2-1运动、空间和时间2

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工程流体力学 第二章

工程流体力学 第二章
( x , y , z , t ) t
只反映 在空间点(x,y,z) 处的时间变化特性 (即不同时刻经过该空间点的流体质点具有不 同的 ),不代表同一质点物理量的变化,所 以不是质点导数。
30
2.2.4 质点导数
( x , y , z , t ) t
反映了物理量在空间点(x,y,z)处的时间变化 特性,故可用来判定流场是否是稳态流场, 若是稳态的,则
或以速度分量表示为: dx vx v x ( a, b, c, t ) dt dy vy v y ( a, b, c, t ) dt dz vz v z ( a, b, c, t ) dt
16
2.2.1 拉格朗日法
一般地,流体任意运动参数或物理量(无 论矢量或标量)都同样可表示成拉格朗日 变量函数:
(a, b, c, t )
( x, y , z , t )
23
2.2.3欧拉表达式变换为拉格朗日
已知欧拉法描述的速度场:u=x,v=-y和 初始条件: x=a,y=b. 求速度和加速度的拉格朗日描述。
24
2.2.3欧拉表达式变换为拉格朗日表达式
已知流场速度和压力分布为:
xy v vxi v y j vz k i yj ztk t 1 e At 2 p 2 x y2 z2
的有限空间或微元空间作为研究对象,通过
研究该空间的流体运动及其受力,建立相应动
力学关系。
3
2-1 流场及流动分类
流场的概念 流场所占据的空间。为描述流体在流场内各 点的运动状态,将流体的运动参数表示为流 场空间坐标(x,y,z)和时间t的函数。
v v( x, y, z, t ) vx i v y j vz k

大学物理与实验(I)2时间空间与运动学

大学物理与实验(I)2时间空间与运动学

(1)平动 )
(2)本身线度 << 其活动范围 )
地球
太阳
地球绕太阳公转
三,时间 空间 时间是物体运动过程的持续性和顺序性的反映 时间是物体运动过程的持续性和顺序性的反映 持续性 空间是物体运动过程的广延性或物体形状, 空间是物体运动过程的广延性或物体形状,相 广延性 对位置的反映 对位置的反映
o t
o t
vz = v0z + ∫ az (t )dt
o
v =vxi + vy j + vz k
例1:一质点在(X,Y)平面内运动, 一质点在( , )平面内运动, 一质点在 运动方程为: 运动方程为:
r (t ) = 2ti + (2 t ) j
2
(SI )
求: (1)质点的轨迹; )质点的轨迹; (2)在最初 内质点的位移和平均 )在最初2S内 速度; 速度; (3)在第2S时质点的速度和加速度. )在第 时质点的速度和加速度.
t dx ∴∫ = ∫ dt 0 1+ 2x 0 x
1 ln(1+ 2x) = t 2
1 2t ∴x = (e 1) 2
d x 2t a = 2 = 2e dt
2
平面内运动, [例4]一质点在xOy平面内运动,运动方 4]一质点在 y=19(1)写出质点任意 程为x=2t,y=19-2t2.(1)写出质点任意 时刻的位置矢量, 时刻的位置矢量,速度矢量和加速度矢 (2)写出轨迹方程 写出轨迹方程; 量;(2)写出轨迹方程; 2 解 : 1) (
d x(t) 1 2 ∵ v(t) = = 2+t + t dt 2 x( t ) t 1 2 ∴∫ d x(t ) = ∫ (2 + t + t )dt x0 0 2

物理:2.1《运动、空间和时间》课件(1)(鲁科版必修1)

物理:2.1《运动、空间和时间》课件(1)(鲁科版必修1)

运动、 运动、空间和时间 时间
与神舟五号有关的几个时间: 与神舟五号有关的几个时间:
9小时40分50秒 小时40分50秒 2003.10.15 09:00
11小时42分10秒 11小时 分10秒 小时42 10.16 06:23
10.15 18பைடு நூலகம்40
运动、 运动、空间和时间 时间 作息时间表
(2007年9月1日起执行) 横山桥高级中学教务处 5:50 起身 6:10——6:25 早锻炼 6:25 早餐 6:40——7:20 早自习 …… 0 5:50 1 2 3 4 5
运动、 运动、空间和时间 时间
7:30开始上第 节课,两位同学一前一后 开始上第1节课 开始上第 节课, 走进教室,物理老师已在教室, 走进教室,物理老师已在教室,老师让前面一 位同学进了教室,却不让后面一位同学进教室。 位同学进了教室,却不让后面一位同学进教室。 这是为什么?课上老师叫一位同学回答问题, 这是为什么?课上老师叫一位同学回答问题, 结果这位同学保持沉默不作回答,老师提醒他, 结果这位同学保持沉默不作回答,老师提醒他, 你已经耽搁2分钟了 分钟了, 分钟是时刻还是时间间 你已经耽搁 分钟了,2分钟是时刻还是时间间 为什么? 隔?为什么? 生活中的时间可以有几个意义? 生活中的时间可以有几个意义?物理中区 分为……?什么叫时刻?什么叫时间间隔(时 分为 ?什么叫时刻?什么叫时间间隔( 间)?
A
x/m
运动、 运动、空间和时间 时间 作息时间表
(2007年9月1日起执行) 横山桥高级中学教务处 5:50 起身 6:10——6:25 早锻炼 6:25 早餐 6:40——7:20 早自习 7:30——8:15 第一节 8:25——9:10 第二节 9:10——9:35 课间操 …… 22:00 熄灯 5:50,6:25,7:30, , , , 8:15,22: 00……有 , 有 什么生活意义? 什么生活意义?物 理中有什么意义? 理中有什么意义? 6:10——6:25, , 7:30——8:15, , 9:10——9:35……有 有 什么生活意义? 什么生活意义?物 理中有什么意义? 理中有什么意义?

运动空间和时间

运动空间和时间
第二章 运动的描述
➢ 导入 认识运动 ➢ 第一节 运动、空间和时间 ➢ 第二节 质点和位移 ➢ 第三节 速度和加速度
1、机械运动
定义:机械运动是指一个物体相对其他物体的位置变化, 简称运动,是物质的一种基本形式。
参照系:用来描述物体运动的参照物称为参照系。
例如,说电梯上的物体是运动的,是以电梯以外的物体作 为参考系;而说此物体是静止的,那就是一电梯为参考 系。
2、空间位置的描述
例1:假设一辆汽车在一条笔直的东西方向的公路上行驶, 如果要问汽车开到哪里了,通常我们会选择地面为参考 系,并已大家熟悉的标志位参考,说明该标志离汽车有 多远,在该标志的哪一侧。例如,我们可以说“汽车目 前在离市中心5km处”。这种说法不够明确,我们需要 一种更加准确的描述方式。
的?
(与一维坐标系相似Байду номын сангаас我们用二维直角坐标系来描述物体在一个平面上的位置。
导入 认识运动 15日18时40分50秒
9小时40分50秒
11小时42分10秒
“小小竹排江中游,巍巍青山两岸走”,在这两句歌词中,作者所选取的参考系分别是什么?
以下我们通过数学的方法来进行具体的描述。
时刻是指一瞬时,通常用t表示,时间是指两个时刻之间的间隔,通常用∆t表示。
以下我们通过数学的方法来进行具体的描述。(一 为坐标系描述)
例2:一辆汽车在城市中行驶,纵横穿越了许多街道,任然 以市中心0为参考点,在生活中我们可以用“汽车在市中 心东面5km、北面5km处”来准确描述该汽车的位置。 这里东北是两个互相垂直的方向。
(与一维坐标系相似,我们用二维直角坐标系来描述物 体在一个平面上的位置。)
注:如果物体在一维空间运动,只需要建立直线坐标系即 一维坐标系;如果物体在二维空间(即平面)运动,就 需要建立平面直角坐标系即二维坐标系。

第一节:运动、时间和空间(司南版)

第一节:运动、时间和空间(司南版)

2.1《运动、空间和时间》教案教材分析由于本部分内容初中有所涉及但不够深入,所以在这部分内容处理上,时间分配少一些,但侧重知识的应用。

通过运动形式的对比引入,剖析大量运动与静止的相对性的生活实例来展开,扩展学生的视野,提高学生物理的兴趣,通过大量的生活和社会实例,在原认识的基础上进行再认识。

教学目标1、知识与技能:(1)、知道运动有多种类型,机械运动是一种简单的运动形式(2)、知道参考系的概念,知道对同一物体选择不同的参考系时,观察的结果可能不同,通常选择参考系时,要考虑研究问题的方便;在比较不同物体的运动情况时,必须选择同一参考系才有意义.(3)、知道时间和时刻的概念以及它们的区别.2、过程与方法:(1)、学会用坐标系来描述物体的空间位置(2)、学会用时间数轴来描述物体运动过程的时间和时刻3、情感态度与价值观:关注科学技术的新进展,关注物理学与其他学科的联系,培养爱国注意情感教学重点、难点:1、参考系的概念,及学会合理选择参考系判断物理的运动情况2、学会用坐标系来描述物体的空间位置3、学会用时间数轴来描述物体运动过程的时间和时刻教学准备:多媒体教学方法:讲授法、谈话法、演示法课时安排:1课时教学过程(一)、课程的引入:结合课本内容,在学生自行阅读的基础,引入本章内容并简要讲解本章的学习要求新课教学1、机械运动和参考系:(1)、各种运动:机械运动、热运动、电磁运动等(2)、机械运动的定义:一个物体相对别的物体位置的变化,简称运动,是物质运动的一种基本形式(3)、参考系的概念:在描述物体运动时,选作标准的参照物,叫参考系。

以课本所介绍的电梯运动为例来说明选择参考系的必要性并强调:对于同一运动,选择的参考系不同,观察和描述的结果可能会不同的。

(4)、参考系的确定方法:参考系的选择是任意的,在具体问题上,一般以对运动的描述简单方便作为基本原则,通常选地面或相对地面静止的物体为参考系。

2、空间位置的描述通过两个例子的讨论:一是向陌生人说明你在黔江中学的位置,二是课本中所举例的汽车位置的描述例子,让学生自已归纳总结得出确定空间位置的步骤(1)、选择大家做熟悉的标志作为参考(2)、说明在该标志的那个方向(3)、距离多少师:在物理学中,借助于数学方法,建立坐标系来描述物体的位置教学过程2:举课本14页及15页中的两个例子,说明如何利用一维和二维坐标系来描述物体的空间位置教学过程3:学生讨论以下题目:一辆汽车由校门向东行驶,要描述汽车的位置,应建立怎样的坐标系?答案:应建立一维坐标系,以校门为原点,正东方向为正方向,以1米(或其它单位长度)为单位长度建立坐标系。

新鲁科版 高中物理 必修一 第二章 第1节 运动、空间和时间 课件 (共72张PPT)

新鲁科版 高中物理 必修一 第二章 第1节 运动、空间和时间 课件 (共72张PPT)

【标准解答】选B、C、D.南非世界杯于北京时间2010年6 月11日21:00开幕,是一瞬时;火车站公布的旅客列车运 行表是指列车进站或离站的瞬间;百米运动是一个过程,9 秒58是时间;高速列车从北京到天津用时30分钟是一个过 程,是时间,故A错误,B、C、D正确.
运动的绝对性与相对性 研究宇宙中任何一个物体的机械运动时,我们总能找到一 个参考系,能够使我们所描述的物体是运动的,也就是说, 只要选择合适的参考系,一切物体都是运动的,这就是机 械运动的绝对性.机械运动的绝对性区别于哲学意义上运动 的绝对性,后者的运动是物质存在的形式,它不仅包括位 置的变化,还包括物质发展的一切变化.
2.我们描述某个物体的运动时,总是相对一定的参考系而 言的.下列说法中正确的是( ) A.我们说“太阳东升西落”,是以地球为参考系的 B.我们说“地球围绕太阳转”,是以地球为参考系的 C.坐在火车上的乘客看到铁路旁的树木、电线杆迎面向他 飞奔而来,乘客是以他自己为参考系的 D.参考系必须选取地面或相对于地面不动的其他物体
1、纪律是集体的面貌,集体的声音,集体的动作,集体的表情,集体的信念。 2、知之者不如好之者,好之者不如乐之者。 3、反思自我时展示了勇气,自我反思是一切思想的源泉。 4、在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。一年之计,莫如树谷;十年之计,莫如树木;终身之计,莫如树人。 5、诚实比一切智谋更好,而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底,就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信,人不欺我;对事以诚信,事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 8、教育者,非为已往,非为现在,而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3

运动、空间和时间

运动、空间和时间
可能是 ( )
A.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙停在空中
B.甲、丙匀速下降,v丙>v甲,乙匀速上升 C.甲、乙匀速下降,v乙>v甲,丙匀速下降,且v丙>v甲 D.甲、乙匀速下降,v乙<v甲,丙匀速下降,且v丙<v甲
[解析]
甲看到楼房匀速上升,说明甲相对地面匀
速下降;乙看到甲匀速上升,说明乙相对地面也匀速向 下运动,且v乙>v甲,故B、D不正确。甲看到丙匀速上升
,而背景相对运动员或摄影师是运动的,所以
照片的背景是模糊的。
答案:C
2.热气球运动起源于18世纪的法国,随着球皮材料和致热燃料 的普及,热气球已成为公众休闲观光和体育旅游项目。在一 次观光游览中,甲、乙、丙三人各乘一个热气球,甲看到楼 房匀速上升,乙看到甲匀速上升,甲看到丙匀速上升,丙看
到乙匀速下降。那么,从地面上看,甲、乙、丙的运动情况
(5)“第2 s末”和“第3 s初”在图中怎么表示?它们是同
一个时刻吗?
[解析]
时刻是某个瞬间,时间是某段过程,对应时刻
是物体所处的状态。时间与时刻可以在“时间轴”上表示出来 ,其中“时间”是一线段,有一定的长度,“时刻”是一个点。
[答案]
(1)A点和B点是两个时刻,分别指第3 s末(第4 s
初)和第4 s末(第5 s初); (2)是时间,且时间为1 s; (3)0~2 s末间的线段表示为前2秒; (4)5~6 s之间的线段表示第6秒;
高一物理必修一
1.运动
2.空间
3.时间
运动
如何研究??? 物体的运动根据特点可分为 机械运动、热运动、电磁运动等 方法:从最简单到复杂
1.机械运动
(1)定义:一个物体相对于其他物体的 位置 变化

(完整版)高中物理必修1知识点清单(非常详细)

(完整版)高中物理必修1知识点清单(非常详细)

(完整版)高中物理知识点清单整理(必修 1 )第一章 运动的描述第一节 运动、空间和时间一、质点、参考系1.质点:用来代替物体的有质量的点.它是一种理想化模型. 2.参考系:为了研究物体的运动而选定用来作为参考的物体.参考系可以任意选取.通常以地面或相对于地面不动的物体为参考系来研究物体的运动.第二节 质点和位移1.位移和路程(1)位移:描述物体位置的变化,用从初位置指向末位置的有向线段表示,是矢量. (2)路程是物体运动路径的长度,是标量.第三节 速度和加速度1.速度(1)平均速度:在变速运动中,物体在某段时间内的位移与发生这段位移所用时间的比值,即v =x t,是矢量.(2)瞬时速度:运动物体在某一时刻(或某一位置)的速度,是矢量. 2.速率和平均速率(1)速率:瞬时速度的大小,是标量.(2)平均速率:路程与时间的比值,不一定等于平均速度的大小. 3、加速度(1).定义式:a =Δv Δt;单位是m/s 2.(2).物理意义:描述速度变化的快慢. (3).方向:与速度变化的方向相同.考点一 对质点模型的理解1.质点是一种理想化的物理模型,实际并不存在. 2.物体能否被看做质点是由所研究问题的性质决定的,并非依据物体自身大小来判断. 3.物体可被看做质点主要有三种情况: (1)多数情况下,平动的物体可看做质点.(2)当问题所涉及的空间位移远大于物体本身的大小时,可以看做质点. (3)有转动但转动可以忽略时,可把物体看做质点.考点二 平均速度和瞬时速度 1.平均速度与瞬时速度的区别 平均速度与位移和时间有关,表示物体在某段位移或某段时间内的平均快慢程度;瞬时速度与位置或时刻有关,表示物体在某一位置或某一时刻的快慢程度.2.平均速度与瞬时速度的联系(1)瞬时速度是运动时间Δt →0时的平均速度. (2)对于匀速直线运动,瞬时速度与平均速度相等.考点三 速度、速度变化量和加速度的关系2.物体加、减速的判定(1)当a 与v 同向或夹角为锐角时,物体加速. (2)当a 与v 垂直时,物体速度大小不变. (3)当a 与v 反向或夹角为钝角时,物体减速第二章 匀变速直线运动的研究一、匀变速直线运动的基本规律1.速度与时间的关系式:v =v 0+at .2.位移与时间的关系式:x =v 0t +12at 2.3.位移与速度的关系式:v 2-v 20=2ax .二、匀变速直线运动的推论1.平均速度公式:v =v t 2=v 0+v2.2.位移差公式:Δx =x 2-x 1=x 3-x 2=…=x n -x n -1=aT 2. 可以推广到x m -x n =(m -n )aT 2.3.初速度为零的匀加速直线运动比例式(1)1T 末,2T 末,3T 末……瞬时速度之比为: v 1∶v 2∶v 3∶…∶v n =1∶2∶3∶…∶n . (2)1T 内,2T 内,3T 内……位移之比为: x 1∶x 2∶x 3∶…∶x n =1∶22∶32∶…∶n 2.(3)第一个T 内,第二个T 内,第三个T 内……位移之比为: x Ⅰ∶x Ⅱ∶x Ⅲ∶…∶x n =1∶3∶5∶…∶(2n -1). (4)通过连续相等的位移所用时间之比为:t 1∶t 2∶t 3∶…∶t n =1∶(2-1)∶(3-2)∶…∶(n -n -1). 三、自由落体运动和竖直上抛运动的规律 1.自由落体运动规律 (1)速度公式:v =gt .(2)位移公式:h =12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2=2gh . 2.竖直上抛运动规律 (1)速度公式:v =v 0-gt .(2)位移公式:h =v 0t -12gt 2.(3)速度—位移关系式:v 2-v 20=-2gh .(4)上升的最大高度:h =v 202g.(5)上升到最大高度用时:t =v 0g.考点一 匀变速直线运动基本公式的应用1.速度时间公式v =v 0+at 、位移时间公式x =v 0t +12at 2、位移速度公式v 2-v 20=2ax ,是匀变速直线运动的三个基本公式,是解决匀变速直线运动的基石.2.匀变速直线运动的基本公式均是矢量式,应用时要注意各物理量的符号,一般规定初速度的方向为正方向,当v 0=0时,一般以a 的方向为正方向.3.求解匀变速直线运动的一般步骤画过程分析图→判断运动性质→选取正方向→选用公式列方程→解方程并讨论4.应注意的问题①如果一个物体的运动包含几个阶段,就要分段分析,各段交接处的速度往往是联系各段的纽带.②对于刹车类问题,当车速度为零时,停止运动,其加速度也突变为零.求解此类问题应先判断车停下所用时间,再选择合适公式求解.③物体先做匀减速直线运动,速度减为零后又反向做匀加速直线运动,全程加速度不变,可以将全程看做匀减速直线运动,应用基本公式求解.考点二 匀变速直线运动推论的应用1.推论公式主要是指:①v =v t 2=v 0+v t 2,②Δx =aT 2,①②式都是矢量式,在应用时要注意v 0与v t 、Δx 与a 的方向关系.2.①式常与x =v ·t 结合使用,而②式中T 表示等时间隔,而不是运动时间. 考点三 自由落体运动和竖直上抛运动1.自由落体运动为初速度为零、加速度为g 的匀加速直线运动. 2.竖直上抛运动的重要特性 (1)对称性 ①时间对称物体上升过程中从A →C 所用时间t AC 和下降过程中从C →A 所用时间t CA 相等,同理t AB =t BA .②速度对称物体上升过程经过A 点的速度与下降过程经过A 点的速度大小相等.(2)多解性当物体经过抛出点上方某个位置时,可能处于上升阶段,也可能处于下降阶段,造成双解,在解决问题时要注意这个特点.3.竖直上抛运动的研究方法分段法上升过程:a =-g 的匀减速直线运动下降过程:自由落体运动全程法 将上升和下降过程统一看成是初速度v 0向上,加速度g 向下的匀变速直线运动,v =v 0-gt ,h =v 0t -12gt 2(向上为正)若v >0,物体上升,若v <0,物体下落若h >0,物体在抛点上方,若h <0,物体在抛点下方物理思想——用转换法求解多个物体的运动在涉及多体问题和不能视为质点的研究对象问题时,应用“转化”的思想方法转换研究对象、研究角度,就会使问题清晰、简捷.通常主要涉及以下两种转化形式:(1)将多体转化为单体:研究多物体在时间或空间上重复同样运动问题时,可用一个物体的运动取代多个物体的运动.(2)将线状物体的运动转化为质点运动:长度较大的物体在某些问题的研究中可转化为质点的运动问题.如求列车通过某个路标的时间,可转化为车尾(质点)通过与列车等长的位移所经历的时间.考点三运动图象追及、相遇问题一、匀变速直线运动的图象1.直线运动的x-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的位移随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体速度的大小,斜率正负表示物体速度的方向.2.直线运动的v-t图象(1)物理意义:反映了物体做直线运动的速度随时间变化的规律.(2)斜率的意义:图线上某点切线的斜率大小表示物体加速度的大小,斜率正负表示物体加速度的方向.(3)“面积”的意义①图线与时间轴围成的面积表示相应时间内的位移大小.②若面积在时间轴的上方,表示位移方向为正方向;若面积在时间轴的下方,表示位移方向为负方向.二、追及和相遇问题1.两类追及问题(1)若后者能追上前者,追上时,两者处于同一位置,且后者速度一定不小于前者速度.(2)若追不上前者,则当后者速度与前者相等时,两者相距最近.2.两类相遇问题(1)同向运动的两物体追及即相遇.(2)相向运动的物体,当各自发生的位移大小之和等于开始时两物体间的距离时即相遇.一、运动图象的理解及应用1.对运动图象的理解(1)无论是x-t图象还是v-t图象都只能描述直线运动.(2)x-t图象和v-t图象都不表示物体运动的轨迹.(3)x-t图象和v-t图象的形状由x与t、v与t的函数关系决定.二、追及与相遇问题1.分析追及问题的方法技巧可概括为“一个临界条件”、“两个等量关系”.(1)一个临界条件:速度相等.它往往是物体间能否追上或(两者)距离最大、最小的临界条件,也是分析判断问题的切入点.(2)两个等量关系:时间关系和位移关系,通过画草图找出两物体的时间关系和位移关系是解题的突破口.2.能否追上的判断方法(1)做匀速直线运动的物体B追赶从静止开始做匀加速直线运动的物体A:开始时,两个物体相距x0.若v A=v B时,x A+x0<x B,则能追上;若v A=v B时,x A+x0=x B,则恰好不相撞;若v A=v B时,x A+x0>x B,则不能追上.(2)数学判别式法:设相遇时间为t,根据条件列方程,得到关于t的一元二次方程,用判别式进行讨论,若Δ>0,即有两个解,说明可以相遇两次;若Δ=0,说明刚好追上或相遇;若Δ<0,说明追不上或不能相遇.3.注意三类追及相遇情况(1)若被追赶的物体做匀减速运动,一定要判断是运动中被追上还是停止运动后被追上.(2)若追赶者先做加速运动后做匀速运动,一定要判断是在加速过程中追上还是匀速过程中追上.(3)判断是否追尾,是比较后面减速运动的物体与前面物体的速度相等的位置关系,而不是比较减速到0时的位置关系.4.解题思路分析物体运动过程→画运动示意图→找两物体位移关系→列位移方程(2)解题技巧①紧抓“一图三式”,即:过程示意图,时间关系式、速度关系式和位移关系式.②审题应抓住题目中的关键字眼,充分挖掘题目中的隐含条件,如“刚好”、“恰好”、“最多”、“至少”等,它们往往对应一个临界状态,满足相应的临界条件.方法技巧——用图象法解决追及相遇问题(1)两个做匀减速直线运动物体的追及相遇问题,过程较为复杂.如果两物体的加速度没有给出具体的数值,并且两个加速度的大小也不相同,如果用公式法,运算量比较大,且过程不够直观,若应用v-t图象进行讨论,则会使问题简化.(2)根据物体在不同阶段的运动过程,利用图象的斜率、面积、交点等含义分别画出相应图象,以便直观地得到结论.第三章相互作用一、重力1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.2.大小:G=mg.3.方向:总是竖直向下.4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.二、弹力1.定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.2.产生的条件(1)两物体相互接触;(2)发生弹性形变.3.方向:与物体形变方向相反.三、胡克定律1.内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比.2.表达式:F=kx.(1)k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定.(2)x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.四、摩擦力1.产生:相互接触且发生形变的粗糙物体间,有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上所受的阻碍相对运动或相对运动趋势的力.2.产生条件:接触面粗糙;接触面间有弹力;物体间有相对运动或相对运动趋势.3.大小:滑动摩擦力F f=μF N,静摩擦力:0≤F f≤F fmax.4.方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反.5.作用效果:阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势.考点一弹力的分析与计算1.弹力有无的判断方法(1)条件法:根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力.此方法多用来判断形变较明显的情况.(2)假设法:对形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若运动状态不变,则此处不存在弹力;若运动状态改变,则此处一定有弹力.(3)状态法:根据物体的运动状态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在.2.弹力方向的判断方法(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断.(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向.3.计算弹力大小的三种方法(1)根据胡克定律进行求解.(2)根据力的平衡条件进行求解.(3)根据牛顿第二定律进行求解.考点二摩擦力的分析与计算1.静摩擦力的有无和方向的判断方法(1)假设法:利用假设法判断的思维程序如下:(2)状态法:先判明物体的运动状态(即加速度的方向),再利用牛顿第二定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(3)牛顿第三定律法:先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向.2.静摩擦力大小的计算(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小.(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.3.滑动摩擦力的计算滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要注意以下几点:(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.方法技巧:(1)在分析两个或两个以上物体间的相互作用时,一般采用整体法与隔离法进行分析.(2)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的.(3)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力.考点三摩擦力突变问题的分析1.当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.2.常见类型(1)静摩擦力因其他外力的突变而突变.(2)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(3)滑动摩擦力突变为静摩擦力.轻杆轻绳轻弹簧柔软,只能发生微小形既可伸长,也可压缩,各弹簧与橡皮筋的弹力特点:(1)弹簧与橡皮筋产生的弹力遵循胡克定律F=kx.(2)橡皮筋、弹簧的两端及中间各点的弹力大小相等.(3)弹簧既能受拉力,也能受压力(沿弹簧轴线),而橡皮筋只能受拉力作用.(4)弹簧和橡皮筋中的弹力均不能突变,但当将弹簧或橡皮筋剪断时,其弹力立即消失.第四章力与平衡一、力的合成1.合力与分力(1)定义:如果一个力产生的效果跟几个力共同作用的效果相同,这一个力就叫那几个力的合力,那几个力就叫这个力的分力.(2)关系:合力和分力是一种等效替代关系.2.力的合成:求几个力的合力的过程.3.力的运算法则(1)三角形定则:把两个矢量首尾相连从而求出合矢量的方法.(如图所示)(2)平行四边形定则:求互成角度的两个力的合力,可以用表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向.二、力的分解1.概念:求一个力的分力的过程.2.遵循的法则:平行四边形定则或三角形定则. 3.分解的方法(1)按力产生的实际效果进行分解. (2)正交分解. 三、矢量和标量 1.矢量既有大小又有方向的物理量,相加时遵循平行四边形定则. 2.标量只有大小没有方向的物理量,求和时按算术法则相加.四、受力分析 1.概念把研究对象(指定物体)在指定的物理环境中受到的所有力都分析出来,并画出物体所受力的示意图,这个过程就是受力分析.2.受力分析的一般顺序先分析场力(重力、电场力、磁场力等),然后按接触面分析接触力(弹力、摩擦力),最后分析已知力.二、共点力作用下物体的平衡 1.平衡状态物体处于静止或匀速直线运动的状态.2.共点力的平衡条件:F 合=0或者⎩⎪⎨⎪⎧Fx 合=0Fy 合=0五、平衡条件的几条重要推论 1.二力平衡:如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,这两个力必定大小相等,方向相反.2.三力平衡:如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,其中任意两个力的合力一定与第三个力大小相等,方向相反.3.多力平衡:如果物体受多个共点力作用处于平衡状态,其中任何一个力与其余力的合力大小相等,方向相反.考点一 物体的受力分析 1.受力分析的基本步骤(1)明确研究对象——即确定分析受力的物体,研究对象可以是单个物体,也可以是多个物体组成的系统.(2)隔离物体分析——将研究对象从周围的物体中隔离出来,进而分析周围物体有哪些对它施加了力的作用.(3)画受力示意图——边分析边将力一一画在受力示意图上,准确标出力的方向,标明各力的符号.2.受力分析的常用方法 (1)整体法和隔离法①研究系统外的物体对系统整体的作用力; ②研究系统内部各物体之间的相互作用力.(2)假设法在受力分析时,若不能确定某力是否存在,可先对其作出存在或不存在的假设,然后再就该力存在与否对物体运动状态影响的不同来判断该力是否存在.3.受力分析的基本思路1.动态平衡:是指平衡问题中的一部分力是变力,是动态力,力的大小和方向均要发生变化,所以叫动态平衡,这是力平衡问题中的一类难题.2.基本思路:化“动”为“静”,“静”中求“动”.3.基本方法:图解法和解析法.4.图解法分析动态平衡问题的步骤(1)选某一状态对物体进行受力分析;(2)根据平衡条件画出平行四边形;(3)根据已知量的变化情况再画出一系列状态的平行四边形;(4)判定未知量大小、方向的变化.考点四隔离法和整体法在多体平衡中的应用当分析相互作用的两个或两个以上物体整体的受力情况及分析外力对系统的作用时,宜用整体法;而在分析系统内各物体(或一个物体各部分)间的相互作用时常用隔离法.整体法和隔离法不是独立的,对一些较复杂问题,通常需要多次选取研究对象,交替使用整体法和隔离法.平衡中的临界和极值问题求解平衡问题的常用方法有合成与分解法、正交分解法、图解法、整体与隔离法,前面对这几种方法的应用涉及较多,这里不再赘述,下面介绍四种其他方法.一、对称法某些物理问题本身没有表现出对称性,但经过采取适当的措施加以转化,把不具对称性的问题转化为具有对称性的问题,这样可以避开繁琐的推导,迅速地解决问题.二、相似三角形法物体受到三个共点力的作用而处于平衡状态,画出其中任意两个力的合力与第三个力等值反向的平行四边形中,可能有力三角形与题设图中的几何三角形相似,进而得到对应边成比例的关系式,根据此式便可确定未知量.三、正弦定理法三力平衡时,三力合力为零.三个力可构成一个封闭三角形,若由题设条件寻找到角度关系,则可由正弦定理列式求解.四、三力汇交原理物体受三个共面非平行外力作用而平衡时,这三个力必为共点力.考点一 共点力的合成 1.共点力合成的方法 (1)作图法(2)计算法:根据平行四边形定则作出示意图,然后利用解三角形的方法求出合力,是解题的常用方法.2.重要结论(1)二个分力一定时,夹角θ越大,合力越小.(2)合力一定,二等大分力的夹角越大,二分力越大. (3)合力可以大于分力,等于分力,也可以小于分力. 3.几种特殊情况下力的合成(1)两分力F 1、F 2互相垂直时(如图甲所示):F 合=F 21+F 22,tan θ=F 2F 1.甲 乙(2)两分力大小相等时,即F 1=F 2=F 时(如图乙所示):F 合=2F cos θ2.(3)两分力大小相等,夹角为120°时,可得F 合=F .解答共点力的合成时应注意的问题(1)合成力时,要正确理解合力与分力的大小关系:合力与分力的大小关系要视情况而定,不能形成合力总大于分力的思维定势.(2)三个共点力合成时,其合力的最小值不一定等于两个较小力的和与第三个较大的力之差.考点二 力的两种分解方法 1.力的效果分解法(1)根据力的实际作用效果确定两个实际分力的方向; (2)再根据两个实际分力的方向画出平行四边形;(3)最后由平行四边形和数学知识求出两分力的大小. 2.正交分解法(1)定义:将已知力按互相垂直的两个方向进行分解的方法.(2)建立坐标轴的原则:一般选共点力的作用点为原点,在静力学中,以少分解力和容易分解力为原则(即尽量多的力在坐标轴上);在动力学中,以加速度方向和垂直加速度方向为坐标轴建立坐标系.(3)方法:物体受到多个力作用F 1、F 2、F 3…,求合力F 时,可把各力沿相互垂直的x 轴、y 轴分解.x 轴上的合力:F x =F x 1+F x 2+F x 3+…y 轴上的合力:F y =F y 1+F y 2+F y 3+…合力大小:F =F 2x +F 2y合力方向:与x 轴夹角为θ,则tan θ=F y F x.第五章 力与运动第一节 牛顿第一定律一、牛顿第一定律1.内容:一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.2.意义(1)揭示了物体的固有属性:一切物体都有惯性,因此牛顿第一定律又叫惯性定律.(2)揭示了力与运动的关系:力不是维持物体运动状态的原因,而是改变物体运动状态的原因,即产生加速度的原因.二、惯性1.定义:物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质. 3.量度:质量是惯性大小的唯一量度,质量大的物体惯性大,质量小的物体惯性小.3.普遍性:惯性是物体的本质属性,一切物体都有惯性.与物体的运动情况和受力情况无关.三、牛顿第三定律1.内容:两物体之间的作用力与反作用力总是大小相等、方向相反,而且在一条直线上.2.表达式:F =-F ′.特别提示:(1)作用力和反作用力同时产生,同时消失,同种性质,作用在不同的物体上,各自产生的效果,不会相互抵消.(2)作用力和反作用力的关系与物体的运动状态无关.考点一 牛顿第一定律1.明确了惯性的概念.2.揭示了力的本质.3.揭示了不受力作用时物体的运动状态.4.(1)牛顿第一定律并非实验定律.它是以伽利略的“理想实验”为基础,经过科学抽象,归纳推理而总结出来的.(2)惯性是物体保持原有运动状态不变的一种固有属性,与物体是否受力、受力的大小无关,与物体是否运动、运动速度的大小也无关.考点二 牛顿第三定律的理解与应用1.作用力与反作用力的“三同、三异、三无关”(1)“三同”:①大小相同;②性质相同;③变化情况相同.(2)“三异”:①方向不同;②受力物体不同;③产生效果不同.(3)“三无关”:①与物体的种类无关;②与物体的运动状态无关;③与物体是否和其他物体存在相互作用无关.2.相互作用力与平衡力的比较作用力和反作用力一对平衡力不同点受力物体作用在两个相互作用的物体上作用在同一物体上依赖关系同时产生、同时消失不一定同时产生、同时消失叠加性两力作用效果不可抵消,不可叠加,不可求合力两力作用效果可相互抵消,可叠加,可求合力,合力为零力的性质一定是同性质的力性质不一定相同相同点大小、方向大小相等、方向相反、作用在同一条直线上第二节牛顿第二定律一、牛顿第二定律1.内容:物体加速度的大小跟作用力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.2.表达式:F=ma.3.适用范围(1)牛顿第二定律只适用于惯性参考系,即相对于地面静止或匀速直线运动的参考系.(2)牛顿第二定律只适用于宏观物体(相对于分子、原子等)、低速运动(远小于光速)的情况.二、两类动力学问题1.已知物体的受力情况,求物体的运动情况.2.已知物体的运动情况,求物体的受力情况.特别提示:利用牛顿第二定律解决动力学问题的关键是利用加速度的“桥梁”作用,将运动学规律和牛顿第二定律相结合,寻找加速度和未知量的关系,是解决这类问题的思考方向.三、力学单位制1.单位制:由基本单位和导出单位一起组成了单位制.2.基本单位:基本物理量的单位,基本物理量共七个,其中力学有三个,它们是长度、质量、时间,它们的单位分别是米、千克、秒.3.导出单位:由基本物理量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位.考点一用牛顿第二定律求解瞬时加速度1.求解思路求解物体在某一时刻的瞬时加速度,关键是明确该时刻物体的受力情况或运动状态,再由牛顿第二定律求出瞬时加速度.2.牛顿第二定律瞬时性的“两种”模型(1)刚性绳(或接触面)——不发生明显形变就能产生弹力的物体,剪断(或脱离)后,其弹力立即消失,不需要形变恢复时间.(2)弹簧(或橡皮绳)——两端同时连接(或附着)有物体的弹簧(或橡皮绳),特点是形变量大,其形变恢复需要较长时间,在瞬时性问题中,其弹力的大小往往可以看成保持不变.3.在求解瞬时加速度时应注意的问题(1)物体的受力情况和运动情况是时刻对应的,当外界因素发生变化时,需要重新进行受力分析和运动分析.(2)加速度可以随着力的突变而突变,而速度的变化需要一个积累的过程,不会发生突变.。

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时间和时刻
仔细判断下列数据指时间还是时刻 1、王强同学的百米成绩是11秒 王强同学的百米成绩是11秒 11 2、1997年7月1日零时,中国对香港恢复行驶主权。 1997年 日零时,中国对香港恢复行驶主权。 3、小王问小张:“现在的时间是几点钟” 小王问小张: 现在的时间是几点钟” 4、广告词:“高钙片,今天你吃了没有?” 广告词: 高钙片,今天你吃了没有? 月份的第二周为“ 5、我们学校规定10月份的第二周为“校园文化活动周”。 我们学校规定 月份的第二周为 校园文化活动周” 6、第5秒末 7,前3秒,物体运动了6米远。 物体运动了6米远。
不了解运动, 不了解运动, 就不了解自然。 就不了解自然。
我们在自然界中所见到的所有各种运动,……事实上 我们在自然界中所见到的所有各种运动,……事实上 都是很复杂的。”“我们要了解自然规律 我们要了解自然规律, 都是很复杂的。”“我们要了解自然规律,应该先分 析最简单的情况,在最初阶段先放下较复杂的情况。 析最简单的情况,在最初阶段先放下较复杂的情况。” 机械运动是自然界中极为普遍的现象。 机械运动是自然界中极为普遍的现象。
1
机械运动
一、参考系
在描述一个物体的运动时, 在描述一个物体的运动时,选来作为标准的另外的物体 1、选择不同的参考系,观察的结果会不同 选择不同的参考系, 2、参考系可以任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可 参考系可以任意选取,但选择的原则要使运动和描述尽可 能简单 3、研究地球上的物体运动,一般选择地面或相对地面不动的 研究地球上的物体运动,一般选择地面或相对地面不动的 物体作参考系
2
空间
提出问题: 提出问题: 假设你从学校校门进入校园,在主干道上沿南 假设你从学校校门进入校园, 北方向笔直地奔跑,如果要问你到了哪里, 北方向笔直地奔跑,如果要问你到了哪里,我们会 怎样表示呢? 怎样表示呢?
日常生活中我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考, 日常生活中我们可以选择大家所熟悉的标志作为参考, 说明你的位置。那么能否借助数学方法呢? 说明你的位置。那么能否借助数学方法呢?
3
时间和时刻
三、时间间隔(简称时间)和时刻 时间间隔(简称时间)
时间, 时间,时间数轴上对应两点间的一段 时刻, 时刻,时间数轴上对应于一点
3
时间和时刻
时间与时刻的区别:
时刻是指某一瞬间,在表示时间的数轴上,用点来表示, 时刻是指某一瞬间,在表示时间的数轴上,用点来表示, 它展示的是运动的一个瞬间,好比一张照片; 它展示的是运动的一个瞬间,好比一张照片; 而时间是指两个时刻之间的间隔。在表示时间的数轴上, 而时间是指两个时刻之间的间隔。在表示时间的数轴上, 它表示一段,用线段来表示,展示的是运动的一个过程, 它表示一段,用线段来表示,展示的是运动的一个过程,好比 一段录像。 一段录像。
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机械运动
自然界的一切物体都在不停地运动
物体相对于其他物体的位置 变化——机械运动简称运动 变化 机械运动简称运动
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机械运动
物体的运动是绝对的,但描述物体的运动是相对的,当 物体的运动是绝对的,但描述物体的运动是相对的, 我们描述物体运动时,要明确选取其它物体作为参照物, 我们描述物体运动时,要明确选取其它物体作为参照物,否 则会引起争议。把与参照物相对静止的物体系统称为参考系。 则会引起争议。把与参照物相对静止的物体系统称为参考系。 宋代陈与义的诗: 飞花两岸照船红, 宋代陈与义的诗:“飞花两岸照船红,百里榆堤半日 云不动, 云与我俱东。 卧看满天云不动 不知云与我俱东 风;卧看满天云不动,不知云与我俱东。” 诗人为什么会有“云不动” 云与我俱东” 诗人为什么会有“云不动”、“云与我俱东”这样两 种不同的感觉? 种不同的感觉?
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时间和时刻
2)时间的单位有时(h)、分(min)、秒(s)、 )时间的单位有时( )、 )、分 )、秒 )、 )、 飞秒( )、阿秒( ),国际单位用秒( )来表示。 )、阿秒 ),国际单位用秒 飞秒(fs)、阿秒(as),国际单位用秒(s)来表示。 注意换算公式1fs= 10 −18 s, 1as= 10 −15 s。 注意换算公式 。 3)计时器:生活中的手表、 石英钟、实验室用的 计时器:生活中的手表、 石英钟、 时器和秒表等。 打点计 时器和秒表等。
小结: 小结: 一、 机械运动 (1)机械运动(2)参考系 )机械运动( ) 二、空间位置的描述 三、时间的描述
作业: 作业:
P17: P17: 1、3、4
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机械运动
提问: 提问: 参考系的选择 是任意的。 是任意的。但怎样 选择比较好呢? 选择比较好呢? 请同学观察思 考研究月球的运动 选什么参考系较好? 选什么参考系较好?
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机械运动
【例1】 在平直行驶的汽车内 一个乘客以自己为参考系向 】 在平直行驶的汽车内,一个乘客以自己为参考系向 外观察,他看到的下述现象哪个肯定错了 外观察 他看到的下述现象哪个肯定错了? 他看到的下述现象哪个肯定错了 A.与车同向行驶的自行车向后运动 . B. B.公路两旁的树是静止的 C.有一辆汽车总在自己的车前面不动 . D.路旁的房屋向后运动 . ( )
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机械运动
思考: 思考:
从一千多年前的唐代流传下来一首词: 从一千多年前的唐代流传下来一首词: “满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎,仔细看山 满眼风波多闪烁,看山恰似走来迎, 山不动——是船行。” 是船行。 山不动 是船行 作者有“山迎”、“船行”这样两种不同的感觉 作者有“山迎” 船行” 分别选用的参考系是谁? 分别选用的参考系是谁?
必修一:
2-1 运动、空间和时间 运动、
龙海一中物理组 洪益军
自然界中的运动,形式多样, 自然界中的运动,形式多样,复 杂而又多变。大到天体的运动, 杂而又多变。大到天体的运动,小到 微观粒子的运动, 微观粒子的运动,还有与人类密切相 关的自然界的运动以及我们生产、 关的自然界的运动以及我们生产、生 活中人体的运动、交通工具的运动等 活中人体的运动、 等。 各种运动如何区分? 各种运动如何区分?怎样研究各 物体运动的规律?为了达到这些目的, 物体运动的规律?为了达到这些目的, 首先要能科学地描述各类不同的运动。 首先要能科学地描述各类不同的运动。 从本节课开始我们就来学习描述运动 的基本概念。 的基本概念。
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空间
则要通过平面直角坐标系 (二维坐标 来描述其位置;而且,二维坐标还可 二维坐标)来描述其位置 而且, 二维坐标 来描述其位置; 以物体做曲线运动时的位置变化。 以物体做曲线运动时的位置变化。
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空间
y
【例2】 某运动物体在平面 】 由点( )出发,沿直线运 内,由点(3,1)出发 沿直线运 由点 动到点( ) 然后又由该点 动到点(1,4),然后又由该点 (1,4)沿直线运动到另一个点 ) (5,5).试完成坐标系的建立 ) 试完成坐标系的建立 并画出物体的运动轨迹。 并画出物体的运动轨迹。 0 x
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
时间和时刻
关于时间与时刻: 关于时间与时刻:
1)n秒末、n秒初是指时刻,第n秒内是指1秒的时间。如第1 秒内是指1秒的时间。如第1 秒末、 秒初是指时刻, 秒末、 秒末、第2秒初、第4秒末等都表示时刻,而且第1秒末和第2 秒初、 秒末等都表示时刻,而且第1秒末和第2 秒初是同一时刻。两个时刻之间的线段表示时间间 隔,即时 秒初是同一时刻。 间。第2秒末和第6秒末两个时刻之间的时间间隔是4秒,即时 秒末和第6秒末两个时刻之间的时间间隔是4 间间隔=终止时刻-开始时刻。 间间隔=终止时刻-开始时刻。
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