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1、风洞风洞（wind tunnel）:能人工产生和控制气流，以模拟能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。气动力实验最常用、最有效的工具。 1二二. .相对运动相对运动一一. .运动学的两类基本问题运动学的两类基本问题 今日内容：今日内容：第三章第三章 运动的描述运动的描述2二二. .运动学的两类基本问题运动学的两类基本问题第三章第三章 运动的描述运动的描述 运动计算运动计算3二
2、二. .运动学的两类基本问题运动学的两类基本问题二二. .已知加速度已知加速度( (或速度或速度) )及初始条件，求质点任及初始条件，求质点任一时刻的速度和运动方程。一时刻的速度和运动方程。( (积分法）积分法）一一. .已知质点运动方程，求任一时刻的速度、加已知质点运动方程，求任一时刻的速度、加速度；速度；（微分法）（微分法）第三章第三章 运动的描述运动的描述 运动计算运动计算4例题例题1 1 . 湖面上有一小船，在岸边高为湖面上有一小船，在岸边高为H的崖上纤的崖上纤夫通过绞车以匀速率夫通过绞车以匀速率 v0 收绳，将船拉向岸边。如果收绳，将船拉向岸边。如果绳子的质量可以忽略，初始绳长为绳子
3、的质量可以忽略，初始绳长为l，试问船的速率，试问船的速率 v是多少？船的加速度是多少？船的加速度a又是多少？又是多少？第三章第三章 运动的描述运动的描述 一类运动一类运动5解：解：建立如图所示的一维坐标系建立如图所示的一维坐标系 已知水面距绳的高度为已知水面距绳的高度为H，初始时刻，初始时刻 t=0时滑轮距小船的绳长为时滑轮距小船的绳长为l ， 则此后某时刻则此后某时刻 t 船船的位置的位置这就是小船的运动方程。这就是小船的运动方程。第三章第三章 运动的描述运动的描述 一类运动一类运动6所以小船的运动速度为所以小船的运动速度为小船运动的加速度为小船运动的加速度为加速度的值越靠近岸越大。加速度的
4、值越靠近岸越大。第三章第三章 运动的描述运动的描述 一类运动一类运动7例题例题2.2.距海岸（视为直线）距海岸（视为直线）500米处有一艘静止的米处有一艘静止的船，船上的探照灯以转速船，船上的探照灯以转速n=1r/min旋转，当光束与旋转，当光束与岸边成岸边成60度角时，光束沿岸边移动速度多大？度角时，光束沿岸边移动速度多大？解：解：首先建立首先建立 p 的运动方程的运动方程 x( (t t) )第三章第三章 运动的描述运动的描述 一类运动一类运动8第三章第三章 运动的描述运动的描述 一类运动一类运动错在哪里？错在哪里？讨论：讨论：对吗？对吗？改正：改正：9例题例题3.3.已知：质点沿直线运动
5、，已知：质点沿直线运动， 求：求：解：解：* * *第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动10思考思考: :若加速度若加速度a = =恒量，下面三式成为什么形式？恒量，下面三式成为什么形式？* *第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动11写出用角量表示的圆周运动公式写出用角量表示的圆周运动公式和和 = =恒量时的形式恒量时的形式类比：类比：第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动12例题例题4.4.如图如图x-t 曲线为抛物线的一部分。曲线在曲线为抛物线的一部分。曲线在a点处切线与点处切线与x轴夹角为轴夹角为45，求质点运动方程并作出，求质点运动方程并作
6、出a-t，v-t 图。图。1322.5分析：分析：x-t 曲线为抛物线曲线为抛物线匀变速直线运动匀变速直线运动解：解：第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动1311132 2.5第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动14练习练习.一艘快艇在速率为一艘快艇在速率为v0 时关闭发动机，其加速时关闭发动机，其加速度度a=-kv2，式中，式中k为常数，如果关闭发动机后又行驶为常数，如果关闭发动机后又行驶 x 距离，那么快艇速率为多少？距离，那么快艇速率为多少？ 证明：证明：第三章第三章 运动的描述运动的描述 二类运动二类运动15二二. .相对运动相对运动一一. .运动学的两
7、类基本问题运动学的两类基本问题 今日内容：今日内容：第三章第三章 运动的描述运动的描述16转盘参考系地面参考系第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动17一一. 时间与空间时间与空间 在两个相对作直线运动的参考系中，在两个相对作直线运动的参考系中， 时间的测时间的测量是绝对的，空间的测量也是绝对的，量是绝对的，空间的测量也是绝对的， 与参考系无与参考系无关，关， 时间和长度的绝对性是经典力学或牛顿力学的时间和长度的绝对性是经典力学或牛顿力学的基础基础 。AB 小车以较低的速度小车以较低的速度 沿水平轨道先后通过点沿水平轨道先后通过点 A 和点和点 B 。 地面上人测得车通过地面上人
8、测得车通过 A、B 两点间的两点间的距离和时间与车上的人测量结果相同距离和时间与车上的人测量结果相同 。第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动18二二. 运动的绝对性和描述运动的相对性运动的绝对性和描述运动的相对性物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系物体运动的轨迹依赖于观察者所处的参考系第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动19 只有相对确定的参考系才能具体描述物体只有相对确定的参考系才能具体描述物体的运动，选择的参考系不同，对同一物体运动的运动，选择的参考系不同，对同一物体运动的描述不相同。的描述不相同。一个坐标系一个坐标系中的描述中的描述另一个坐标另一个坐标系
9、中的描述系中的描述变换变换三三. .低速低速 下的变换下的变换 分别从分别从 系和系和 系系描述质点描述质点 P 的运动的运动第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动20推广：推广：推广：推广：P第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动21设设S 系相对于系相对于S系沿系沿x方向以速率方向以速率u运动，运动，x/x ， y/y ， z/z ；以；以O和和O 重合时为计时起点重合时为计时起点 伽利略伽利略 坐标变换坐标变换伽利略伽利略速度变换速度变换第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动时间测量与参考系无关空间测量与参考系无关22解解1 1：以岸为参考系，分
10、别写出船和艇的运动方程，以岸为参考系，分别写出船和艇的运动方程，令其坐标相等，得相遇条件。令其坐标相等，得相遇条件。例题例题1.1.一条船平行于平直海岸航行，离岸距离为一条船平行于平直海岸航行，离岸距离为D，速率为，速率为u。一艘快艇从港口出发去拦截这条船，。一艘快艇从港口出发去拦截这条船，快艇速率快艇速率v(vu)，试证明快艇必须在船驶过海岸线，试证明快艇必须在船驶过海岸线上某点以前出发才行，该点离港口的距离为上某点以前出发才行，该点离港口的距离为: :建立如图坐标系（港口处为坐标原点建立如图坐标系（港口处为坐标原点O）第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动四四. .变换参考系
11、的运动学意义变换参考系的运动学意义: : 处理问题简便处理问题简便23船船艇艇相遇相遇：即即消去消去t得：得：令令解出解出 代入代入 * * 得得第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动24思考：思考：以船为参考系，相遇条件是什么？以船为参考系，相遇条件是什么？若若 的延长线过的延长线过 ，则，则 相撞。相撞。 第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动25艇出发时：艇出发时：解解2 2：以船为参考系，设艇对船的速度为以船为参考系，设艇对船的速度为相遇条件：相遇条件：第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动26例题例题1.1.河水自西向东流动，速度为河水自西向
12、东流动，速度为10km h-1。一轮船在水中航行，船相对于河水的航向为北偏一轮船在水中航行，船相对于河水的航向为北偏西西30 ，相对于河水的航速为，相对于河水的航速为10km h-1。此时风。此时风向为由东向西，风速为向为由东向西，风速为10km h-1。试求在船上观。试求在船上观察到的烟囱冒出的烟缕的飘向察到的烟囱冒出的烟缕的飘向(设烟离开烟囱后设烟离开烟囱后很快就获得与风相同的速度很快就获得与风相同的速度)。解析法：解析法：建立如图所示坐标系，建立如图所示坐标系，由题意可知由题意可知北北 y x东东 O第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动27北北 y x东东 O根据相对速度公式，根据相对速度公式，第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动28北北 yx东东-10-17.3北北 y x东东第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动29图解法：图解法：根据相对速度公式，根据相对速度公式，北北 y x东东 O第三章第三章 运动的描述运动的描述 相对运动相对运动30提示下周交作业No.131
