更高更妙的物理竞赛ppt课件竞赛课件5：物系相关速度28页PPT

物系相关速物理竞赛必看
会计学
1
例 如图,一个球以速度v沿直角斜槽ACB的棱角做无滑动的滚动． AB等效于球的瞬时转轴．试问球上哪些点的速度最大？这最大速度 为多少？
本题属刚体各点速度问题
球心速度为v， 则对瞬时转轴AB:
v 2 R
2
则球角速度
2v R
根据刚体运动的速度法则:
OR
A
45
B
C
球表面与瞬时转轴距离最大的点有最大速度!
第2页/共12页
vt
θ vn v
vn
A
v1
Oαvv2D1dBd v1d
C
v2
v0
v2d
例1
如图所示，AB杆的A端以匀速v运动，在运动时杆恒与一
半圆周相切，半圆周的半径为R，当杆与水平线的交角为θ时，求杆的角速度ω及
杆上与半圆相切点C的速度．
这是杆约束相关速度问题
考察杆切点C,由于半
B
圆静止,C点速度必沿
另一个同样的轴环O2以速度v从这个轴环旁通过，试求两轴环上部交 叉点A的速度vA与两环中心之距离d之间的关系．轴环很薄且第二个 轴环紧傍第一个轴环．
本题求线状交叉物系交叉点A速度
A
轴环O2速度为v，将此速度沿轴 环O1、O2的交叉点A处的切线方
O2 O1
O2
dv
向分解成v1、v2两个分量:
v2
由线状相交物系交叉点相关
杆与凸轮接触点有相同的法向速度!
根据接触物系触点速度相关特
征，两者沿接触面法向的分速度相
同，即
α
ωr
r sin v杆 cos
v杆 r tan
B
v杆K
A rα
nM

地球绕太阳公转：分 析地球公转轨道、周 期、速度等参数
02
月球绕地球公转：分 析月球公转轨道、周 期、速度等参数
03
太阳系行星运动：分 析各行星公转轨道、 周期、速度等参数
04
双星系统：分析双星 系统的形成、运动规 律等
05
黑洞与恒星运动：分 析黑洞对恒星运动的 影响
06
星系运动：分析星系 的形成、运动规律等
地球环境与天体运动的关系：天体运动的研究将有 助于我们更好地了解地球环境变化和应对气候变化
5
天体运动的总 结与反思
总结天体运动的主要内容
天体运动的基本概念：
01 包括天体、轨道、周
期、速度等
天体运动的基本规律：
02 开普勒三定律、牛顿
万有引力定律等
天体运动的计算方法：
03 轨道方程、能量守恒、
角动量守恒等
引入更多天体运动 的实际案例，提高 学生的兴趣和认知
引入天体运动的前 沿研究，提高学生 的创新意识和能力
增加天体运动实验 环节，提高学生的
动手能力
增加天体运动的互 动环节，提高学生 的参与度和积极性
谢谢
阐述天体运动的基本原理
01
01
万有引力定律：天体运动的基础， 描述物体之间的引力关系
02
02
开普勒三定律：描述天体运动的规 律，包括轨道形状、周期和速度
03
03
牛顿第二定律：描述物体运动的规 律，包括加速度、质量和力
04
04
角动量守恒定律：描述天体运动的 稳定性，包括角动量、质量和速度
2
天体运动的计 算方法
物理竞赛精品课件： 天体运动
演讲人
目录
01. 天体运动的基础知识 02. 天体运动的计算方法 03. 天体运动的典型问题 04. 天体运动的拓展应用 05. 天体运动的总结与反思

(t 2 ) (t 1) 2 1
0同步 x
π 反相
x
超前
为其它
落后
x

o
o
t
t
t
12
例1 计算下列情况的初相位 (1) t=0,x= A,v=0 (2) t=0,x=0,v=-Aω (3) t=0,x=0,v=Aω(4) t=0,x=A/2,v<0 (5) t=0,x=-A/2,v>0
sin v0
A
2
Ek
1 mv2 2
E sin2(t )
Ep
1 2
kx 2
E cos2(t )
E 1 kA2 1 m 2 A2
2
2
谐振动过程中机械能守恒!
3
一、表示法 x Acos(t )
1. t=0时，矢量与x轴夹角为谐振动的初相 ，
t时刻与x轴夹角为t时刻谐振动的位相 t
解 （1）x=Acos φ=A cosφ=1 v=-A ωsin φ =0 sinφ=0 φ=0
(2) x=Acos φ=0
cosφ=0
v=-A ωsin φ = -Aω sinφ=1 φ=π/2
ω
ω
v
φ=0 A o
x
φA
o
x
(1)
(2)
13
例1 计算下列情况的初相位 (3) t=0,x=0,v=Aω(4) t=0,x=A/2,v<0
x Acos(t1 ) x Acos(t2 )
t
t2
t1
x
A
a
b
tb
A2
t
x
o
A
v
π
A 0 A ta A
t π 3 T 1 T 2

上最低点 A 的加速度的大小为
, 最高点 B 的加速度
的大小为
解： 质心系中
an
v2 R
R 2
R 2t 2
at R
最低点A，地面系中
at at ac
at R
at 0
ac R
向左 向右
a t
B
vc
an R 2t 2
A
合加速度的大小
a R 2t 2
第2页/共37页
最高点B
an
v2 R
解： 以车厢为参照系，引入惯性力
A T m Aa0 mm Ag m Aa
A
a0
C
B
m2a2 B0
m2 B
g2
T
m B a
N
T
a2 0
g2 mg
m Am B
a0
m A m B
f
f* T
＝125.4（N）
mA g
第9页/共37页
a
B
T f*
a
mB g
行星绕恒星的椭圆运动
一、能量和角动量
P2
a
mv1(a c) mv 2(a c)
M
u(t)
V (t)
(m1 m2 )
第6页/共37页
设m1和m2与弹簧碰撞所用的时间为 Dt ’
在Dt ’ 内， m1和m2相对车厢的速度为 u’(t)
V (t)
u(t) V (t) u(t)
A
u(t )
V (t) M V (t) m1 m2 M V (t)
(m1 m2 )
m，开始时，滑轮和两物体均处于静止状态，而后若m ＝0则滑
轮不会转动；若m ≠ 0，但较小时，滑轮将会转动，同时与绳之 间有相对滑动；当 m 达到某临界值m0 时，滑轮与绳之间的相对 滑动刚好消失，试求m0 值。

（4）逆推法
•把运动过程的“末态”作为“初态”，一般用于末态已知的 情况。如匀减速直线运动至静止的问题，可以逆推为初速度 为零的匀加速直线运动。
（5）比例法 •对于初速度为零的匀变速直线运动或匀减速直线运动到静止 的运动，可利用匀变速直线运动的五个二级结论，用比例法 求解。
（6）图像法 专题一：图像方法
t1 : t2 : : tn 1: 2 : : n
⑤第1m、第2m、…第nm所用时间之比：
t : t : : tN 1: ( 2 1) : : ( n n 1)
5.匀变速直线运动解题方法及典型例题 （1）一般公式法
•利用匀变速直线运动的三个规律进行求解，需要注意的有以 下三点：
①匀变速直线运动的规律有三个公式，但只有两个独立方程， 是典型的“知三求二”的问题，即要找出三个已知条件，才 能求出两个未知量；
②受力分析，牛顿运动定律是基础。
③注意矢量的方向性，一般以初速度方向为正方向，其余矢 量与正方向相同者为正，与正方向相反者取负；
（2）平均速度法 例3.做匀加速直线运动的物体途经A、B、C三点，已知AB=BC， AB段的平均速度为3m/s，BC段的平均速度为6m/s，则B点的 瞬时速度为 （ ）
A．4m/s B．4.5m/s C．5m/s D．5.5m/s 点评：求平均速度的两个公式的联系、区别与应用
方法二：由平均速度与推论求解
vA vB 3 2
vA 6 vB
vB vC 6 2
vC 12 vB
vB
v
2 A

vC2
2
方法三：图像法
v/ms-1
vC
6 vB
23 3 vA
o
t/s

和物理素养。
物系相关速度在日常生活和工 程领域也有广泛应用，如车辆 运动分析、航空航天等领域。
对未来发展的展望与建议
01
深入研究物系相关速度的原理和应用，拓展其在不同领域的应 用范围。
02
加强物理竞赛中物系相关速度的培训和教学，提高学生对该领
域的理解和掌握程度。
鼓励学生在解决实际问题时运用物系相关速度的知识，培养其
相对于地面或绝对静止参考系
的速度。
02
在经典物理学中，绝对速度是存在的，但在相对论中
，由于光速不变原理，绝对速度的概念被舍弃。
03
绝对速度的大小和方向是绝对的，不依赖于观察者的
参考系。
速度的叠加原理
速度的叠加原理是指当两个物体在同一方向上运动时，它们的相对速度等于它们各 自速度的矢量和。
详细描述
在碰撞实验中，我们需要精确测量和计算物体的速度，以便了解碰撞过程中的能量交换、动量传递和散射角度等 参数。通过高速摄影技术和计算机模拟，科学家可以更准确地分析碰撞实验中的速度数据，从而提高实验的精度 和可靠性。
粒子加速器的速度控制
总结词
粒子加速器的速度控制是实现高能物理实验的关键技术之一。
详细描述
在高速测量中，速度的变化会导致时间的测 量出现误差，从而影响测量的精度。为了提 高测量精度，科学家需要采用高精度的计时 设备和高速数据采集技术，同时对测量数据 进行后处理和校准，以减小速度变化对测量 精度的影响。此外，还需要考虑温度、气压
和湿度等环境因素对速度的影响。
05
物系相关速度的未来发展
当两个物体在相反方向上运动时，它们的相对速度等于它们各自速度的矢量差。
速度的叠加原理适用于经典物理学中的低速运动，但在相对论中，由于光速不变原 理，该原理不再适用。

B1 B
三个质点相遇？
解析：根据题意，三质点均做等速率曲线运动，而且任意时刻
三个质点的位置分别在正三角形的三个顶点上，但是这个正三角 形的边长不断缩小，如图所示。现把从开始到追上的时间t分成n
个微小时间间隔△t（△t→0），在每个微小时间间隔内，质点的 运动可以近似为直线运动。于是，第一个末三者的位置A1、B1、 C1如图所示。这样可依次作出以后每经△t，以三个质点为顶点组
例2 如图所示，一个质量均 匀、半径为R、质量密度为σ 的薄板。现沿着一条半径挖去 其中半径为R/2的圆形薄板， 求剩余薄板的质心位置。
R
R/2
●
●
O
质心在原来圆心、挖去薄板圆心所在的直径 上，在圆心O的另一侧，与O点距离为 R/6.
例3 如图所示，一根细长轻质硬棒上等距离地固定着n 个质量不等的质点小球，相邻两个小球之间的距离为a。已 知最左端小球与左端点之间距离也为a，它的质量为m，其 余各球的质量依次为2m、3m、……，一直到nm。求整个 体系的质心位置到左端点的距离。
斜面上放上一块质量为m的滑块B。现将系统由静止释放，求释
放后劈A对物块B的压力、劈A相对地面的加速度各是多少？
（不计一切摩擦）
解析方法1：－牵连加速度
对A, Nsinθ=MaA,
(1)
对B, Nsinθ=maBx,
(2)
mg－Ncosθ=maBy, (3)
A、B加速度关联,
aBy = (aBx+aA)tanθ (4)
（2）若面物体上各质点速度不等，质心将沿曲线运动， 平面物体在空间扫出一个不规则体积。定理可证成立。
例4 一直角三角形板质量分布均匀，两直角边长度分别 为a和b，求质心位置。

53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
1有原则 ，热情 而不冲 动，乐 观而不 盲目。 ——马 克思
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
全套更高更妙的物理竞 赛ppt课件竞赛课件21：
说磁
6、纪律是自由的第一条件。——黑格 尔 7、纪律是集体的面貌，集体的声音， 集体的 动作， 集体的 表情， 集体的 信念。 ——马 卡连柯
8、我们现在必须完全保持党的纪律， 否则一 切都会 陷入污 泥中。 ——马 克思 9、学校没有纪律便如磨坊没有水。— —夸美 纽斯

航速限制
船舶在航行过程中受到航速限制 ，以确保船舶的安全和减少对海
洋环境的影响。
经济航速
为了降低燃油消耗和提高航行效率 ，船舶通常会选择经济航速进行航 行。
加速和减速
船舶在进出港口、通过狭窄水道或 执行特定任务时需要加速或减速， 以适应不同的航行条件和任务需求 。
03
物系相关速度在科学实验 中的应用
在道路和交通环境中，车辆的速度受 到法定限制，以确保交通安全和减少 事故风险。
限速标志识别
驾驶员需要具备识别限速标志的能力 ，以便在规定的速度范围内行驶，避 免超速行驶。
安全车距
为了保持安全，驾驶员需要保持与前 车足够的车距，以便在紧急情况下有 足够的时间和空间采取必要的避险措 施。
飞机的速度与飞行性能
05
物系相关速度的数学模型 与解析
物系相关速度的数学描述
物系相关速度是指物体相对于参考系的速度，可以用矢量表示，包括大小和方向。
物系相关速度可以通过几何关系或物理定律进行计算，如距离、角度、加速度等。
物系相关速度的数学描述通常采用矢量或矩阵形式，以便进行复杂的运动学和动力 学分析。
物系相关速度的解析方法
近似计算可以大大提高计算效率和精 度，但需要注意其适用范围和误差范 围。
近似计算是一种简化计算的方法，通 过忽略次要因素或采用近似公式来简 化计算过程。
THANKS
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原子光谱分析中的速度测量
原子光谱分析是研究原子结构和性质的重要手段，其中速度测量是关键技术之一 。通过测量原子光谱的频率和波长，可以推导出原子内部电子的运动速度和能级 结构。
原子光谱分析中的速度测量涉及到高精度的光谱仪器和测量技术，以及复杂的数 学和物理模型。这些技术为研究原子结构和性质提供了重要手段，推动了化学、 生物学和材料科学等领域的发展。