运动学基础讲义
- 格式:pdf
- 大小:636.60 KB
- 文档页数:14
运动学第一讲 基本知识介绍一.一. 基本概念1. 质点质点2. 参照物参照物3. 参照系——固连于参照物上的坐标系(解题时要记住所选的是参照系,而不仅是一个点)是一个点)4.绝对运动,相对运动,牵连运动:v 绝=v 相+v 牵二.运动的描述1.位置:r=r(t) 2.位移:Δr=r(t+Δt)-r(t) 3.速度:v=lim Δt→0Δr/Δt.在大学教材中表述为:v =d r/dt, 表示r 对t 求导数求导数 4.加速度a =a n +a τ。
a n :法向加速度,速度方向的改变率,且a n =v 2/ρ,ρ叫做曲率半径,(这是中学物理竞赛求曲率半径的唯一方法)a τ: 切向加速度,速度大小的改变率。
a =d v /dt 5.以上是运动学中的基本物理量,以上是运动学中的基本物理量,也就是位移、也就是位移、也就是位移、位移的一阶导数、位移的一阶导数、位移的一阶导数、位移的二阶导数。
位移的二阶导数。
可是三阶导数为什么不是呢?因为牛顿第二定律是F=ma,即直接和加速度相联系。
(a 对t 的导数叫“急动度”。
)6.由于以上三个量均为矢量,所以在运算中用分量表示一般比较好.由于以上三个量均为矢量,所以在运算中用分量表示一般比较好三.等加速运动v(t)=v 0+at r(t)=r 0+v 0t+1t+1//2 at 2 一道经典的物理问题:二次世界大战中物理学家曾经研究,当大炮的位置固定,以同一速度v 0沿各种角度发射,问:当飞机在哪一区域飞行之外时,不会有危险?(注:结论是这一区域为一抛物线,此抛物线是所有炮弹抛物线的包络线。
此抛物线为在大炮上方h=v 2/2g 处,以v 0平抛物体的轨迹。
) 练习题:一盏灯挂在离地板高l 2,天花板下面l 1处。
灯泡爆裂,所有碎片以同样大小的速度v 朝各个方向飞去。
求碎片落到地板上的半径(认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的,(认为碎片和天花板的碰撞是完全弹性的,即切即切向速度不变,法向速度反向;碎片和地板的碰撞是完全非弹性的,即碰后静止。
高一物理运动学知识点讲义一、引言运动学是物理学中的一个重要分支,它研究物体的运动以及与之相关的力和能量。
在高中物理学习中,运动学是一个基础且必不可少的部分。
本讲义将介绍高一物理运动学的主要知识点,帮助同学们理解和掌握这些重要概念。
二、直线运动1. 位移和位移公式位移是描述物体在一段时间内从出发点到达终点的位置变化。
位移的大小等于终点位置减去出发点位置。
位移公式为:Δx = x 终点 - x出发点。
2. 平均速度和瞬时速度平均速度指物体在一段时间内的位移与时间的比值。
瞬时速度指物体在某一瞬间的瞬时位移和瞬时时间的比值。
3. 加速度和加速度公式加速度是物体速度变化率的物理量。
加速度的大小等于速度的变化量除以时间的变化量。
加速度公式为:a = Δv / Δt。
三、曲线运动1. 圆周运动圆周运动是物体绕固定轴线做周而复始的往复运动。
它有两个重要的物理量:角位移和角速度。
角位移表示物体在圆周运动中的位置变化,它的单位是弧度。
角速度表示单位时间内角位移的变化率,它的单位是弧度/秒。
2. 简谐振动简谐振动是一种重要的曲线运动,它是指物体在恢复力作用下在平衡位置附近做来回往复振动的运动。
简谐振动的重要物理量有振幅、周期和频率。
振幅表示最大位移的大小,周期表示一个完整振动所需的时间,频率表示单位时间内振动的次数。
四、运动学定律1. 牛顿第一定律牛顿第一定律也被称为惯性定律,它表明物体在无外力作用下,或合力为零时,保持匀速直线运动或静止。
2. 牛顿第二定律牛顿第二定律描述了力、质量和加速度之间的关系。
它的数学表达式为:F = ma,其中F表示力,m表示物体的质量,a表示加速度。
3. 牛顿第三定律牛顿第三定律表明,任何两个物体之间都存在大小相等但方向相反的作用力。
这是普遍的作用-反作用原理。
五、小结运动学是物理学的基础,它研究物体的运动及其背后的力和能量。
高一物理运动学知识点包括直线运动和曲线运动,以及运动学定律的三个规律。
第一讲 运动学一.内容提要(一)高考涉及的运动学知识 1.基本概念(1)机械运动、平动和转动.(2)质点.(3)参照物(系).为描述运动而假定不动的物体. (4)时间和时刻. (5)速度和速率.(6)加速度 tv v t v a t 0-=∆∆=注意0v v t -为矢量差,若在一条直线上,则设定正方向后,用正负号来表示其方向.2.直线运动的有关规律(1)变速运动的平均速度 sv t= s :位移.平均速度是矢量. (2)匀变速直线运动:at v v t +=0 2021at t v s += 2022v v as t -= t v t v v s t =+=20 中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度 20tv v t S v t +==(3)自由落体运动:上面方程组中的v 0=0,a =g(4)竖直上抛运动:上面方程组中的a =-g (5)运动图像:s —t 图和v —t 图. 3.运动的合成与分解运动的合成与分解是指位移、速度、加速度等矢量的合成与分解,遵循平行四边形法则.注意:合运动是质点的实际运动.4.平抛运动的有关规律平抛运动可视为沿初速度方向的匀速直线运动和与初速度方向垂直的自由落体运动的合运动.如果以初速度方向为X 轴,以加速度方向为Y 轴,以抛出位置为坐标原点建立坐标系,则:0x s v t = s =212y s gt =0v v x = 22y xv v v +=0sin tan y v gt v v θθ====二.竞赛补充的提高知识1.绝对速度、相对速度和牵连速度通常..取地球参照系为静系,相对于地球参照系的速度称为绝对速度.令地球参照系为a , b 物体相对于地球运动的速度为v ba ,c 物体相对于b 物体的速度为v cb .则c 对a 的速度v ca = v ba + v cb (注意此加法应依照矢量合成的平行四边形法则进行)其中, v ca 称为绝对速度;v cb 称为相对速度;v ba 称为牵连速度.(这一规律可记为:丙物体对甲物体的速度,等于丙物体对乙物体的速度和乙物体对甲物体的速度的合成.)位移和加速度也有类似的规律:s ca = s ba + s c b a ca = a ba + a cb2.斜抛物体运动一般的抛体运动,通常是指初速度与加速度的夹角不为900、00和1800的情形.解决这类问题还是分解到两个方向来考虑.(1) 平面直角坐标分解法:即沿加速度a 的方向和垂直a 的方向分解,两个分运动分别 是相互垂直的匀速运动和匀变速运动. (2)沿初速度v 0和加速度a 的方向分解法:两个分运动分别是速度为v 0的匀速运动和初速度为0、加速度为a 的匀加速运动. 二.练习题1.如图1-1所示,光滑斜面AE 被分成四个长度相等的部分,即AB =BC =CD =DE ,一物体由A 点由静止释放,下列结论正确的是A .物体到达各点的速率2:3:2:1:::=E D CB v v v v B .物体到达各点所经历的时间3222D C B E t t t t ===C .物体从A 运动到E 的全过程平均速度B v v = 图1-1D .物体通过每一段的速度增量均相等2.一辆匀速行驶的摩托车经过一静止的汽车时,汽车启动,以后汽车和摩托车的速度时间图像如图所示,下列判断正确的是: A .前8秒内汽车的平均速度大于7.5m/s B .汽车前8秒内的加速度逐渐增大C .汽车与摩托车只能相遇一次 图1-2D .汽车和摩托车可以相遇两次3.静止在光滑水平面上的木块,被一颗子弹沿水平方向击穿,若子弹击穿木块的过程中子弹受到木块的阻力大小恒定,则当子弹入射速度增大时,下列说法正确的是:A .木块获得的速度变大B .木块获得的速度变小C .子弹穿过木块的时间变长D .子弹穿过木块的时间变短4.汽车在第一个红绿灯处由静止启动,沿平直公路驰向车站并停在车站,运行的距离为s,若汽车加速时,加速度大小恒为a1,减速时,加速度大小恒为a2,由此可知汽车在这段路上运行的最短时间是多少?5.在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B.当两球球心间的距离大于L 时,A球以速度v o做匀速运动,B静止.当两球球心间的距离等于或小于L时,A球做加速度大小为2a的匀减速运动,同时B球开始向右做初速度为零的加速度为a的匀加速运动,如图1-2所示.欲使两球不发生接触,则必须满足什么条件?图1-36.一客车从静止开始以加速度a做匀加速直线运动的同时,在车尾的后面离车头为x 远的地方有一乘客以某一恒定速度v正在追赶这辆客车,已知司机从车头反光镜内能看到离车头的最远距离为x0,同时司机从反光镜中看到该人的像必须持续时间在t0内才能注意到该人,这样才能制动客车使车停下来,该乘客想要乘坐上这辆客车,追赶客车匀速运动的速度v所满足的条件的表达式是什么?若a=1.0m/s2,x=30m,x0=20m,t0=4.0s,求v的最小值7.如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB,若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为A.t甲<t乙B.t甲>t乙C.t甲=t乙D.无法确定图1-4v通过绕过光滑定滑轮的轻绳拉动湖中的小船,8.如图1-5所示,汽车以恒定的速度开始时车与滑轮间的绳子竖直,车尾与滑轮间的距离为h,车尾与船头等高,连接到小船的30,绳子绷直.当连接到绳子与水平面夹角为037时,求小船的速小船的绳子与水平面夹角为0度和汽车的位移.图1-59.如图1-6所示,一小滑块通过长度不计的短细绳拴接在小车的板壁上,滑块与小车底板之间无摩擦.小车由静止开始一直向右做匀加速运动,经过2 s细绳断掉,又经过一段时间,滑块从小车尾部掉下来.从断绳到滑块离开小车这段时间t中,已知滑块在时间t的前3 s内图1-6相对于小车滑行了4.5 m,后3 s内相对于小车滑行了10.5 m.求:(1)小车底板的长度;(2)从小车开始运动到离开车尾掉下,滑块相对于地面移动的距离.(3)若小车尾部离地面高度为0.2m,则滑块落地时离车尾的水平距离是多少?10.如图1-7,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆,ab为沿水平方向的直径。