描述质点运动的四个物理量
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质点运动学中的相关物理量的计算方法质点运动学是物理学中研究质点运动的一个分支,它涉及到了许多与运动相关的物理量的计算方法。
在本文中,我们将探讨一些常见的物理量,并介绍它们的计算方法。
1. 位移与速度位移是描述质点在运动过程中位置变化的物理量。
它可以通过计算质点的起始位置和终止位置之间的距离来获得。
如果质点在直线上运动,那么位移的计算方法就是终止位置减去起始位置。
如果质点在曲线上运动,我们可以将曲线分成很多小段,然后计算每一小段的位移,最后将它们相加。
速度是描述质点在单位时间内位移的物理量。
它可以通过计算位移与时间的比值来获得。
如果质点在直线上运动,那么速度的计算方法就是位移除以时间。
如果质点在曲线上运动,我们可以计算每一小段的速度,然后取它们的平均值作为整个运动过程的速度。
2. 加速度与力加速度是描述质点在单位时间内速度变化的物理量。
它可以通过计算速度的变化量除以时间来获得。
如果质点的速度在运动过程中保持不变,那么加速度为零。
如果质点的速度在运动过程中有变化,那么加速度可以是正值或负值,分别表示速度增加或减小。
力是导致质点产生加速度的原因。
根据牛顿第二定律,力等于质点的质量乘以加速度。
因此,如果我们已知质点的质量和加速度,就可以计算出作用在质点上的力。
3. 动量与动能动量是描述质点运动状态的物理量。
它可以通过计算质点的质量乘以速度来获得。
动量的计算方法是质点的质量乘以质点的速度。
动能是描述质点运动能力的物理量。
它可以通过计算质点的质量乘以速度的平方除以2来获得。
动能的计算方法是质点的质量乘以质点的速度的平方除以2。
4. 力与功力是导致质点产生加速度的原因,而功是描述力对质点做功的物理量。
功可以通过计算力乘以质点的位移来获得。
如果力的方向与质点的位移方向相同,那么力对质点做正功;如果力的方向与质点的位移方向相反,那么力对质点做负功。
总结:质点运动学中的相关物理量的计算方法包括位移与速度、加速度与力、动量与动能以及力与功。
质点的运动学问题及公式质点运动学是经典物理学中的一个重要分支,主要研究质点在空间中的运动规律。
本文将介绍质点的运动学问题,包括描述质点运动的基本概念和涉及的公式。
一、质点的基本概念质点是物理学中一个理想化的概念,假设物体维度非常小而质量无穷大。
质点没有大小和形状,只有质量和位置。
质点的运动学问题可以用一系列的物理量来描述。
1. 位移(Displacement)位移是研究物体位置变化的基本概念,用Δx表示。
如果质点从初始位置A移动到位置B,那么位移Δx可以表示为:Δx = xB - xA其中,xA和xB分别表示初始位置和终点位置的坐标。
2. 速度(Velocity)速度是描述物体移动快慢和方向的物理量,用v表示。
平均速度可以表示为:v = Δx / Δt其中,Δt表示时间间隔。
如果考虑时间间隔Δt趋向于0的情况,即瞬时速度:v = lim(Δt→0) Δx / Δt = dx / dt其中,dx表示位移的微元,dt表示时间的微元。
3. 加速度(Acceleration)加速度是描述物体速度变化快慢和方向的物理量,用a表示。
平均加速度可以表示为:a = Δv / Δt其中,Δv表示速度变化量,Δt表示时间间隔。
在问题求解中,如果考虑时间间隔Δt趋向于0的情况,即瞬时加速度:a = lim(Δt→0) Δv / Δt = dv / dt其中,dv表示速度的微元,dt表示时间的微元。
二、质点运动的基本公式在质点运动学中,一些常用的公式可以帮助我们解决运动分析问题。
下面列举几个常见的公式。
1. 速度与位移的关系根据速度的定义,可以得到速度与位移之间的关系:v = dx / dt对上式两边同时积分,得到位移与时间的关系:Δx = ∫v dt2. 加速度与速度的关系根据加速度的定义,可以得到加速度与速度之间的关系:a = dv / dt对上式两边同时积分,得到速度与时间的关系:Δv = ∫a dt3. 位移与加速度的关系将速度与位移的关系和加速度与速度的关系相结合,可以得到位移与加速度之间的关系:v dv = a dx对上式两边同时积分,得到位移与时间的关系:Δx = ∫v dv / a通过上述的公式,我们可以在给定位移、速度或加速度的条件下,推导出与时间相关的运动规律。
a = = dv d 2r ⎨ ⎩一、基本要求第一章 质点运动学知识点汇总1. 熟练掌握描述质点运动的四个物理量:位矢、位移、速度和加速度。
2. 熟练掌握质点运动学中的两类问题:(1)用求导法由已知质点的运动学方程求质点的速度和加速度;(2)用积分法由已知质点的运动速度或加速度求质点的运动学方程。
3. 掌握速度和加速度在直角坐标系、自然坐标、极坐标系中的表达形式。
4. 掌握圆周运动的角量与线量之间的关系。
5. 掌握相对运动的速度合成公式,加深对运动相对性的理解。
二、内容提要1. 位矢:r = xi + y j + zk位矢大小:r = 位矢方向: cos α = xr cos β = y r cos γ = z r2. 运动方程:质点位置随时间变化的函数关系 r = r (t )用直角坐标表示:⎧ x = x (t ) 参数形式: ⎪ y = y (t ) ⎪ z = z (t ) 将参数形式消掉 t ,得轨道方程: F ( x , y , x ) = 03.位移:∆r = r (t + ∆t ) - r (t )用直角坐标表示: ∆r = ∆xi + ∆y j + ∆zk无限小位移: dr = dxi + dy j + dzk4. 速度:v = drdt加速度:在直角坐标系中:dt dt 2v = v i + v j + v k = dx i + dy j + dz k x y z dt dt dtdv dv y dv d 2 x d 2 y d 2 z a = a i + a j + a k = x i + j + z k = i + j + k x y z dt dt dt dt 2 dt 2 dt 2x 2 + y 2 + z 2 r = x (t )i + y (t ) j + z (t )kv = ve = ds e dv d x v = n在一维情况下: dx v x dt 2 a = x = x dt dt 25. 自然坐标系下的运动描述:运动方程: 速度:加速度:s = s (t )t dt tdt dt dt t ρ n切向加速度:a = dv e t dt t 法向加速度:a n = 2 ρ e n (圆周运动 ρ = R )加速度的大小: a =加速度的方向:设加速度与切线方向夹角为θ , tan θ =a n a t6. 极坐标系下的圆周运动描述: 运动方程(角位置):θ = θ (t )角位移:角速度: 角加速度: ∆θ = θ (t + ∆t ) -θ (t ) ω = d θdtα = d ω = d 2θ dt dt 27. 圆周运动线量与角量的关系:s = R θ v = R ω a t = R α a = R ω2 8. 相对运动速度变换公式: v = u + v ' 式中v 为质点相对于绝对坐标系 (定坐标系)的运动速度,叫做绝对速度; u 为动坐标系相对于定坐标系平动的速度,叫做牵连速度; v ' 为质点相对于动坐标系的运动速度,叫做相对速度。
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《医学物理学》知识点
第一章质点力学基础
1、描述质点运动的四个基本物理量:F(t)=x(t)i+y(t)j、
2、圆周运动:F=sr<v=vr∗、a=anr+anB=dvdt:v2ra;
3、牛顿第二定律:F→=d(mv)dt。
4、动量定理及动量守恒定律:I=∫112Fdt=p2→−p1→,当系统所受合外力为零时,ZP,=恒矢量。
5、做功:A=∫F⋅dF=∫Fxdx+∫Fydy
6、动能定理:外力做功和内力做功之和等于动能的变化量。
7、保守力和势能:做功与路径无关,只与初始和终点位置有关、势能的增量等于保守力做功的负值。
B、功能关系和机械能守恒定律:外力做功和非保守内力做功之和等于机械能的增量、在只有保守内力做功的情况下,系统的机械能守恒。
第一章复习一、描述运动的物理量1、描写质点运动的基本物理量(线量)(1)位置矢量:k z j y i x r++=。
(2)位移12r r r-=∆,注意与路程的区别。
(3)速度:dt r d v =,平均速度:t r v ∆∆= ,速率:||||dtrd dt dS v v ===(4)加速度直角坐标系:22dtrd dt v d a ==;平面自然坐标系:n v dt dv n a a a n ρτττττ2+=+= 2、描写刚体定轴转动的基本物理量(角量) (1)角位置θ(2)角位移12θθθ-=∆ (3)角速度dtd θω=(4)角加速度22dtd dt d θωβ==3、圆周运动角量与线量的关系:θ∆=∆R s ; R v ω=; R dtdva βτ==; R R v a n 22ω==。
二、运动方程1、直角坐标系中的运动方程:)(t r r=;2、定轴转动刚体的运动方程:)(t θθ=;3、自然坐标系中的运动方程:)(t s s =;三、轨迹方程四、可能出现的题型:1、根据运动方程求:位移,路程,速度,平均速度,速率,加速度,平均加速度等。
注意判别所求的物理量是矢量还是标量!2、根据加速度或速度以及初始条件求运动方程等。
可能用到的方法:图形面积法;矢量积分法(注意式中各物理量之间的变换,如:dxvdvdx dx dt dv dt dv a ===)。
3、根据运动方程求轨迹方程——消去运动方程中的时间即可。
4、利用匀变速直线运动公式或匀变速转动公式求解有关量。
匀变速直线运动公式:恒量=a ,at v v +=0,20021at t v x x ++=,)(20202x x a v v -=-匀变速转动公式:恒量=β,t βωω+=0,20021t t βωθθ++=,)(20202θθβωω-=-5、n a a a ,,τ的求解(1)直角坐标系中一般可由22dt r d dt v d a ==求出总加速度a,再根据||||dtr d v v ==求出速率,再根据dtdv a =τ求τa ,然后根据22n a a a +=τ求n a ,进而求曲率半径。