自然坐标系圆周运动相对运动市公开课一等奖省赛课微课金奖课件.pptx

P.,0,/46,第,1,章 质点运动学,自然坐标系,将坐标建立在运动轨迹上坐标方法,切向:,切向坐标轴沿质点前进方向切向为正;,法向:,法向坐标轴沿轨迹法向凹侧为正.,在质点运动轨迹上,任取一点,O,作为坐标原点.从原点,O,到轨迹曲线上任意一点,P,弧长定义为,P,点坐标,S,.,1)位置 旅程和速度,1.2.4 自然坐标系中速度和加速度,S,O,P,Q,质点运动方程为,S,=,S,(,t,),P,至,Q,位移为 .,s,旅程:,自然坐标增量,1.自然坐标中速度和加速度,速度:,速率:,第1页,2)自然坐标中加速度,设,某质点作普通曲线运动,s,t,时刻位于,P,1,点,速度为,经过,t,时间位于,P,2,点,速度为,速度增量:,平均加速度:,瞬时加速度:,平移,上式中第一项：,大小,方向:切向,切向加速度,第2页,上式中第一项:,大小,方向:切向,切向加速度,第二项:,曲率半径,法向加速度,总加速度,改变,速度大小,改变,速度方向,第3页,讨论:,(1),a,t,=,0,匀速率运动;,a,t,0,变速运动.,(2),a,n,=,0,直线运动;,a,n,0,曲线运动,切向加速度,法向加速度,总加速度,改变,速度大小,改变,速度方向,例1-7.,抛体运动,y,u,0,x,u,x,u,y,O,第4页,例1-7.,抛体运动,y,u,0,x,u,x,u,y,O,直角坐标:,速度方程,加速度方程,自然坐标:,在任一点:,练习:,一物体做抛体运动,已知,v,0,讨论,运动方程,2,2,0,0,1,sin,cos,gt,t,u,y,t,u,x,-,=,=,a,a,第5页,2.圆周运动,R,1)圆周运动角量描述,线量,:自然坐标系下以运动曲线为基准基本参量.,角量,:极坐标系下以旋转角度为基准基本参量.,O,P,(,t,+,t,),P,(,t,),x,R,(1)角位置,以,x,轴为参考,逆时针形成,0,顺时针形成,0,顺时针形成,0.,(2)角速度,平均角速度:,角速度:,角速度矢量:,方向符合右手螺旋,第6页,(3)角加速度,平均角加速度,:,角加速度,:,(2)角速度,平均角速度:,角速度:,角速度矢量:,方向符合右手螺旋,O,R,旋转方向,大小:,角速度与线速度关系:,方向:满足右手螺旋,第7页,O,P,(,t,+,t,),P,(,t,),x,R,(4)角量与线量关系,(3)角加速度,平均角加速度,:,角加速度,:,(5)用角量描述圆周运动,圆周运动是普通曲线运动一个特例,曲率半径为常量.,普通圆周运动,第8页,匀速圆周运动,与匀变速直线运动基本公式数学形式相同,.,匀变速率圆周运动基本公式角量表示,(5)用角量描述圆周运动,圆周运动是普通曲线运动一个特例,曲率半径为常量.,普通圆周运动,第9页,坐标系S固定于地面坐标系S,固定于行车,随车一起运动.,绝对运动,:物体相对于静止参考系(S)运动,位移为,相对运动,:,物体相对于本身参考系(S,)运动,位移为,牵连运动,:,运动参考系S,相对静止参考系S运动,位移为,1-3 相对运动,绝对运动相对运动牵连运动,A,S,x,y,y,x,S,第10页,A,S,x,y,y,x,S,即,伽利略速度变换,伽利略加速度变换,如:电梯以加速度,a,0,相对于地向上运动,a,0,B,A,a,a,绝对速度,相对速度,牵连速度,第11页,在直角坐标系中(普通情况):,物体,A,B,以加速度,a,相对于电梯运动,物体,A,B,相对于地加速度,如:电梯以加速度,a,0,相对于地面向上运动,a,0,B,A,a,a,P,位置矢量:,位移矢量:,速度矢量:,加速度矢量(,O,相对,O,平动时),注意:,暗含两个参考系时间与空间测量绝对性(绝对时空观).,第12页,例1-9.,某人骑自行车以速率,v,0,向东行驶,.,有风以一样速率由北偏西 30,方向吹来.问:人感到风是从那个方向吹来？,a,x,b,解:,设人为,x,风为,a,地为,b,由相对运动原理得,绝对速度（风对地）,相对速度（风对人）,牵连速度（人对地）,在直角坐标系中(普通情况):,P,位置矢量:,位移矢量:,速度矢量:,加速度矢量(,O,相对,O,平动时),注意,:,暗含两个参考系时间与空间测量绝对性(绝对时空观).,第13页,北偏西,30,人感觉风是从,北偏东,30,方向吹来.,西,东,南,北,例1-9.,某人骑自行车以速率,v,0,向东行驶,.,有风以一样速率由北偏西 30,方向吹来,.,问:人感到风是从那个方向吹来？,a,x,b,解:,设人为,x,风为,a,地为,b,由相对运动原理得,绝对速度（风对地）,相对速度（风对人）,牵连速度（人对地）,第14页,作业,习题集：1-,12、22、24、32、38、39、40、43、45、51、54,第15页,