位移速度加速度说课稿.pptx

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,*,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,*,x,z,y,z,(,t,),y,(,t,),x,(,t,),r,(,t,),P(,t,),0,一、拟定质点位置的办法,P,点,位置,:,1,、坐标法,P 点的位置可用坐标,（x,y,z)拟定。,2,、,自然法：,在已知的运动轨迹上任选一故定点,o,为自然坐标的原点，运动轨迹的长度,s,为,p,点的自然坐标。,+,o,s,p,1.2,位移,.,速度,.,加速度,在直角坐标系中，用来拟定质点所在位置的矢量，叫做位置矢量，简称位矢。位置矢量是从坐标原点指向质点所在位置的有向线段。,o,x,y,z,P,(,x,y,z,),位置矢量,3,、位矢法,(,重点,),从,O,指向,P,方向：,大小,:,如图：蓝线是飞机飞行的轨迹，位矢,y,(,t,),r,(,t,),P(,t,),0,z,(,t,),z,y,x,x,(,t,),Q(t,),反映了飞机在,P,和,Q,点相对于,O,点（机场）的远近，即大小和方向。,x,y,z,是位矢在坐标轴上的投影，可正可负。,当 投影在坐标轴的正半轴时投影量取正，反之为负,。,注意：,位矢的性质：,1,、矢量性,2,、瞬时性,3,、叠加性,运动学方程矢量形式,运动学方程的,直角坐标分量式（投影式）,4,、相对性,物理意义,：质点在空间的运动,能够看作是质点在x,y,z轴上同时参加三个直线运动的合成。,与坐标系的选择有关,x =x,(,t,),y=y,(,t,),z =z,(,t,),总结：,直角坐标分量式,1.,运动学方程,:,y,(,t,),r,(,t,),P(,t,),0,z,(,t,),z,y,x,x,(,t,),运动方程的矢量式,质点的位置随时间按一定规律变化，位置用坐标表达为时间的函数，叫做 运动方程。,x,=Rcos,t,y,=Rsin t,x,2,+,y,2,=R,2,轨道方程,质点在空间运动所通过的路迹称为轨道。在运动方程中消去时间 t.得到质点的轨道方程。,如消去,t),2.,轨道方程,1、轨迹方程不显含时间。,2、轨迹方程包含的信息量不大于运动学方程。,如：,x,2,+,y,2,=R,2,不能判断是匀速还是 变速运动。,注意,运动方程,与轨道方程区别,：,一、位移,位移：,反映质点位置变化的物理量，从初始位置指向末位置的有向线段。,A,B,S,O,引入的因素：位矢的瞬时性,运动描述的几个基本物理量,大小,:A-B,间的直线距离,方向,:,由,A,B,位移可视为三个坐标轴上位移分量的矢量叠加。,1,、,4,、,具有相对性。相对不同参考系位移不同。,2,、位移不是瞬时量,3、位移含有可加性,路程:内质点在轨道上通过的途径长度，自然坐标增量的绝对值。,A,B,s,=,D,曲线长,路程是标量、位移是矢量,1,、位移 和路程,A,B,S,区别：,？,(1),位移与过程无关,A,B,S,2,（,2,）,有限大小的路程普通不等于有限大小的位移的模,特例：质点作直线 运动且速度方向不变时。,（,3,）,无穷小位移，沿轨迹切线方向,无穷小路程,物理含义：,无穷小位移等于无穷小路程,（,4,）已知运动学方程，如何求无穷小的位移？,例如：,求,t,时刻附近的无穷小位移是多少？,办法：1.求增量、取极限,2.求微分,相似：都是矢量,不同：,1,、具有相对性，与坐标原点的选取有关。,与坐标原点的选取无关。,2,、是瞬时量，不是瞬时量。,A,B,3,、区别,位矢增量的大小,(,位移大小,),注意,：,o,位矢大小的增量,二,.,速度,速度,是描述质点位置随时间变化的快慢和方向的物理量。,1.,平均速度,物理意义：位矢在时间 内对时间的平均变化率,（3）、不含有瞬时性,性质：（1）、矢量性：方向与位移方向相似,（2）、可叠加性,2.,瞬时速度（简称：速度）,当,t,0,时，,P,2,点向,P,1,点无限靠近。,P,2,P,2,P,2,P,2,o,P,1,P,2,P,2,速度方向：,的极限方向,即沿P1点的切线并指向迈进方向,速度的物理意义,：,是 时的平均速度，表征某一时刻运动的快慢，也即位置变化的快慢。,速度的大小表达为,速度的方向由下式决定,直角坐标中的速度：,1,、瞬时性,2,、矢量性,3,、可加性,4,、相对性,性质：,3.,平均速率,物理意义：路程在时间 内对时间的平均变化率,区别：,平均速度是矢量，其方向与位移的方向相似。平均速率是标量。,平均速度的大小并不等于平均速率。例如质点沿闭合途径运动。,例,1,：已知运动学方程,描写沿轨道运动的快慢,4,、瞬时速率,:,注意,:,瞬时速率就是速度的大小,是算术量，恒取正值,v,v,(,t,+,t,),v,(,t,),x,r,(,t,+,t,),r,(,t,),y,z,P,2,P,1,0,v,(,t,),v,(,t,+,t,),三、加速度,-描述质点速度变化状况(大小.方向),1.,速度增量,注意 的方向,2.,平均加速度,大小,方向,的方向,物理意义：反映了速度在 时间内的平均变化率,x,r,(,t,+,t,),r,(,t,),y,z,P,2,P,1,0,v,(,t,),v,(,t,+,t,),3.,瞬时加速度,方向是否一致,？,其方向是,时,的极限方向,指向曲线凹的一边,.,令,加速度与速度的夹角不不大于90，速率减小。,加速度与速度的夹角等于,90,，速率不变。,远日点,近日点,加速度与速度的夹角不大于900，速率增大。,3、若速度的大小不变，而方向变化，与否有加速度？,1、加速度的方向与速度的方向不一定相似。且加速度的正负不能阐明质点做加速还是减速运动。,2加速度描述速度的变化，它只与 的变化有关，而与速度本身的大小无关。,方向,:,大小,:,直角坐标中加速度的体现形式,1,、瞬时性,2,、可加性 反映了运动的叠加性,3,、矢量性,加速度的性质：,本节课学习了 的基本概念。,规定会由运动学方程求任意时刻的速度、加速度,总结,在直角坐标系中求解运动学的两大类问题,教学目的,：质点运动学在直角坐标系中题目类型、解法研究,重要数学工具：矢量运算、微积分,按质点运动的加速度分：,匀速运动：,匀变速运动：为恒量,任意变速运动：,按自由度分类：,一维、二维、三维,按轨迹分类：,直线运动,圆周运动,抛物线运动,复杂的曲线运动,由运动学方程求轨迹方程、,将质点运动学的问题分为两类求解：,已知 求任意时刻,一、微分法,（,1,）运动学方程已直接给出,例,1,：,已知,质点在,2s,末时的速度和加速度为（,）,(A),(B),(C),(D),二、积分法,这类问题是第一类问题的逆问题。需要用积分的办法解决。,1,、已知初始条件,求任意时刻,例,2,：,已知一质点沿,x,轴运动，已知加速度为,初始条件为,求运动方程,解：取质点为研究对象，由加速度的定义有,由初始条件有,例,2,：,由速度的定义有,由初始条件有,2,、,已知初始条件,求任意时刻,例,3,：,已知一质点沿,x,轴运动，已知加速度,a,为与位置坐标,x,的关系为,初始条件为,求在任意位置时的速度。,解：取质点为研究对象，由加速度的定义有,例,3,：,