大学物理 西安交大出版社 第一章 质点运动学).pptVIP

物理学是研究自然界的物质结构,大到宇宙的结构,小到最微小粒子的结构,以及物质运动的最普遍最基本规律的自然科学.;物理学发展简史;《大学物理》构架; 经典力学是研究物体的机械运动的规律的.力学中描述物体运动的内容叫做运动学.;第1章 质点运动学; 运动学以几何观点来研究和描述物体的机械运动，不考虑物体的质量及其所受的力。; 定量确定物体的运动，须在参照物上选用一个坐标系(笛卡尔直角坐标系、平面极坐标系、自然坐标系)。;1. 坐标法 ;x;3. 自然坐标法;1.1.3、运动学方程 ;例 一质点作匀速圆周运动，半径为 r ，角速度为 ? 。求用直角坐标、位矢、自然坐标表示的质点运动学方程。;1.2.1、位移 ;1.2.2 速度 ;2. 瞬时速度;2.平均加速度;注意;思考;1. 为标量， 为矢量;1、位移是矢量，遵从矢量运算法则；路程是标量，遵从代数运算法则。;1.3.1位移;速度的大小和方向; 一运动质点在某瞬时位于矢径 的端点处，其速度大小为;加速度的大小和方向 ;质点运动学两类基本问题;例1 一只小田鼠在雪地里飞跑，身后留下一串清晰的脚印，如图。已知用直角坐标表示的小田鼠（看作质点）运动方程为;解 （1）根据已知条件，小田鼠的位矢可写成 ;(2) 速度沿 x、y 的投影为;速度;（3）加速度沿坐标轴 x、y 的投影为;例2：通过岸崖上的绞车拉动纤绳将湖中的小船拉向岸边，如果以恒定的速率u拉动纤绳，绞车定滑轮离水面的高度为h，求小船向岸边移动的速度v和加速度a;u;例3 在地球表面附近，质点以初速度 v0 被倾斜抛出。如果不计空气阻力、风力、地球自转等影响，则质点的加速度就等于重力加速度 g ，通常把这种运动称为无阻力跑题运动。设质点在 Oxy 铅垂面内作无阻力抛体运动。试求质点速度沿 x、y 轴的投影和质点的运动学方程。 ; 任意时刻 t:;由初始条件，可得速度沿 x、y 轴的投影;利用速度定义式，有;若 ，有;1.4 用自然坐标表示平面曲线运动中的速度和加速度;1.4.2 圆周运动的加速度;1. 切向加速度;注意;2.法向加速度;3.圆周运动的加速度小结;解 根据速度和加速度在自然坐标系中的表示形式，有;当 t = 1s 时;例2 质点沿半径R=3m??圆周运动，如图。已知切向加速度 时质点在 点, 其速度 ，试求（1）t =1s 时质点速度和加速度的大小；（2）第2秒内质点所通过的路程。;法向加速度的大小;代入数据，得;1.4.3、一般平面曲线运动中的加速度;1.5 圆周运动的角量描述 角量与线量关系;平均角加速度;切向加速度（速度大小变化引起）;匀变速圆周运动与匀变速率直线运动类比;例1半径为r = 0.2m，可绕O轴转动，如图所示。已知轮缘上任一点 M 的运动方程为θ= -t2+4t , 求 t = 1s 时 M 点的速度和加速度。;t =1s 时，M点的速度大小为;加速度大小;位移变换关系:;速度变换关系;加速度的变换关系;例:雨天一辆客车在水平马路上以20m/s的速度向东开行，雨滴在空中以10m/s的速度竖直下落。求雨滴相对于车厢的速度的大小与方向。;解法一：矢量法;解法二：分量法;练习1 一质点运动轨迹为抛物线;解：;解：;练习3.一质点沿x轴作直线运动，其位置坐标与时间的关系为 x=10+8t-4t2,求： （1）质点在第一秒第二秒内的平均速度。 （2）质点在t=0、1、2秒时的速度。;代入 t = 0 , 1 , 2 得：;练习4 一质点由静止开始作直线运动，初始加速度为a0，以后加速度均匀增加，每经过τ秒增加a0，求经过t秒后质点的速度和运动的距离。;;练习5 由楼窗口以水平初速度v0射出一发子弹，取枪口为原点，沿v0为x轴，竖直向下为y轴，5并取发射时t=0。试求： (1)子弹在任一时刻t的位置坐标及轨道方程； (2)子弹在t时刻的速度，切向加速度和法向加速度。;(2);重点总结