2021-2022学年高二物理竞赛课件：力学.pptx

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1、上页上页下页下页力力 学学第第一一篇篇上页上页下页下页 力学力学 经典力学经典力学 狭义相对论狭义相对论(第第6章章)刚体的转动刚体的转动(第第5章章)质点力学质点力学质点运动学质点运动学(第第1章章)运动与力运动与力(第第2章章)动量与角动量动量与角动量(第第3章章)功和能功和能(第第4章章)振动振动(下学期下学期)波动波动(下学期下学期)（牛顿力学）（牛顿力学）（宏观低速）（宏观低速）（宏观高速）（宏观高速）上页上页下页下页m运动学运动学(kinematics)(kinematics)m动力学动力学(dynamics)(dynamics)m静力学静力学(statics)(statics)只

2、只描描述述物物体体的的运运动动，不不涉涉及及引引起起运运动动和和改改变运动的原因。变运动的原因。研究运动与相互作用之间的关系。研究运动与相互作用之间的关系。研究物体在相互作用下的平衡问题。研究物体在相互作用下的平衡问题。牛顿力学只涉及牛顿力学只涉及弱引力场弱引力场中物体的中物体的低速运动低速运动 是整个物理学的基础是整个物理学的基础 广泛应用于工程技术广泛应用于工程技术上页上页下页下页上页上页下页下页1.2 质点的位移、速度和加速度质点的位移、速度和加速度1.1 质点的位置质点的位置1.3 直线运动直线运动1.4 平面曲线运动平面曲线运动 自然坐标系自然坐标系1.5 相对运动相对运动上页上页下

3、页下页一、一、质点质点质点质点没有大小和形状，只具有物体全部质量的没有大小和形状，只具有物体全部质量的一点。一点。理想化的理想化的物理模型物理模型1.1 质点的位置质点的位置 物物体体：具具有有大大小小、形形状状、质质量量和和内内部部结结构构的的物物质质形态。形态。把物体当作质点把物体当作质点是有条件的、相对的是有条件的、相对的：当物体的大当物体的大小和形状对运动没有影响或影响可以忽略。小和形状对运动没有影响或影响可以忽略。物理学中有很多抽象模型：物理学中有很多抽象模型：质点、刚体、理想气体、点电荷、质点、刚体、理想气体、点电荷、上页上页下页下页研究地球研究地球自转自转:形状不可忽略形状不可忽

4、略ES 公转公转:天体的作用天体的作用力和形状均可忽略力和形状均可忽略 质点质点模型模型刚体刚体模型模型上页上页下页下页 运动具有绝对性，而对运动的描述却是相对的运动具有绝对性，而对运动的描述却是相对的。二、二、质点质点位置的确定方法位置的确定方法为了描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为了描述一个物体的运动，必须选择另一个物体作为参考，被选作参考的物体或物体系称为为参考，被选作参考的物体或物体系称为参考系参考系。对同一物体同一运动，参照不同的物体来描述，对同一物体同一运动，参照不同的物体来描述，描述的也可能不同。描述的也可能不同。运动描述的相对性运动描述的相对性 (运动学中运动学中)参考

5、系可任选参考系可任选太阳参考系太阳参考系 地心参考系地心参考系 地面参考系地面参考系 质心参考系质心参考系 常用参考系：常用参考系：上页上页下页下页 要要定定量量描描述述物物体体的的位位置置与与运运动动情情况况，就就要要运运用用数数学学手手段段，在参照系上建立坐标系。在参照系上建立坐标系。1、坐标系、坐标系oxz yP(x,y,z)参考系 常常用用的的有有直直角角坐坐标标系系(x,y,z)，极极坐坐标标系系(,)，球坐标系球坐标系(R,)，柱坐标系，柱坐标系(R,z)。自然坐标系自然坐标系。zR参考方向参考方向zoRxyO极极轴轴径径向向角角向向上页上页下页下页2、位矢、位矢 在坐标系中，用来

6、描述质点所在坐标系中，用来描述质点所在位置的矢量，叫做在位置的矢量，叫做位置矢量位置矢量，简称简称位矢位矢。从坐标原点指向质点从坐标原点指向质点所在位置所在位置的有向线段：的有向线段：直角坐标系中，位矢可表示为直角坐标系中，位矢可表示为：方向：方向：大小：大小：方向余弦方向余弦 分别是分别是x、y、z方向的单位矢量方向的单位矢量上页上页下页下页 三、三、运动方程运动方程质点的位置随时间变化的函数关系式，称为质点的位置随时间变化的函数关系式，称为运动方程。运动方程。用直角坐标系用直角坐标系或或-质点沿各坐标轴的质点沿各坐标轴的分运动分运动表明：质点的实际运动是表明：质点的实际运动是各分运动的矢量

7、合成各分运动的矢量合成上页上页下页下页轨道方程轨道方程运动运动方程中方程中消去消去时间变量时间变量 t：轨道方程 圆周运动轨道方程注意：注意：运动方程运动方程轨道（迹）方程轨道（迹）方程上页上页下页下页已知质点的运动函数为已知质点的运动函数为 则该质点的轨道方程为则该质点的轨道方程为.由运动方程知由运动方程知x=4t2解：解：y=2t+3消去消去t,得得轨道方程：轨道方程：x=(y-3)2 例例 上页上页下页下页1.2 质点的位移、速度和加速度质点的位移、速度和加速度一、一、位移位移质点沿曲线运动质点沿曲线运动ABO 时间内位置变化时间内位置变化时间间隔内的时间间隔内的位移。位移。定义：定义：为质点在为质点在即：即：位移等于位矢的增量位移等于位矢的增量!