大学物理质点运动学
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大学物理第1章质点运动学质点运动学是物理学中研究物体运动的学科,它是物理学的一个重要分支,是学习物理的基础之一。
一、质点运动学的概念质点运动学是研究质点运动的学科,它把物体看作质点,即把物体看成一个点,而不考虑其体积大小。
质点运动学的主要研究内容包括:位置、速度、加速度等运动量的描述,以及运动的曲线形状、动量、能量等方面的分析。
二、质点的运动质点的运动可以分为匀速运动和非匀速运动两种情况。
1.匀速运动匀速运动是指质点在单位时间内沿着同一直线等距离地移动的运动。
匀速运动的速度大小是恒定的,可以用速度公式v=d/t来计算。
2.非匀速运动非匀速运动是指质点在单位时间内沿任意曲线路径移动的运动。
非匀速运动中质点的速度大小是变化的,需要用微积分的方法进行分析和计算。
三、质点运动中的基本物理量在质点运动中,需要描述质点的运动状态和变化情况。
主要的量包括:1.位置位置是指质点在空间中所处的位置,通常使用坐标表示。
我们可以通过坐标系建立一个参照系,来描述质点的位置。
2.位移位移是指质点从一个位置到另一个位置的距离和方向,通常用符号Δr表示。
位移的大小可以用位移公式Δr=r2-r1来计算。
3.速度速度是指质点在单位时间内所改变的位置,通常用符号v 表示。
速度的大小可以用速度公式v=Δr/Δt来计算。
4.加速度加速度是指质点在单位时间内速度所改变的量,通常用符号a表示。
加速度的大小可以用加速度公式a=Δv/Δt来计算。
四、质点的曲线运动在质点运动中,一些运动路径可能是曲线运动。
曲线运动的路径通常可以用弧长s、曲率半径r、圆心角等来表征。
1.弧长弧长是指质点在曲线路径上所走过的曲线长度,通常用符号s表示。
弧长的大小可以用弧长公式s=rθ来计算。
2.曲率半径曲率半径是指曲线在任一点上的曲率半径,通常用符号r 表示。
曲率半径可以根据曲线的形状计算得出。
3.圆心角圆心角是指质点所在的路径所对应的圆所对应的圆心角度数,通常用符号θ表示。
大学物理第1章质点运动学ppt课件•质点运动学基本概念•直线运动中质点运动规律•曲线运动中质点运动规律•相对运动中质点运动规律目录•质点运动学在日常生活和工程技术中应用•总结回顾与拓展延伸质点运动学基本概念01质点定义及其意义质点定义用来代替物体的有质量的点,是一个理想化模型。
质点意义突出物体具有质量这一要素,忽略物体的大小和形状等次要因素,使问题得到简化。
参考系与坐标系选择参考系定义为了研究物体的运动而选作标准的物体或物体系。
坐标系选择为了定量描述物体的位置及位置的变化,需要在参考系上建立适当的坐标系。
常用的坐标系有直角坐标系、极坐标系、自然坐标系等。
位置矢量与位移矢量位置矢量定义从坐标原点指向质点的矢量,用r表示。
位移矢量定义质点从初位置指向末位置的有向线段,用Δr表示。
质点在某时刻的位置矢量对时间的变化率,即单位时间内质点位移的矢量,用v 表示。
速度定义加速度定义速度与加速度关系质点在某时刻的速度矢量对时间的变化率,即单位时间内质点速度的变化量,用a 表示。
加速度是速度变化的原因,速度变化快慢与加速度大小成正比,方向与加速度方向相同。
速度加速度定义及关系直线运动中质点运动02规律匀速直线运动特点及应用特点质点在直线运动中,速度大小和方向均保持不变。
应用描述物体在不受外力或所受合外力为零的情况下的运动状态。
匀变速直线运动规律探究定义质点在直线运动中,加速度大小和方向均保持不变。
运动学公式包括速度公式、位移公式和速度位移关系式,用于描述匀变速直线运动的基本规律。
定义物体在重力的作用下从静止开始下落的运动。
运动学公式包括位移公式、速度公式和速度位移关系式,用于描述自由落体运动的基本规律。
运动特点初速度为零,加速度为重力加速度,方向竖直向下。
自由落体运动分析竖直上抛运动过程剖析定义物体以一定的初速度竖直向上抛出,仅在重力作用下的运动。
运动特点具有竖直向上的初速度,加速度为重力加速度,方向竖直向下。
大学物理质点运动学总结一、引言在大学物理课程中,运动学是物理学的基础,它研究物体的运动状态和运动规律。
其中,质点运动学是运动学的一部分,主要研究质点的运动性质和运动规律。
下面将对大学物理质点运动学进行总结。
二、质点的运动描述1. 位置和位移质点在运动过程中,位置可以用空间直角坐标系或极坐标系来描述。
而位移是指物体从初始位置到最终位置的变化量,它是个矢量量,具有大小和方向。
2. 速度与速度的计算方法速度是指单位时间内位移的变化量,可以用瞬时速度和平均速度来描述。
瞬时速度是指某一瞬间的速度,可以通过求导位移对时间的导数得到。
平均速度是指物体在一段时间内总位移与总时间的比值。
3. 加速度与加速度的计算方法加速度是指单位时间内速度的变化量,也是个矢量量。
可以用瞬时加速度和平均加速度来描述。
瞬时加速度是指某一瞬间的加速度,可以通过求导速度对时间的导数得到。
平均加速度是指物体在一段时间内总速度变化与总时间的比值。
三、常见的运动规律1. 一维运动规律一维运动规律描述了在一条直线上运动的物体的运动规律。
其中最重要的是匀速直线运动规律和匀加速直线运动规律。
匀速直线运动规律指出,当物体在匀速直线运动时,其位移与时间成正比。
匀加速直线运动规律指出,在匀加速直线运动中,物体的位移与时间的关系是二次函数。
2. 斜抛运动规律斜抛运动是指物体沿着一个初速度方向在空中做抛体运动的一种情况。
在斜抛运动中,物体的水平速度保持恒定,垂直速度受到重力的作用而发生改变。
斜抛运动的水平运动和垂直运动可以分开来考虑,通过合成两个运动,可以得出物体的轨迹和运动规律。
3. 圆周运动规律圆周运动是指物体在半径相同的圆内以恒定速度做匀速圆周运动的一种情况。
在圆周运动中,质点的速度方向始终垂直于半径的方向,因此质点在圆周上的运动轨迹是一个圆。
圆周运动的相关公式可以由质点完成单位时间所走过的弧长与所需的时间的比值来推导。
四、运动学的应用1. 自由落体问题自由落体是指物体在无空气阻力情况下,在重力作用下自由垂直下落的一种运动。
1 一质点沿x 轴作直线运动,t 时刻的坐标为x = 4.5 t
2 – 2 t
3 (SI) .试求:
(1) 第2秒内的平均速度;
(2) 第2秒末的瞬时速度;
(3) 第2秒内的路程.
一物体悬挂在弹簧上作竖直振动,其加速度为-=a ky ,式中k 为常量,y 是以
平衡位置为原点所测得的坐标. 假定振动的物体在坐标y 0处的速度为v 0,试求速
度v 与坐标y 的函数关系式.
一艘正在沿直线行驶的电艇,在发动机关闭后,其加速度方向与速度方向相反,
大小与速度平方成正比,即2/d d v v K t -=, 式中K 为常量.试证明电艇在关闭
发动机后又行驶x 距离时的速度为
)exp(0Kx -=v v
其中0v 是发动机关闭时的速度.
由楼窗口以水平初速度0v 射出一发子弹,取枪口为原点,沿0v 方向为x 轴,竖
直向下为y 轴,并取发射时刻t 为0,试求:
(1) 子弹在任一时刻t 的位置坐标及轨迹方程;
(2) 子弹在t 时刻的速度,切向加速度和法向加速度.
一质点沿半径为R 的圆周运动.质点所经过的弧长与时间的关系为22
1ct bt S += 其中b 、c 是大于零的常量,求从0=t 开始到切向加速度与法向加速度大小相等
时所经历的时间.
一飞机相对于空气以恒定速率v 沿正方形轨道飞行,在无风天气其运动周期为T .若有恒定小风沿平行于正方
形的一对边吹来,风速为)1(<<=k k V v .求飞机仍沿原
正方形(对地)轨道飞行时周期要增加多少.
一小船相对于河水以速率v 划行.当它在流速为u 的河水中逆流而上之时,有一
木桨落入水中顺流而下,船上人两秒钟后发觉,即返回追赶,问几秒钟后可追上
此桨?
一敞顶电梯以恒定速率v =10 m/s 上升.当电梯离地面h =10 m 时,一小孩竖直向
上抛出一球.球相对于电梯初速率200=v m/s .试问:
(1) 从地面算起,球能达到的最大高度为多大?
(2) 抛出后经过多长时间再回到电梯上?。