物理——第一节 质点运动的描述_29页.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节,质点运动的 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,:,描写物体运动而选择的标准物体或物体系。,1.质点运动的描述,坐标系,:在参考系上任选一参考点，过此点建立坐标系。,参考系的选择是任意的,但实际上要受到数学困难的限制。对地球表面的运动，常选择地球为参考系。,视具体问题的需要可选直角坐标系、极坐标系和球坐标系等。,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：,物体平动,质点,模型,质点是理想化模型，现实世界并无质点；,1.质点运动的描述,质点,如果物体的大小和形状在所研究的问题中可以忽略不计，即物体上每一点的运动都与物体的整体运动（位移、速度和加速度）相同（平动），则可,把物体视为只有质量而无大小和形状的几何点,。,质点具有相对性。例如，太阳系中行星的运动就可把行星视为指点，但当考虑行星的自转时则不能视为质点。,2,.,建立理想化的模型,质点,物体平动时,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。,播放动画,1.质点运动的描述,例如：地球绕太阳公转时地球可视一个质点。,播放动画,1.质点运动的描述,一、位置矢量（位矢、矢径）,r,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=,x,i+,y,j,与参考系和参考点有关,i、j,为单位矢量。,r,是矢量，,大小,为：,矢量书写,r,1.质点运动的描述/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,),质点位矢随时间的变化关系。,描述了物体运动的规律。,3,.轨迹方程,消去运动方程中的时间,t,:,其中：,P,(,x,y,),y,x,o,x,y,r,1.质点运动的描述/一、位置矢量,二、位移,1.定义：描写质点位置变化的物理量。,x,O,y,r,A,A,B,r,B,由矢量关系：,质点从,A,点运动到,B,点，,1.质点运动的描述/二、位移,即位移是位矢的增量,，只与参考系有关。,2,.单位,：,米，,m,3,.大小：,4,.方向：,从起点指向终点。,1.质点运动的描述/二、位移,注意,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.质点运动的描述/二、位移,x,O,y,r,A,A,B,r,B,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,。与质点所经历的过程无关。,1.质点运动的描述/二、位移,三、速度,v,1,.,描写物体运动快慢和方向的物理量。,2,.平均速度,x,O,y,r,A,A,B,r,B,定义：,物体的位移与发生这段位移所用的时间之比。,1.质点运动的描述/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.质点运动的描述/三、速度,速度,单位：,米/秒，,m/s,方向：,沿运动轨迹的切线并指向前进的方向。,仅与参考系有关,x,O,y,A,B,v,A,v,B,由于,r,=x,i,+,y,j,1.质点运动的描述/三、速度,大小：,x,O,y,v,x、y,方向的分量。,为速度在,、,1.质点运动的描述/三、速度,注意,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.质点运动的描述/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.质点运动的描述/三、速度,四、加速度,a,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,v,A,v,B,v,A,在图中物体速度矢量满足关系为：,速度变化为,1.质点运动的描述/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.质点运动的描述/四、加速度,单位：,米/秒,2,，,m/s,2,4,.分量式：,由,a,x,、a,y,为加速度在,x、y,方向的分量。,1.质点运动的描述/四、加速度,5,.大小,：,注意,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.质点运动的描述/四、加速度,6,.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,作业,大学物理习题精选,IP.1,No.1,1.是选择题:16；,2.,填空题:14，612；,3.计算题:13。,所有题都要完成，,但只交计算题,1,.,一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表达式为,r,=,at,2,i,+,bt,2,j,(,其中,a,、,b,为常量.,),则该质点作,B ,(,A),匀速直线运动。,(,B),变速直线运动。,(,C),抛物线运动。,(,D),一般曲线运动。,五、例题,2,.质点沿,x,轴作直线运动,其,v,t,曲线如图所示,如,t,=,0,时,质点位于坐标原点,则,t,=,4.5s,时,质点在,x,轴上的位置为:,C,（,A,）,0,.,（,B,）,5m,.,（,C,）,2m,.,（,D,）,2m,.,（,E,）,5m,.,3,.某质点的运动方程为,x=,2,t,-,7,t,3,+,3,（,SI,）,则该质点作,D ,(,A),匀加速直线运动,加速度沿,x,轴正方向;,(,B),匀加速直线运动,加速度沿,x,轴负方向;,(,C),变加速直线运动.加速度沿,x,轴正方向;,(,D),变加速直线运动,加速度沿,x,轴负方向。,4,.一运动质点在某瞬时位于矢径,r,(,x,y,),的端点处，其速度大小为,D,5,.有一质点沿,x,轴作直线运动,t,时刻的坐标为,x,=,5,t,2,-,3,t,3,(SI),;,试求:,(1),在第,2,秒内的平均速度;,(2),第,2,秒末的瞬时速度,.,(3),第,2,秒末的加速度.,6,.一质点沿,x,轴运动,其加速度,a,与位置坐标的关系为,a,=,3,+,6,x,2,(SI),如果质点在原点处的速度为零,试求其在任意位置处的速度。,