 解:由题意可知2325xytt ，vv 解得2840ij v则t=

12、2s 时质点速度为质点速度方程为 232+5t it j v1-1 质点运动的描述29第29页，此课件共39页哦dd22xxtt vdd35yytt vdd2002xtxtt 0dd305ytytt 取质点的出发点为坐标原点，有342534xtyt ，解得216203rij 则 t=2s 时质点位置为342534rt it j 质点的运动方程为 1-1 质点运动的描述30第30页，此课件共39页哦ddyyt 1vddytyt 00dd002xtxt t 例题1-3 如图所示，一个热气球以 l ms-1的速率 从地面匀速上升，因风速的影响，气球的水平速度 随着上升的高度而增大，其关系为 vx 2

13、y(SI).求 气球的运动方程、轨道方程和加速度.yt解得 dd2xxyt v根据题意解：设t=0 时气球位于原点o(地面)，由题意yxo1-1 质点运动的描述31第31页，此课件共39页哦dd002xtxt t yt解得 dd2xxyt v根据题意yxo所以气球的运动方程为 2rxiyjt it j 2xy dddddd2222222rxyaijittt 由式，得气球加速度为由式、消去参数 t，得轨道方程为xt 2解得 1-1 质点运动的描述32第32页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述dd00tta t vvv 例题14 质点沿x 轴作匀变速直线运动，开始时，速度为v0，处于x0 的

14、位置，求质点在任意时刻的 速度和位置.解：一维运动，各运动量都可作为标量处理.0tatvvddat v由dd00 xtxxt vddxt v由0 xx d00()tatt v20012xxtat+v22002()a xx vv+33第33页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述六、自然坐标系中的速度与加速度etoss t=()s质点运动轨迹上任取一点作为自然坐标系的原点.质点在某一点的坐标用距离原点的路程 s 来表示.则运动方程enetetenenet-切向单位矢量en-法向单位矢量(指向曲线在该处的曲率中心)1.自然坐标系(沿切线与运动方向一致)34第34页，此课件共39页哦2.切向加速度

15、和法向加速度 质点在 t 内沿曲线经历 s，速度可表示为tvveddddtteaettvv1vo2v2te1tes22ddddtttsaeettv切向加速度加速度为反映质点速度大小变化的快慢程度，方向沿着切向.1-1 质点运动的描述35第35页，此课件共39页哦法向加速度 tett 0limtetdd反映质点速度方向变化的快慢程度，方向沿着法向.ddddtteaettvvddnet 2ddnnnsaeetvv 当t 0 时，0.此时 趋于 的方向.tnee2te1tete 1vo2v2te1 tes1-1 质点运动的描述36第36页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述切向加速度(速度大小的

16、变化)法向加速度(速度方向的变化)ddtat v22ddts 2ddnatvv 1vo2v2te1 tesv 1v2v2ddtntnaaaeetvv 37第37页，此课件共39页哦1-1 质点运动的描述u匀速直线u变速直线u匀速率圆周u变速曲线；0,0 ntaa；0,0 ntaa；0,0 ntaa；Caant0,0ntaaa 22ntaaa tnaaatg),(v加速度大小加速度方向.tanatanaaa.由 判断运动的形式tnaa、讨 论1讨 论2讨 论2自然坐标系与直角坐标系38第38页，此课件共39页哦总结：位移、速度、加速度的概念、有关计算。jiyxvv trt 0lim vtrdd vjtyitxdddd 22xy vvv大小tan(,)yxi vvvtvve39第39页，此课件共39页哦