第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
1
一 平面极坐标
x
y
o二 圆周运动的角速度角坐标
)(t?
角位移角速度
ttt d
dlim
0



  x
y
o
r
A

B
x
y质点在 A点的位置由
( r,θ )来确定.
A
r?
单位,rad·s -1
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
2
速率
)()( trtv
tt
t
d
d
ere
e
t
s



v
v
速度
t
θr
t
s
tt Δ
Δlim
Δ
Δlim
0Δ0Δ
 v
x
y
o
r
A

B
te
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
3
r?
o
三 圆周运动的切向加速度和法向加速度
tt er ωe
vv
t
ee
t d
d
d
d t
t

vv
t
a
d
d v
rtrta ddddt v
质点作变速率圆周运动时 1v?
1te?

2v? 1v
2te? 1t
e?
角加速度

2v?
2te?
角加速度
td
d
A
单位,rad·s -2
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
4
1te?
2te?
te

r?
o
1v?
1te
2v?
2te?
切向单位矢量的时间变化率?
nd
d e
t
θ
t
e
t Δ
Δ
lim t

t
e
d
d t?
法向单位矢量
ntdd eetavv
法向 加速度切向 加速度
ne
A
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
5
ntdd eeta
vv
切向加速度 (速度 大小变化 )
ttt d
d ere
t
a v
法向加速度 (速度 方向变化 )
n
2
n
2
nn d
d e
r
ere
t
a vv
r?
o
1v?
1te
2v?
2te?
v
1v?
2v?
tv
nv
nt vvv
注:
ne
A
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
6
一般 圆周运动 加速度
2
n
2
t aaa
大小
nt aaa

t
n1t a n
a

方向
v?
te?
ne?
x
y
o
n
2
t er ωera

a?
ta
na?
A
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
7
线量和角量的关系
A
B
R
ds?dd Rs?
R
t
R
t
s
d
d
d
dv?
d?
2
2
n?RRa
v
R
t
R
t
a
d
d
d
d
t
v
x
y
o
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
8
1 匀速率圆周运动四 匀速率圆周运动和匀变速率圆周运动
t 0
2
nt 0?raa,
n2nn er ωeaa
常量,
如 时,0?t
0


td
d由 有,tdd
可得:
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
9
2 匀变速率圆周运动

t
ω
d
d? 常量,tω dd
如 时,0?t
00,
常量,2nt rara,故
2
00 2
1 ttθθ
t 0
)(2 0202
可得:

,tdd
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
10
与匀变速率 直线运动 类比
2
00 2
1 ttθθ
t 0
)(2 0202
匀变速率 圆周运动
at 0vv
2
00 2
1 attss v
)( 00 ssa 222 vv
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
11
o
A
B
Av
Bv
r
例 一歼击机在高空点 A时的水平速率为 1 940
km·h-1,沿近似圆弧曲线俯冲到点 B,其速率为 2 192
km·h-1,经历时间为 3 s,
设 的半径约为 3.5 km,AB
飞机从 A到 B过程视为匀变速率圆周运动,不计重力加速度的影响,求,(1)飞机在点 B的加速度; (2)飞机由点 A到点 B所经历的路程,
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
12
解( 1)
t ta 0t ddB
A
v
v
v
t
a AB vvt
1hkm9 4 01
Av
1hkm1922
Bv
r
a
2
Bv?
n
而 B点
m105.3s3 3 rt,
解得,2
n
2
t sm106sm3.23
aa,
o
A
B
Av?
Bv?
r
a?
ta?na
第一章 质点运动学物理学第五版 1-2 圆周运动
13
22
n
2
t sm109
aaa
o
n
t 4.12ar ct an
a
a
( 2) 矢径 所转过的角度r? 2
2
1 tt
A
m7221
2
1 2
t tatrs Av?
o
A
B
Av?
Bv?
r
a?
ta?na
第一章 质点运动学物理学第五版
14
本章目录
1-1 质点运动的描述
1-2 圆周运动
1-3 相对运动
1-0 教学基本要求选择进入下一节: