大学物理-直线运动和圆周运动ppt课件

为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益演示实验：演示实验：棒棒A被打击后，被打击后，小球小球2自由下落，自由下落，小球小球1平平抛，但两球同时落地。抛，但两球同时落地。任何一个方向的运动，都不会因任一其它任何一个方向的运动，都不会因任一其它方向的运动是否存在而受到影响。方向的运动是否存在而受到影响。当物体同时参与两个或多个运动时，其总当物体同时参与两个或多个运动时，其总的运动乃是各个独立运动的合成结果。的运动乃是各个独立运动的合成结果。运动独立性原理运动独立性原理运动叠加原理运动叠加原理结论：结论：四、运动叠加原理四、运动叠加原理为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益五、五、直线运动直线运动(rectilinear motion)直线运动中（以在直线运动中（以在X轴上为例），描述质点运动轴上为例），描述质点运动的各矢量可用的各矢量可用代数量（分量式）代数量（分量式）代替，它们的代替，它们的方向方向可可用用对选定坐标轴的对选定坐标轴的正负来表示正负来表示。矢径：矢径：x=x(t)“+”、“-”表质点在原点之右或之左表质点在原点之右或之左XOxx0 轴轴正正向向或或反反向向。量量沿沿”反反映映各各”、“加加速速度度速速度度位位移移xdtxddtdvadtdxvxxx220为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益六、六、圆周运动圆周运动(circular motion)1.匀速率圆周运动匀速率圆周运动图中，质点作逆时针图中，质点作逆时针运动，经运动，经t由由A到到B，ABBAvvvvvv ,匀变速直线运动：匀变速直线运动：20012xxv tat atvv 022002()vva xx 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益tvat 0lim速度速度与与OAB相似，相似，RABvv 当当t0时时ABs tABRvtv RvvRvdtdsRvtsRvtvatt200limlim 的方向为的方向为 的极限方向：当的极限方向：当t0时，时，BA,指向圆心，故称指向圆心，故称向心加速度向心加速度或或法向加速度法向加速度。av Avv 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.变速率变速率圆周运动圆周运动tnABvvvvv)()(tnttnttaatvtvtva )(lim)(limlim000其中：其中：切向加速度切向加速度tvattt )(lim0（只改变速度的大小）（只改变速度的大小）tvantn )(lim0 法向加速度法向加速度（只改变速度的方向）（只改变速度的方向）dtdvtvtvvatABtt 00limlim为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由上面的讨论知：由上面的讨论知：)(2方方向向：沿沿法法向向指指向向圆圆心心Rvan),0,0(反反向向与与同同向向；与与vavadtdvattt tnntaaRvdtdvaaaa122222tan)()(方方向向：与与切切向向夹夹角角大大小小：ntnteRvedtdvaaa2 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3.圆周运动的角量描述圆周运动的角量描述 角位移角位移 角速度角速度dtd 角加速度角加速度dtd 角位置角位置 匀变速匀变速(一定一定)圆周运动与匀变速直线运动圆周运动与匀变速直线运动有相似的规律（推导略）：有相似的规律（推导略）：)(22102022000 ttt对应关系：对应关系：avx （以（以rad为单位）为单位）在在 SI 制中，制中，的单位为的单位为rads-1,的单的单位为位为rads-2.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益4.角量与线量的关系角量与线量的关系 dtRddtdsv dtdRdtRddtdvat )(22 RRvan 线加速度（切向加速度）线加速度（切向加速度）线速度线速度 Rv Rat 七、一般平面曲线运动七、一般平面曲线运动可视为由可视为由一系列瞬间圆周运动一系列瞬间圆周运动所组成。所组成。曲线在某点的曲线在某点的曲率圆曲率圆半径半径 称为称为在该点的在该点的曲率半径。曲率半径。加速度：加速度：ntevedtdva2 1te2te1ne2ne总是指向凹的一侧。总是指向凹的一侧。a自然坐标系自然坐标系为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益ntevedtdva2 对一般平面曲线运动：对一般平面曲线运动：（1）若）若 ，则质点作直线运动：，则质点作直线运动：dvadt（2）若）若 R且曲率中心不变，则质点作圆周且曲率中心不变，则质点作圆周运动：运动：2tndvvaeedtR 若若v不变，则质点作匀速率圆周运动：不变，则质点作匀速率圆周运动：2vaR dvdt 若若一一定定（一一定定），则质点作匀变速圆周则质点作匀变速圆周运动：运动：若若a一定，一定，则质点作匀变速直线运动：则质点作匀变速直线运动：若若a=0，则质点作匀速直线运动则质点作匀速直线运动为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例例3.一质点沿螺旋线一质点沿螺旋线自外向内自外向内运动，如图。已知运动，如图。已知其走过的其走过的弧长与时间的一次方成正比弧长与时间的一次方成正比。试问该质。试问该质点加速度的大小是越来越大，还是越来越小？点加速度的大小是越来越大，还是越来越小？mv解：解：运动路程运动路程s=b t ,b为常数。为常数。法向加速度法向加速度bdtdsv 0dtdvat 22nbva 质点的速率质点的速率切向加速度切向加速度 越来越小，越来越小，而而 b 为常数，所以该质点加速度为常数，所以该质点加速度的大小是的大小是越来越大越来越大。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道一物体作如图所示的斜抛运动，测得在轨道A点处速度大小为点处速度大小为v，方向与水平方向成，方向与水平方向成30.则则物体在物体在A点的切向加速度点的切向加速度at=，轨道的，轨道的曲率半径曲率半径=.例例4(学习指导学习指导p26,25)v30A为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益解：解：如图所示：如图所示：v30atganA302/g30singat 由于切向加速度与由于切向加速度与速度速度反向反向，一般写，一般写成：成：2/gat 2nv2g330cosga g3v322 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益八、运动学的两类问题八、运动学的两类问题(p16-17，自学，自学)1.已知位置矢量，求速度和加速度；已知位置矢量，求速度和加速度；方法：求导方法：求导2.已知加速度，求速度和位置矢量。已知加速度，求速度和位置矢量。方法：方法：先分离变量再积分先分离变量再积分1-4 运动描述的相对性运动描述的相对性相对运动问题指的是在相对运动问题指的是在不同不同参考系中观察参考系中观察同一同一物体运动所给出的运动描述之间的关系问题。物体运动所给出的运动描述之间的关系问题。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例例5(学习指导学习指导p29,42)解：解：dtvdi titmFa 425.0依题意，依题意，dti tvdtvj 402 jitv222 dtvrddtrdv 再再由由dtjitrdtr)22(020 )(2323SIjtitr 先分离变先分离变量再积分量再积分质量为质量为0.25kg的质点，受力的质点，受力 的作用，式的作用，式中中t为时间。为时间。t=0时该质点以时该质点以 的速度通过的速度通过坐标原点，则该质点任意时刻的位矢是坐标原点，则该质点任意时刻的位矢是.)(SIi tF smjv/2 dti tvd4 分离变量分离变量等号一等号一侧只能有一个变量。侧只能有一个变量。0-t内速度的改变量内速度的改变量为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益图中图中,xoy 表示固定在水表示固定在水平地面上的坐标系，平地面上的坐标系，yox 表示固定在运动着表示固定在运动着的汽车上的坐标系，一的汽车上的坐标系，一个小球个小球P在车内运动。在车内运动。设在同一设在同一t 时间内时间内车对地位移为车对地位移为BEr 球对车位移为球对车位移为PBr 球对地位移为球对地位移为PEr 有：有：两边除以两边除以t，并令，并令t 0，可得可得PEPBBErrr 丙丙乙乙甲甲丙丙甲甲乙乙rrr 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益伽利略速度变换伽利略速度变换乙乙甲甲甲甲乙乙乙乙甲甲甲甲乙乙乙乙甲甲甲甲乙乙注注：aavvrr ,说明：说明：（1）矢量的合成法则只有对同一参考矢量的合成法则只有对同一参考系才能应用。系才能应用。（2）伽利略变换承认绝对的时空观伽利略变换承认绝对的时空观（长（长度、时间的测量与参考系无关），度、时间的测量与参考系无关），这这在在v远小于真空中光速远小于真空中光速c时成立。时成立。丙丙乙乙甲甲丙丙甲甲乙乙vvv 丙丙乙乙甲甲丙丙甲甲乙乙aaa 伽利略加速度变换伽利略加速度变换为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益例例6.某人骑自行车以速率某人骑自行车以速率v向正西方行驶，遇到由向正西方行驶，遇到由北向南刮的风（设风速大小也为北向南刮的风（设风速大小也为v），则他感到风），则他感到风是从是从 (A)东北方向吹来东北方向吹来.(B)东南方向吹来东南方向吹来.(C)西北方向吹来西北方向吹来.(D)西南方向吹来西南方向吹来.由伽利略速度变换式由伽利略速度变换式解：解：地人地人风地风地风人风人vvv而而人地人地地人地人vv如图所示，人感到风从如图所示，人感到风从西北方向吹来西北方向吹来.风风人人v风地风地v地地人人v选选(C).作业：习题作业：习题1-3，1-14