大学物理直线运动和圆周运动
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Br ∆A rB ryr ∆第一章质点运动学主要内容一. 描述运动的物理量 1. 位矢、位移和路程由坐标原点到质点所在位置的矢量r 称为位矢 位矢r xi yj =+,大小 2r r x y ==+运动方程 ()r r t =运动方程的分量形式()()x x t y y t =⎧⎪⎨=⎪⎩位移是描述质点的位置变化的物理量△t 时间内由起点指向终点的矢量B A r r r xi yj =-=∆+∆△,2r x =∆+△路程是△t 时间内质点运动轨迹长度s ∆是标量。
明确r ∆、r ∆、s ∆的含义(∆≠∆≠∆r r s ) 2。
速度(描述物体运动快慢和方向的物理量) 平均速度x yr x y i j ij ttt瞬时速度(速度) t 0r dr v limt dt∆→∆==∆(速度方向是曲线切线方向)j v i v j dt dy i dt dx dt r d v y x +=+==,2222yx v v dt dy dt dx dt r d v +=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛== ds drdt dt=速度的大小称速率。
3。
加速度(是描述速度变化快慢的物理量)平均加速度v a t ∆=∆ 瞬时加速度(加速度) 220limt d d ra t dt dtυυ→∆===∆△ a 方向指向曲线凹向j dty d i dt x d j dt dv i dt dv dt v d a y x2222+=+==2222222222⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=+=dt y d dt x d dt dv dt dv a a a y x y x二。
抛体运动运动方程矢量式为 2012r v t gt =+分量式为 020cos ()1sin ()2αα==-⎧⎪⎨⎪⎩水平分运动为匀速直线运动竖直分运动为匀变速直线运动x v t y v t gt 三.圆周运动(包括一般曲线运动) 1.线量:线位移s 、线速度ds v dt= 切向加速度t dva dt=(速率随时间变化率) 法向加速度2n v a R=(速度方向随时间变化率).2。
练习 一(曲线运动、直线运动、圆周运动、抛体运动、相对运动)一、选择题 1. 质点沿轨道AB 作曲线运动,速率逐渐减小,图中哪一种情况正确地表示了质点在C 处的加速度? ( C )(A) (B) (C) (D)解:(C)a 指向曲线凹侧,a 、v 间夹角大于900,速率减小,a 、v间夹角小于900,速率增加2.一质点沿x 轴作直线运动,其v -t 曲线如图所示,如t =0时,质点位于坐标原点,则t =4.5 s 时,质点在x 轴上的位置为 . ( B )(A) 5m . (B) 2m . (C) 0.(D) -2 m . (E) -5 m. 解:(B) 根据曲线下面积计算 3. 一质点沿x 轴运动的规律是x =t 2-4t +5(SI 制)。
则前三秒内它的 ( D )(A)位移和路程都是3m ; (B)位移和路程都是-3m ;(C)位移是-3m ,路程是3m ; (D)位移是-3m ,路程是5m 。
解: (D)由运动方程得42-=t v x ,令0=x v 得s t 2=,此值在前三秒内,因此前三秒内质点作回头运动.m x 5)0(=,m x 1)2(=,m x 2)3(=,m x x x 352)0()3(-=-=-=∆,m x x x x s 5)1()2()2()0(=-+-=∆4. 一质点的运动方程是j t R i t R rωωsin cos +=,R 、ω为正常数。
从t =ω/π到t =2 (1)该质点的位移是 (A) -2R i ; (B) 2R i ; (C) -2j ;(D) 0。
( B )(2)该质点经过的路程是 (A) 2R ; (B) R π;(C) 0; (D) ωR π。
(B ) 解: (1)(B),(2)B.由运动方程知质运点轨迹方程为圆, i R i R i R r r r2)()/()/2(=--=-=∆ωπωπ5.一质点在平面上运动,已知质点位置矢量的表示式为j bt i at r 22+=(其中a 、b 为常量), 则该质点作 ( B )(A) 匀速直线运动; (B) 变速直线运动;(C) 抛物线运动; (D)一般曲线运动.解:(B)a bx y bt y at x /,,22===6.某物体的运动规律为t k t 2d /d v v -=,式中的k 为大于零的常量.当0=t 时,初速为v 0,则速度v 与时间t 的函数关系是 ( C ) (A) 0221v v +=kt ; (B) 0221v v +-=kt ; (C) 02121v v +=kt ; (D) 02121v v +-=kt . 解:( C )⎰⎰-=t v v ktdt v dv 020 7. 某人以4km/h 的速率向东前进时,感觉风从正北吹来,如将速率增加一倍,则感觉风从东北方向吹来。
大学物理刚体力学总结大学物理刚体力学总结大学物理刚体力学总结篇一:大学物理力学总结大学物理力学公式总结 ? 第一章(质点运动学)1. r=r(t)=x(t)i+y(t)j+z(t)k Δr=r(t+Δt)- r(t) 一般地|Δr|?Δr2. v= a= dt dx d??d?? d2??dt3. 匀加速运动:a=常矢 v0=vx+vy+vz r=r0+v0t+at2 ????4. 匀加速直线运动:v= v0+at x= v02 v2-v02=2ax 215. 抛体运动:ax=0 ay=-g vx=v0cs vy=v0sinθ-gt x=v0csθ?t y=v0sinθ?tgt2 216. 圆周运动:角速度= dt Rdθ v 角加速度dt dω 加速度 a=an+at 法相加速度an==Rω2 ,指向圆心 Rv2 切向加速度at=Rα ,沿切线方向dt d??7. 伽利略速度变换:v=v’+u ? 第二章(牛顿运动定律)1. 牛顿运动定律: 第一定律:惯性和力的概念,惯性系的定义第二定律:F=, p=mv dtd?? 当m为常量时,F=ma 第三定律:F12=-F21 力的叠加原理:F=F1+F2+……2. 常见的几种力:重力:G=mg 弹簧弹力:f=-kx3. 用牛顿定律解题的基本思路:1) 认物体 2) 看运动 3) 查受力(画示力图) 4) 列方程(一般用分量式) ? 第三章(动量与角动量)1. 动量定理:合外力的冲量等于质点(或质点系)动量的增量,即 Fdt=dp2. 动量守恒定律:系统所受合外力为零时, p= ??????=常矢量3. 质心的概念:质心的位矢 rc= ???????? 离散分布) m 或 rc = ??dmm (连续分布)4. 质心运动定理:质点系所受的合外力等于其总质量乘以质心的加速度,即 F=mac5. 质心参考系:质心在其中静止的平动参考系,即零动量参考系。
6. 质点的角动量:对于某一点, L=r×p=mr×v7. 角动量定理:M= dtd?? 其中M 为合外力距,M=r×F,他和L 都是对同一定点说的。
课时:2课时教学目标:1. 理解圆周运动的概念,掌握匀速圆周运动和变速圆周运动的特点。
2. 掌握线速度、角速度、周期、频率等物理量的定义和计算方法。
3. 理解向心力的概念,掌握向心力公式及其应用。
4. 能够运用圆周运动的知识解决实际问题。
教学重点:1. 线速度、角速度、周期、频率等物理量的定义和计算方法。
2. 向心力的概念及其应用。
教学难点:1. 向心力的来源和作用。
2. 圆周运动中的能量守恒。
教学过程:第一课时一、导入1. 回顾物体运动的基本形式,引入圆周运动的概念。
2. 提出问题:什么是圆周运动?圆周运动有哪些特点?二、新课讲授1. 圆周运动的概念:物体沿圆周轨迹运动的现象。
2. 匀速圆周运动的特点:线速度大小不变,方向时刻改变;角速度大小不变,方向始终指向圆心。
3. 线速度、角速度、周期、频率的定义和计算方法。
- 线速度:物体在单位时间内沿圆周轨迹所通过的弧长。
- 角速度:物体在单位时间内绕圆心转过的角度。
- 周期:物体完成一周圆周运动所需的时间。
- 频率:单位时间内物体完成的圆周运动次数。
4. 线速度、角速度、周期、频率之间的关系:v = ωr,T = 1/f,n = 1/T。
三、课堂练习1. 计算匀速圆周运动中物体在某一时刻的线速度和角速度。
2. 根据线速度和角速度的关系,计算匀速圆周运动中物体的半径。
第二课时一、复习导入1. 回顾匀速圆周运动的特点和物理量的计算方法。
2. 提出问题:匀速圆周运动中物体受到的向心力是什么?二、新课讲授1. 向心力的概念:使物体沿圆周轨迹运动的力。
2. 向心力公式:F = mω²r,其中m为物体质量,ω为角速度,r为半径。
3. 向心力的来源:物体受到的合外力。
4. 向心力的应用:- 计算向心力的大小。
- 分析向心力对物体运动的影响。
三、课堂练习1. 计算匀速圆周运动中物体所受的向心力。
2. 分析向心力对物体运动的影响。
四、总结1. 回顾圆周运动的特点和物理量的计算方法。
引言概述:大学物理作为一门重要的基础学科,涵盖了丰富而广泛的知识体系。
本文将继续讨论大学物理的内容,并详细阐述其五个主要领域,包括经典力学、电磁学、热学、光学和量子力学。
通过深入探讨每个领域的五至九个小点,我们将进一步了解大学物理的核心知识和重要概念,为我们构建牢固的物理学基础提供帮助。
正文内容:一、经典力学1.牛顿力学:牛顿定律、运动方程等基本理论。
2.质点运动:质点的直线运动、曲线运动和圆周运动等。
3.常见力学问题:例如摩擦力、弹性力和重力等。
4.动量和能量:动量和能量守恒定律等。
5.刚体力学:刚体运动、静力学和动力学等。
二、电磁学1.静电学:电场、电势和电荷等基本概念。
2.电场和电势:电场线、库仑定律和电势能等。
3.电磁感应:法拉第定律、电磁感应现象和感应电动势等。
4.交流电路:交流电路中的电阻、电感和电容等。
5.电磁波:电磁波的概念、性质和传播等。
三、热学1.温度和热量:温度的测量、热传递和热量计算等。
2.热力学定律:热力学第一定律和第二定律等。
3.状态方程:理想气体状态方程和非理想气体状态方程等。
4.热力学过程:等温过程、绝热过程和等压过程等。
5.热机和制冷:卡诺循环、制冷系统和热机效率等。
四、光学1.几何光学:反射、折射和光的成像等。
2.光的衍射和干涉:衍射和干涉现象的基本原理和应用。
3.光的波动性:光的波粒二象性和光的偏振等。
4.光的色散:光的色散现象和光的波长测量等。
5.现代光学:激光、光纤和光学器件等。
五、量子力学1.波粒二象性:波动方程和波粒二象性的基本理论。
2.波函数和薛定谔方程:波函数的性质和薛定谔方程的解析等。
3.粒子在势场中的运动:一维势场和三维势场中的粒子运动等。
4.量子力学中的算符:算符的定义、本征值和本征函数等。
5.微扰理论和矩阵力学:微扰理论的应用和矩阵力学的基本原理等。
总结:大学物理作为一门重要的学科,囊括了经典力学、电磁学、热学、光学和量子力学等多个领域。