《大學(xué)物理運(yùn)動(dòng)學(xué).pptx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《大學(xué)物理運(yùn)動(dòng)學(xué).pptx（23頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)趨R文網(wǎng)上搜索。

1、一一運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性二二兩個(gè)參考系間對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的變換關(guān)系兩個(gè)參考系間對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的變換關(guān)系3伽利略變換伽利略變換相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)Flash相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)參考系選擇是任意的參考系選擇是任意的,運(yùn)動(dòng)描述是運(yùn)動(dòng)描述是相對(duì)的相對(duì)的.1.參考系參考系:定性定性描述物體運(yùn)動(dòng)而選作參考的物體描述物體運(yùn)動(dòng)而選作參考的物體太陽系行星運(yùn)動(dòng)的軌跡？太陽系行星運(yùn)動(dòng)的軌跡？一一.運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性運(yùn)動(dòng)的相對(duì)性 2.慣性參考系慣性參考系:_ _慣性慣性定律定律成立成立的參考系的參考系.地面地面參考系參考系,自轉(zhuǎn)加速度自轉(zhuǎn)加速度 地心地心參考系參考系,公轉(zhuǎn)加速度公轉(zhuǎn)加速度 太陽太陽參考系參考系,繞銀河系加速度繞銀河系加速

2、度 近似慣性系：a 3.4 3.4 cm/s2a 3 3 10-8 cm/s2a 0.6 0.6 cm/s2相對(duì)于相對(duì)于慣性系慣性系勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系都是勻速直線運(yùn)動(dòng)的參考系都是慣性系慣性系yzOOxyutPSS_伽利略速度變換公式伽利略速度變換公式二二.兩個(gè)參考系間兩個(gè)參考系間對(duì)運(yùn)動(dòng)描述對(duì)運(yùn)動(dòng)描述的變換關(guān)系的變換關(guān)系一般一般,不限于慣性系間不限于慣性系間:yx0yx0RoorporpoPyzOOxyutPSSMmXvuv例例1:地面上的炮車以地面上的炮車以仰角仰角 發(fā)發(fā)射一炮彈射一炮彈,炮彈炮彈相對(duì)于炮口相對(duì)于炮口出出射速率為射速率為v.已知炮彈出口時(shí)已知炮彈出口時(shí)炮炮車對(duì)地車對(duì)地的反沖速

3、率的反沖速率u.寫出寫出炮彈炮彈對(duì)地對(duì)地的速度。的速度。例例2.汽車在大雨中行駛汽車在大雨中行駛,當(dāng)車速為當(dāng)車速為80km/h時(shí)時(shí),車車上的乘客從車側(cè)窗觀察到上的乘客從車側(cè)窗觀察到雨滴雨滴與豎直方向成與豎直方向成60,當(dāng)當(dāng)汽車汽車停下來時(shí)停下來時(shí),乘客發(fā)現(xiàn)雨滴是垂直下落乘客發(fā)現(xiàn)雨滴是垂直下落的的.求雨滴相對(duì)于求雨滴相對(duì)于地面地面下落的速率下落的速率.分析分析:參考系參考系：地面：地面S，車，車S運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)：雨滴雨滴P1.運(yùn)動(dòng)方程運(yùn)動(dòng)方程3.加速度加速度:一一.運(yùn)動(dòng)的矢量描述運(yùn)動(dòng)的矢量描述zs0 xy 自然坐標(biāo)系自然坐標(biāo)系第二章第二章 質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)總結(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)總結(jié)yx0yx0roorpo

4、rpoPv=R 二二.圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述圓周運(yùn)動(dòng)的角量描述角量與線量關(guān)系角量與線量關(guān)系三三.相對(duì)運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)(非相對(duì)論非相對(duì)論)絕對(duì)絕對(duì)=相對(duì)相對(duì)+(矢量迭加矢量迭加)牽連牽連第二類第二類:已知加速度已知加速度應(yīng)用微分變換：應(yīng)用微分變換：積分積分二維問題用自然坐標(biāo)二維問題用自然坐標(biāo)四四.運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題運(yùn)動(dòng)學(xué)的兩類問題第一類第一類:已知運(yùn)動(dòng)方程已知運(yùn)動(dòng)方程提問：提問：1.學(xué)過哪些物理量？定律？學(xué)過哪些物理量？定律？2.什么是定律？什么是定律？牛頓運(yùn)動(dòng)定律是怎么得到的？牛頓運(yùn)動(dòng)定律是怎么得到的？3.什么是什么是守恒守恒定律？定律？物理量為什么會(huì)守恒？物理量為什么會(huì)守恒？4.以前學(xué)牛頓定律和動(dòng)量守

5、恒的順序以前學(xué)牛頓定律和動(dòng)量守恒的順序?現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)事實(shí)現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)事實(shí):牛頓定律不成立牛頓定律不成立,找不到力找不到力,動(dòng)量守恒動(dòng)量守恒仍成仍成立立,你作何想你作何想?(?(教材順序的知識(shí)體系教材順序的知識(shí)體系)守恒定律守恒定律反映自然界中反映自然界中基本對(duì)稱性基本對(duì)稱性的結(jié)果的結(jié)果-應(yīng)用應(yīng)用守恒定律守恒定律:過程量過程量狀態(tài)量狀態(tài)量即即:守恒定律守恒定律與與不變性不變性有密切聯(lián)系有密切聯(lián)系動(dòng)量動(dòng)量守恒守恒角動(dòng)量角動(dòng)量守恒守恒能量能量守恒守恒-守恒定律守恒定律是自然界的是自然界的普遍規(guī)律普遍規(guī)律守恒守恒?空間空間平移平移不變性不變性空間空間轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)不變性不變性時(shí)間平移時(shí)間平移不變性不變性Ref:P8

6、8-94 守恒定律守恒定律力力本章重點(diǎn)：本章重點(diǎn)：守恒條件及應(yīng)用守恒條件及應(yīng)用本章難點(diǎn)：本章難點(diǎn)：矢量運(yùn)算矢量運(yùn)算第三章：第三章：動(dòng)量動(dòng)量守恒定律守恒定律1動(dòng)量動(dòng)量守恒定律守恒定律2動(dòng)量定理動(dòng)量定理3牛頓定律牛頓定律教材閱讀指導(dǎo)教材閱讀指導(dǎo)：P46*3-2-2P49例題例題3-8移后移后第三章：第三章：動(dòng)量動(dòng)量守恒定律守恒定律3動(dòng)量動(dòng)量守恒定律守恒定律2動(dòng)量定理動(dòng)量定理1牛頓定律牛頓定律一一.牛頓運(yùn)動(dòng)定律牛頓運(yùn)動(dòng)定律三三.牛頓第二定律應(yīng)用牛頓第二定律應(yīng)用二二.力學(xué)中幾種常見的力力學(xué)中幾種常見的力 *慣性力慣性力一一.質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒條件質(zhì)點(diǎn)系動(dòng)量守恒條件二二.質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定理定義動(dòng)量：定

7、義動(dòng)量：質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量：質(zhì)點(diǎn)系的動(dòng)量：瞬時(shí)性、矢量性、相對(duì)性瞬時(shí)性、矢量性、相對(duì)性機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的量度1牛頓定律牛頓定律1687年年自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理ij一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律一、牛頓運(yùn)動(dòng)定律第二定律第二定律：運(yùn)動(dòng)的變化與所施加運(yùn)動(dòng)的變化與所施加的力成正比，并且發(fā)生在力所沿的力成正比，并且發(fā)生在力所沿直線方向上。直線方向上。第三定律第三定律：兩物體間的作用力和反作用力，兩物體間的作用力和反作用力，在同一條直線上，且大小相等方向相反。在同一條直線上，且大小相等方向相反。第一定律：第一定律：任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)任何物體都保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，直到作用在它上面的

8、力迫使它改變這動(dòng)狀態(tài)，直到作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài)為止。種狀態(tài)為止。2.彈性力彈性力1.萬有引力萬有引力二二.力學(xué)中幾種常見的力力學(xué)中幾種常見的力*慣性力慣性力特例：特例：重力重力(1)彈簧的彈性力彈簧的彈性力(3)壓力與支持力壓力與支持力(2)張力張力最大靜摩擦力：最大靜摩擦力：滑動(dòng)摩擦力：滑動(dòng)摩擦力：3.摩擦力摩擦力靜摩擦力系數(shù)靜摩擦力系數(shù)滑動(dòng)摩擦系數(shù)滑動(dòng)摩擦系數(shù)4.非慣性系非慣性系慣性力慣性力牛頓定律在牛頓定律在非慣性系非慣性系中不成立中不成立,為了在為了在非慣性系非慣性系中中形式上形式上使用牛頓定律使用牛頓定律,應(yīng)用加速度變換公式應(yīng)用加速度變換公式,引入引入虛擬力虛擬力-慣性

9、力慣性力在非慣性系在非慣性系aSaE(自閱自閱P513-3-2)0001-質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)-慣慣性力性力1，2視頻視頻例：慣性離心力例：慣性離心力質(zhì)點(diǎn)質(zhì)點(diǎn)m在在S 系系靜止：靜止：在在S系向心加速度：系向心加速度：例例:地球的自轉(zhuǎn)對(duì)重力加速地球的自轉(zhuǎn)對(duì)重力加速度的大小度的大小g的影響。的影響。慣性離心力引起的視重慣性離心力引起的視重解解：位位于于緯緯度度 處處的的重重力力加加速度為速度為:RFNFfFg R0FPFgFPFfR SS慣性離心力的大小慣性離心力的大小科里奧利力科里奧利力如果物體如果物體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)參考系運(yùn)動(dòng)，那么物體除了運(yùn)動(dòng)，那么物體除了受到慣性離心力外，還受到另一種慣

10、性力受到慣性離心力外，還受到另一種慣性力科里奧利力科里奧利力:科里奧利力科里奧利力垂直于垂直于質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于非慣性系的速度質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于非慣性系的速度,因此科氏力不作功因此科氏力不作功.它不斷改變它不斷改變v的方向的方向,但不改但不改變變v的大小的大小,使使軌跡彎曲呈圓弧形軌跡彎曲呈圓弧形。圖科里奧利力圖科里奧利力vmFC式中式中m為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量,v為質(zhì)點(diǎn)相為質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于非慣性系的速度對(duì)于非慣性系的速度,為非慣為非慣性系轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。性系轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。(Coriolisforce)視頻視頻科氏力科氏力科里奧利力科里奧利力和和慣性離心力慣性離心力一樣，是由于一樣，是由于將牛頓第二定律應(yīng)用于非慣性

11、系而引入的將牛頓第二定律應(yīng)用于非慣性系而引入的修修正項(xiàng)正項(xiàng)，無施力者，但在非慣性參考系中，這，無施力者，但在非慣性參考系中，這一力也可以感受到，觀察到。一力也可以感受到，觀察到。在地球上，運(yùn)動(dòng)物體會(huì)由于地球的自轉(zhuǎn)而受在地球上，運(yùn)動(dòng)物體會(huì)由于地球的自轉(zhuǎn)而受到科里奧利力的作用，如到科里奧利力的作用，如遠(yuǎn)程炮彈遠(yuǎn)程炮彈落體偏東落體偏東；氣體受到科里奧利力影響形成氣體受到科里奧利力影響形成環(huán)流環(huán)流；傅科擺傅科擺;北半球的河流都是北半球的河流都是右岸比較陡峭右岸比較陡峭，左岸比較，左岸比較平緩。平緩。三三.應(yīng)用牛頓定律解題步驟：應(yīng)用牛頓定律解題步驟：(1)受力分析受力分析(2)列出動(dòng)力學(xué)方程列出動(dòng)力學(xué)方程(3)代入初始條件求解代入初始條件求解例例1:光滑水平面上固定半徑為光滑水平面上固定半徑為R的圓環(huán)圍屏的圓環(huán)圍屏,質(zhì)量為質(zhì)量為m的滑塊沿內(nèi)壁運(yùn)動(dòng)的滑塊沿內(nèi)壁運(yùn)動(dòng),摩擦系數(shù)為摩擦系數(shù)為.求求:(1)當(dāng)滑塊速度為當(dāng)滑塊速度為v時(shí)時(shí),所受所受摩擦力摩擦力及及切向切向加速度加速度.(2)滑塊的速度由滑塊的速度由v減至減至v/3所需時(shí)所需時(shí)間間.解解:用自然坐標(biāo)系用自然坐標(biāo)系求求:(1)當(dāng)滑塊速度為當(dāng)滑塊速度為v 時(shí)時(shí),所受所受摩擦力摩擦力及及切向切向加速度加速度.(2)滑塊的速度由滑塊的速度由v 減至減至v/3所需所需時(shí)間時(shí)間.若換個(gè)寫法：若換個(gè)寫法：