质点的位移和速度分析课件.ppt

1、11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学1.2.1 质点的位移质点的位移设在设在 t 时间内质点从时间内质点从A运运动到动到B，则质点在，则质点在 t 时间时间内的内的位移位移定义为：定义为：由图可知位移与初、末时刻位置矢量的关系：由图可知位移与初、末时刻位置矢量的关系：rAB BArrr yxzOsABBrrAr11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学位移的性质：位移的性质：1.1.矢量性矢量性如图所示：位移满足矢量叠加性质。如图所示：位移满足矢量叠加性

2、质。即在即在t1+t2时间内的总时间内的总位移满足：位移满足：直角坐标系中：直角坐标系中：ACABBC rxiyjzk yxzOCAB11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学2.位移与路程位移与路程 s 不同不同当时间间隔很小时：当时间间隔很小时：记为：记为：a.位移为矢量，路程为标量位移为矢量，路程为标量b.sr 0,tsr ddsrrddr但：11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学1.2.2 速度速度平均速度：平均速度：瞬时速度：瞬时速度：0limt

3、rvt ddrtsrOAB()r tt()r ttrv 大小：大小：方向：方向：11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学速度为矢量！速度为矢量！(1)(1)方向方向,BAr沿沿A A点处轨道的切线方向点处轨道的切线方向 0 t 时，时，注意注意11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学OsABddrvvt00 limlimttsr 0limtsvt (2)(2)大小大小速度大小与速度大小与速率速率相等！相等！0limtrt ddstr()r tt()r t1

4、1-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学平均速率平均速率和和瞬时速率瞬时速率反映质点运动过程中的不同信息。反映质点运动过程中的不同信息。也就是说，平均速率和瞬时速率有不同的物理意义，也就是说，平均速率和瞬时速率有不同的物理意义，它们强调质点运动过程中关于运动快慢的不同方面。它们强调质点运动过程中关于运动快慢的不同方面。（1 1）平均速率更强调在一有限时间段内的总体运动平均速率更强调在一有限时间段内的总体运动效果；效果；（2 2）瞬时速率更强调运动过程中的细节。瞬时速率更强调运动过程中的细节。说明说明11-1 11-1 电荷电荷

5、第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学某些典型速度大小的量级某些典型速度大小的量级 单位：单位：（ms-1)光光3.0108已知类星体最快的退行已知类星体最快的退行2.7108电子绕核的运动电子绕核的运动2.2108太阳绕银河中心的运动太阳绕银河中心的运动2.0105地球绕太阳的运动地球绕太阳的运动3.0104第二宇宙速度第二宇宙速度1.1104第一宇宙速度第一宇宙速度7.8103子弹出口速度子弹出口速度7102地球的自转（赤道）地球的自转（赤道）4.6102空气分子热运动的平均速度（室温）空气分子热运动的平均速度（室温）4.5102空气中的声速空气

6、中的声速3.3102民航喷气客机民航喷气客机2.7102人的最大速度人的最大速度12人的步行人的步行1.3蜗牛爬行蜗牛爬行10-3冰河移动冰河移动10-6头发生长头发生长310-9大陆漂移大陆漂移10-911-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学1.2.3 速度的分量形式速度的分量形式1.直角坐标系直角坐标系ddrvtddddddxyzijktttxyzvv iv jv k速率为：速率为：速度分量为：速度分量为：ddxxvtddyyvtddzzvtvv222xyzvvv11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2

7、 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学2.自然坐标系自然坐标系坐标坐标:速度速度:()ss t0limtrvt t0(lim)tset ddttevetsv质点速率质点速率:ddsvt11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学()()()rr tr t e tdd()ddrrvrett()()rrree tte te()re tt()re t()re tre1P2P3.平面极坐标系平面极坐标系ddddrrerertt位矢位矢:速度速度:ree 则0 t 时，rree 大小为大小为/ree方向为11-1 11-1

8、电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学0limtet 0dlimdrrteett ddetddddrrerverttddddrrerettrrv ev ee()re tt()re t()re tre1P2Peer11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学xoyvr 例例 质点的运动方程为质点的运动方程为 讨论质点的运动性质。讨论质点的运动性质。cossinxAtyAt11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学

9、const.A解：解：速度矢量：速度矢量：位置矢量：位置矢量：xoyvrrxiyjcossinAtiAt j22rxyAddddddxyzvijktttsincosAtiAt j 轨迹方程：轨迹方程：速度大小：速度大小：速度沿切线方向！速度沿切线方向！22xyvvv22(sin)(cos)AtAt速度方向速度方向圆周运动！圆周运动！0rv匀速圆周运动！匀速圆周运动！11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学例例 一只小船在绳子的牵引下运动，各种几何参数一只小船在绳子的牵引下运动，各种几何参数如图所示。设人拉绳子的速度大小为如图所示。设人拉绳子的速度大小为 ，求船靠岸，求船靠岸的速率。的速率。0v11-1 11-1 电荷电荷第11章 静电场1-2 1-2 质点的位移和速度质点的位移和速度第1章 质点运动学解：解：由图可知由图可知222slh分别求上式各项对时间的导数，得分别求上式各项对时间的导数，得dd22ddslsltt按照定义按照定义 ，可得到船的靠岸速率，可得到船的靠岸速率0ddlvt2200d()dslshvvvtss