第一章 质点运动学1
- 格式:ppt
- 大小:553.00 KB
- 文档页数:23
第一章质点运动学一选择题1.以下说法中,正确的选项是:()A.一物体若拥有恒定的速率,则没有变化的速度;B.一物体拥有恒定的速度,但仍有变化的速率;C.一物体拥有恒定的加快度,则其速度不行能为零;D. 一物体拥有沿x 轴正方向的加快度而有沿x 轴负方向的速度。
解:答案是 D。
2.长度不变的杆 AB,其端点 A 以 v0匀速沿 y 轴向下滑动, B 点沿 x 轴挪动,则 B 点的速率为:()A . v0 sinB .v0 cos C.v0 tan D.v0 / cos解:答案是 C。
简要提示:设 B 点的坐标为 x, A 点的坐标为 y,杆的长度为l,则x2y2l 2对上式两边关于时间求导:dx dy0,因dxv,dyv0,所以2 x 2 ydtdt dt dt2xv2yv0 = 0即v=v0 y/x =v0tan所以答案是 C。
3.如图示,路灯距地面高为 H,行人身高为 h,若人以匀速 v 背向路灯行走,灯y人头A H vv0hθvx影sB选择题 3图选择题 2图则人头影子挪动的速度u 为()H h Hv h HA.vB.H H h H h 解:答案是 B 。
简要提示:设人头影子到灯杆的距离为 x ,则x s h , x Hs , x H H hdx H ds HvuH h dt Hdt h所以答案是 B 。
4. 某质点作直线运动的运动学方程为x = 3t-5t 3 + 6 (SI),则该质点作A. 匀加快直线运动,加快度沿 x 轴正方向.B. 匀加快直线运动,加快度沿 x 轴负方向.C. 变加快直线运动,加快度沿 x 轴正方向.D. 变加快直线运动,加快度沿x 轴负方向.()解: 答案是 D5. 一物体从某一确立高度以v 0 的初速度水平抛出,已知它落地时的速度为v t ,那么它的运动时间是: ()v t - v 0v t v 0v t2 22v v 0 v t A.B.C.gD.2 gg2 g解:答案是 C 。
第一章质点运动学基本要求一、理解质点模型和参照系、坐标系等概念。
二、掌握位置矢量、位移、速度、加速度等物理量的概念及其关系。
三、掌握直线运动、圆周运动及抛体运动中运动方程及速度、加速度等物理量的计算。
四、理解运动叠加原理及其应用。
内容提要一、参照系、坐标系和质点参照系用来描述物体运动而选作参考的物体或物体系。
运动的相对性决定描述物体运动必须选取参照系。
运动学中参照系可任选,不同参照系中物体的运动形式(如轨迹、速度等)可以不同。
坐标系固定在参照系上的一组有刻度的射线、曲线或角度。
坐标系为参照系的数学抽象。
参照系选定后,坐标系还可以任选。
在同一参照系中用不同的坐标系描述同一运动,物体的运动形式相同,但其运动形式的数学表述却可以不同。
常用坐标系有直角坐标系、球坐标系、柱坐标系等。
质点 如果物体的线度和形状在所研究的现象中不起作用,或所起的作用可以忽略不计,我们就可以近似地把物体看作是一个没有大小和形状的理想物体,称为质点。
二、质点的位置矢量和运动方程位置矢量(位矢、矢径) 用来确定某时刻质点位置(用矢端表示)的矢量。
k j i r r z y x z y x ++== ),,(位置矢量的大小:222z y x r ++==r位置矢量的方向余弦:r zr y r x ===γβαcos ,cos ,cos运动方程 质点位置矢量坐标和时间的函数关系称为质点的运动方程。
k j i r )()()()(t z t y t x t ++=或 )(t x x =,)(t y y =,)(t z z = 三、位移和路程位移(矢量) 质点在一段时间(t ∆)内位置的改变(r ∆)叫作它在这段时间内的位移。
)()(t t t r r r -∆+=∆路程(标量) 质点实际运动轨迹的长度s ∆。
注意:Δt →0时,位移大小等于路程,即r d ds =四、速度和加速度速度 位置矢量对时间的变化率。
平均速度:t∆∆=r v (瞬时)速度:dt d t t r r v =∆∆=→∆lim 0k j i dtdz dt dy dt dx ++= 速度方向:沿轨迹上质点所在点的切线,并指向质点前进的方向。
1、 质点运动量的描述(1) 位置矢量r:运动方程: k t z j t y i t x t r )()()()(++=;模为 222z y x r ++=位移矢量:)()(t r t t r r -∆+=∆;注意:一般r r ∆≠∆(2) 速度:x y z dr v v i v j v k dt ==++,分量式:x y z v ,v ,v dx dy dzdt dt dt===; 速度的大小:222x y z dr ds v v v v v dt dt==++=≡,v 为速率。
速度方向沿曲线切线指向运动的前方。
平均速度:x y z r v v i v j v k t ∆==++∆,分量式:,,x y z x y zv v v t t t∆∆∆===∆∆∆ (3) 加速度:22x y z dv d r a a i a j a k dt dt===++,加速度大小:222xy z a a a a =++ 分量式:222222,,y x z x y z dv dv dv d x d y d za a a dt dt dt dt dt dt ======; 自然坐标系:t e v v =,n n t t e a e a a+=,t dv a dt =(有正负!),2n v a ρ=,此处v 为速率,ρ为曲率半径。
2、 圆周运动:角位置θ,角速度d dt θω=,角加速度:d dtωα=; 角量与线量的关系:θR s =,R v ω=,t dv a R dt α==,22n va R Rω==3、 抛体运动:0000200000cos 1sin 2x x x x y y y y a v v v x v ta g v v gt v gt y v t gt θθ=→==→=⎧⎪⎨=-→=-=-→=-⎪⎩其中0θ为起抛角。
22t n a a g += 4、 相对运动速度变换: AB AC CB v v v =+ 或表示为 AB AC BC v v v =- 加速度变换:AB AC CB a a a =+ 或 AB AC BC a a a =-(注意:这是矢量加法,用平行四边形作图或分解为分量计算;注意下标的规律。