Кинематика - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Кинематика. Доклад-сообщение содержит 95 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Калистратова Л.Ф., Калистратова Н.П. Мультимедийные лекции по физике

Слайд 2

Описание слайда:

Раздел 1. Классическая и релятивистская механика Темы лекций Кинематика поступательного и вращательного движений. Динамика поступательного движения. Динамика вращательного движения. Работа, энергия. Законы сохранения. Специальная теория относительности.

Слайд 3

Описание слайда:

Основная литература: учебники 1. Савельев И.В. Курс общей физики: Т.1. Механика. Молекулярная физика.– М.: Наука, 1987.– 496 с. 2. Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. – 7-е изд., стер. – М.: Высш. школа, 2003. – 542 с.: ил. 3. Детлаф Ф.Ф., Яворский Б.М. Курс физики: учеб. пособ. для втузов. – М.: Наука, 1989. – 608 с.

Слайд 4

Описание слайда:

Дополнительная литература по теоретической части 1. Калистратова Л.Ф., Гладенко А.А., Ярош Э.М. Основы классической и релятивистской механики. Учебн. пособие. Омск: ОмГТУ, 1996. - 107 с.

Слайд 5

Описание слайда:

Литература для практических и домашних заданий 1. Бердинская Н.В., Нижникова О.В., Ясько С.С. Кинематика и динамика поступательного и вращательного движений. Методические указания по решению задач. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. – 68 с. 2. Данилов С.В., Егорова В.А., Прокудина Н.А. Законы сохранения. СТО. Методические указания по решению задач. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2004. – 52 с.

Слайд 6

Описание слайда:

3. Калистратова Л.Ф., Волкова В.К., Лях О.В., Павловская О.Ю. Физика – 1. Методические указания для аудиторных практических занятий. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. – 32 с. 4. Лиссон В.Н., Калистратова Л.Ф., Калистратова Н.П. Сборник задач по курсу общей физики. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. – 115 с.

Слайд 7

Описание слайда:

Литература для подготовки к тестовой сдаче коллоквиума 1. Калистратова Л.Ф., Калистратова Н.П., Прокудина Н.А. Кинематика поступательного и вращательного движений. Тестовые задания.- Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 32 с. 2. ДаниловС.В., Егорова В.А., Иванова Г.П. Динамика поступательного и вращательного движений. Элементы специальной теории относительности. Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 38 с.

Слайд 8

Описание слайда:

3. Павловская О.Ю., Туровец А.Г., Ясько С.С., Калистратова Н.П. Законы сохранения. - Тестовые задания. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 34 с.

Слайд 9

Описание слайда:

Тема 1. Кинематика поступательного и вращательного движений

Слайд 10

Описание слайда:

1.1. ВВЕДЕНИЕ Механическое движение – это процесс изменения расположения тел или их частей относительно друг друга. Механическое, как и всякое другое, движение происходит в пространстве и времени. Пространство и время – сложнейшие физические и философские категории. В ходе развития физики и философии эти понятия претерпели весьма существенные изменения.

Слайд 11

Описание слайда:

Классическая механика Классическую механику создал И. Ньютон. Он постулировал, что время и пространство абсолютны. Абсолютное пространство и абсолютное время не взаимосвязаны. Классическая механика приписывает абсолютному пространству и абсолютному времени вполне определенные свойства. Их свойства не зависят также от материи и её движения.

Слайд 12

Описание слайда:

Классические свойства пространства Абсолютное пространство - трехмерно (имеет три измерения), - непрерывно (его точки могут быть сколь угодно близки друг к другу), - эвклидово (его геометрия описывается геометрией Эвклида), - однородно (в нем нет привилегированных точек), - изотропно (в нем нет привилегированных направлений).

Слайд 13

Описание слайда:

Классические свойства времени Абсолютное время - одномерно (имеет одно измерение), - непрерывно (два его мгновения могут быть сколь угодно близки друг к другу), - однородно (в нем нет привилегированных мгновений), - анизотропно (течет только в одном направлении).

Слайд 14

Описание слайда:

Релятивистская и квантовая механики

Слайд 15

Описание слайда:

Теория относительности Теория относительности установила: 1) пространство и время не являются самостоятельными объектами; 2) пространство и время – формы существования материи; 3) пространство и время имеют не абсолютный, а относительный характер; 4) пространство и время неотделимы друг от друга; 5) пространство и время неотделимы от материи и её движения.

Слайд 16

Описание слайда:

Слайд 17

Описание слайда:

Объекты механики Макроскопические тела, движущиеся с малыми скоростями, изучает классическая механика. Макроскопические тела (макрочастицы), движущиеся с большими скоростями (порядка С = 3 10 8 м/с) в инерциальных системах отсчёта, изучает специальная теория относительности. Макроскопические тела ( макрочастицы), движущиеся с большими скоростями в неинерциальных системах отсчёта, изучает общая теория относительности.

Слайд 18

Описание слайда:

Микроскопические тела (микрочастицы), движущиеся с большими, но нерелятивистскими скоростями, изучает квантовая механика. Микрочастицы, движущиеся с релятивистскими скоростями, изучает релятивистская квантовая механика.

Слайд 19

Описание слайда:

Разделы механики Механика состоит из трех разделов – кинематики, динамики и статики. Кинематика изучает виды движений, вне связи с причинами, вызывающими движение. Динамика изучает причины, вызывающие тот или иной вид движения. Статика изучает условия равновесия тел.

Слайд 20

Описание слайда:

Основные понятия механики Движение – изменение положения тел друг относительно друга. Тело отсчёта - тело, по отношению к которому определяется положение других тел. Система отсчёта - система декартовых координат, связанная с телом отсчета и прибором для отсчета времени. Материальная точка – это тело, формой и размерами которого в данной задаче можно пренебречь. Абсолютно твердое тело – это тело, деформациями которого в данной задаче можно пренебречь.

Слайд 21

Описание слайда:

1.2. Кинематика поступательного движения материальной точки Описать движение материальной точки – значит знать её положение относительно выбранной системы отсчета в любой момент времени. Для решения этой задачи надо иметь эталон длины (например, линейку) и прибор для измерения времени – часы. Выберем тело отсчета и свяжем с ним прямоугольную систему координат.

Слайд 22

Описание слайда:

Радиус-вектор Радиус-вектор - соединяет движущуюся материальную точку с центром координат и задаёт положение этой точки в системе координат.

Слайд 23

Описание слайда:

Спроецируем на оси координат: Спроецируем на оси координат: - орты осей Х,У,Z

Слайд 24

Описание слайда:

Слайд 25

Описание слайда:

– проекции вектора на эти оси. X, У, Z называются декартовыми координатами материальной точки. Модуль радиус-вектора равен:

Слайд 26

Описание слайда:

Закон движения

Слайд 27

Описание слайда:

Кинематические уравнения движения Закон движения, записанный в скалярной форме, представляет систему уравнений движения материальной точки. Х= f(t) У= f(t) Z= f(t) Эти уравнения носят название кинематических уравнений движения. Исключив из этой системы параметр времени , получим уравнение траектории. Уравнение траектории в случае плоского движения в системе координат Х,У выглядит как У = f(X)

Слайд 28

Описание слайда:

Вектор перемещения Пусть материальная точка в момент времени t1 находилась в точке 1, положение которой фиксирует радиус-вектор . В момент времени t2 в точке 2 с радиусом-вектором

Слайд 29

Описание слайда:

Вектор перемещения соединяет начальную и конечную точки перемещения, пройденного материальной точкой за время t = t2 – t1. Вектор перемещения соединяет начальную и конечную точки перемещения, пройденного материальной точкой за время t = t2 – t1.

Слайд 30

Описание слайда:

Путь и перемещение - приращение радиуса – вектора. Перемещением называется модуль вектора перемещения. Путь - расстояние (S12), пройденное по траектории. Перемещение и путь – величины положительные. В зависимости от вида траектории различают прямолинейное, криволинейное движения и движение по окружности.

Слайд 31

Описание слайда:

Слайд 32

Описание слайда:

Элементарные путь и перемещение Элементарное перемещение за бесконечно малый промежуток времени dt обозначается . Элементарный путь обозначается как dS. Для конечных промежутков времени в общем случае  S12 Для элементарных перемещений можно записать  dS.

Слайд 33

Описание слайда:

Перемещение по траектории из точки 1 в точку 2 можно представить как сумму бесконечно большого числа элементарных перемещений . Перемещение по траектории из точки 1 в точку 2 можно представить как сумму бесконечно большого числа элементарных перемещений .

Слайд 34

Описание слайда:

Вектор перемещения получим, просуммировав элементарные перемещения: Вектор перемещения получим, просуммировав элементарные перемещения:

Слайд 35

Описание слайда:

При интегрировании (суммировании) модулей элементарных перемещений получим путь. При интегрировании (суммировании) модулей элементарных перемещений получим путь.

Слайд 36

Описание слайда:

Скорость Скорость характеризует быстроту изменения пространственного положения материальной точки. Скорость равна перемещению, совершенному точкой за единицу времени.

Слайд 37

Описание слайда:

Средняя скорость Вектор средней скорости за промежуток времени t равен Вектор средней скорости < > направлен вдоль вектора .

Слайд 38

Описание слайда:

Среднее значение модуля скорости равно Среднее значение модуля скорости равно Среднее значение модуля скорости - скалярная величина.

Слайд 39

Описание слайда:

При движении средняя скорость изменяет направление и величину. При движении средняя скорость изменяет направление и величину.

Слайд 40

Описание слайда:

Мгновенная скорость Мгновенная скорость равна пределу вектора средней скорости при неограниченном убывании промежутка времени до нуля (t0). Мгновенная скорость равна первой производной от радиуса-вектора по времени.

Слайд 41

Описание слайда:

Вектор мгновенной скорости направлен по Вектор мгновенной скорости направлен по вектору , т. е. по касательной к траектории. Модуль мгновенной скорости равен: Скорость измеряется в м/с.

Слайд 42

Описание слайда:

Направление средней и мгновенной скоростей

Слайд 43

Описание слайда:

Проекции скорости на оси координат Проекции скорости на координатные оси равны первым производным от координат x, y, z по времени: Вектор мгновенной скорости и его модуль V через проекции скорости vx, vy, vz, можно записать как:

Слайд 44

Описание слайда:

Ускорение В процессе движения материальной точки модуль и направление её скорости в общем случае изменяются. Ускорение характеризует быстроту изменения скорости с течением времени. Ускорение равно изменению скорости за единицу времени. Ускорение измеряется в м/с2 .

Слайд 45

Описание слайда:

Среднее ускорение Среднее ускорение за промежуток времени t равно , где – приращение скорости за время t. Вектор среднего ускорения направлен по вектору

Слайд 46

Описание слайда:

Слайд 47

Описание слайда:

Мгновенное ускорение Мгновенное ускорение равно пределу, к которому стремится среднее ускорение при неограниченном убывании промежутка времени ( t0). Мгновенное ускорение равно первой производной от мгновенной скорости по времени.

Слайд 48

Описание слайда:

Направление вектора мгновенного ускорения совпадает с направлением вектора , который направлен по касательной к траектории. Направление вектора мгновенного ускорения совпадает с направлением вектора , который направлен по касательной к траектории. Направление векторов ускорения и скорости в конкретной точке траектории не совпадают по направлению. Мгновенное ускорение равно второй производной от радиуса – вектора по времени.

Слайд 49

Описание слайда:

Вектор ускорения по отношению к вектору скорости может занять любое положение под углом . Вектор ускорения по отношению к вектору скорости может занять любое положение под углом .

Слайд 50

Описание слайда:

Если угол - острый, то движение материальной точки будет являться ускоренным. Если угол - острый, то движение материальной точки будет являться ускоренным. В пределе острый угол равен нулю. В этом случае движение является равноускоренным. Если угол - тупой, то движение точки будет замедленным. В пределе тупой угол равен 180 О. В этом случае движения будет равнозамедленным.

Слайд 51

Описание слайда:

Проекции ускорения Проекции вектора ускорения на координатные оси: Вектор мгновенного ускорения и его модуль а можно записать

Слайд 52

Описание слайда:

Обратная задача кинематики В рамках кинематики решаются две основные задачи: прямая и обратная. При решении прямой задачи по известному закону движения находятся все остальные кинематические характеристики материальной точки: путь, перемещение, скорость и ускорение в любой момент времени.

Слайд 53

Описание слайда:

При решении обратной задачи по известной зависимости ускорения от времени , При решении обратной задачи по известной зависимости ускорения от времени , находят положение материальной точки на траектории в любой момент времени. Для решения обратной задачи нужно задать в некоторый начальный момент времени tО начальные условия: радиус-вектор скорость точки .

Слайд 54

Описание слайда:

Нахождение скорости Из определения ускорения имеем Проинтегрируем или Получим (1)

Слайд 55

Описание слайда:

Нахождение положения точки Из определения скорости следует, что элементарное перемещение равно Подставим сюда полученное равенство (1) и проинтегрируем полученное уравнение: Получим

Слайд 56

Описание слайда:

Равномерное движение Рассмотрим частные случаи. Равномерное прямолинейное движение (ускорение = 0 и t0 = 0). Тогда Перейдём от векторной формы записи уравнений к скалярной:

Слайд 57

Описание слайда:

Равноускоренное движение 2. Равнопеременное прямолинейное движение (ускорение = const и t0 = 0). Тогда Полученное выражение, спроецированное на ось x имеет вид:

Слайд 58

Описание слайда:

1.3. Тангенциальное и нормальное ускорения Пусть материальная точка движется по криволинейной траектории, имея различную скорость в разных точках траектории. Скорость при криволинейном движении может изменяться и по модулю и по направлению. Эти изменения можно оценивать раздельно.

Слайд 59

Описание слайда:

Слайд 60

Описание слайда:

Вектор ускорения можно разложить на два направления: касательное к траектории и перпендикулярное к ней ( т.е. по радиусу к центру окружности). Вектор ускорения можно разложить на два направления: касательное к траектории и перпендикулярное к ней ( т.е. по радиусу к центру окружности). Составляющие на эти направления носят названия тангенциального ускорения и нормального ускорений .

Слайд 61

Описание слайда:

Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю. Тангенциальное ускорение характеризует изменение скорости по модулю. Модуль тангенциального ускорения равен модулю первой производной от скорости по времени. Тангенциальное ускорение направлено по касательной к траектории.

Слайд 62

Описание слайда:

Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению. Нормальное ускорение характеризует изменение скорости по направлению. Модуль нормального ускорения равен: Нормальное ускорение направлено перпендикулярно скорости по радиусу к центру кривизны траектории.

Слайд 63

Описание слайда:

Полное ускорение Полное ускорение материальной точки. Модуль полного ускорения:

Слайд 64

Описание слайда:

Движение – равноускоренное, если модуль тангенциального ускорения положителен. Движение – равноускоренное, если модуль тангенциального ускорения положителен. При этом тангенциальное ускорение направлено по вектору скорости.

Слайд 65

Описание слайда:

Частные случаи движений = 0, = 0 - это равномерное прямолинейное движение; = const, = 0 - равнопеременное прямолинейное движение; = 0, = сonst - равномерное движение по окружности;

Слайд 66

Описание слайда:

= 0, = f(t) - равномерное криволинейное движение; = 0, = f(t) - равномерное криволинейное движение; 5. = f(t), = f(t) - неравномерное криволинейное движение.

Слайд 67

Описание слайда:

1.4. Кинематика вращательного движения твердого тела Любое движение абсолютно твердого тела может быть сведено к сумме двух движений – поступательного и вращательного. Поступательным движением твердого тела называется такое движение, при котором любая прямая, проведенная в теле, перемещается параллельно самой себе.

Слайд 68

Описание слайда:

При поступательном движении все точки тела движутся одинаково, поэтому движение тела можно охарактеризовать движением одной точки(например, движением центра масс тела). При поступательном движении все точки тела движутся одинаково, поэтому движение тела можно охарактеризовать движением одной точки(например, движением центра масс тела). При вращательном движении различные точки твёрдого тела движутся по-разному. Вращательное движение нельзя охарактеризовать движением определённой точки.

Слайд 69

Описание слайда:

Вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения. Вращательным движением твердого тела вокруг неподвижной оси называется такое движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной неподвижной прямой, называемой осью вращения. При вращательном движении твердого тела вокруг неподвижной оси радиус-векторы, проведенные из центров соответствующих окружностей к точкам тела за время dt поворачиваются на один и тот же угол d.

Слайд 70

Описание слайда:

Слайд 71

Описание слайда:

Угловое перемещение Угловое перемещение твердого тела – вектор, численно равный углу поворота тела d и направленный вдоль оси вращения так, что если смотреть с его конца, то вращение тела кажется происходящим против часовой стрелки (правило буравчика).

Слайд 72

Описание слайда:

Быстроту изменения углового перемещения с течением времени характеризует угловая скорость. Быстроту изменения углового перемещения с течением времени характеризует угловая скорость. Средняя угловая скорость твердого тела численно равна угловому перемещению, совершаемому телом за единицу времени. Мгновенная угловая скорость равна пределу, к которому стремится средняя угловая скорость при неограниченном убывании промежутка времени до нуля.

Слайд 73

Описание слайда:

Мгновенная угловая скорость равна первой производной от углового перемещения по времени. Мгновенная угловая скорость равна первой производной от углового перемещения по времени. Угловая скорость измеряется в рад/с. Вектор угловой скорости совпадает по направлению с вектором углового перемещения (т.е. определяется по правилу буравчика).

Слайд 74

Описание слайда:

Направление векторов

Слайд 75

Описание слайда:

Быстроту изменения угловой скорости с течением времени характеризует угловое ускорение. Быстроту изменения угловой скорости с течением времени характеризует угловое ускорение. Среднее угловое ускорение твердого тела равно изменению угловой скорости за единицу времени. Мгновенное угловое ускорение равно пределу, к которому стремится среднее угловое ускорение при неограниченном убывании промежутка времени до нуля.

Слайд 76

Описание слайда:

Мгновенное угловое ускорение равно первой производной от угловой скорости по времени или второй производной от углового перемещения по времени. Мгновенное угловое ускорение равно первой производной от угловой скорости по времени или второй производной от углового перемещения по времени. Угловое ускорение измеряется в рад/с2.

Слайд 77

Описание слайда:

Направление угловых векторов. Направление угловых векторов.

Слайд 78

Описание слайда:

Направления угловых векторов

Слайд 79

Описание слайда:

Вектор направлен вдоль оси вращения в ту же сторону, что и при ускоренном Вектор направлен вдоль оси вращения в ту же сторону, что и при ускоренном вращении (  ) , при замедленном -  . Модули векторов равны соответственно

Слайд 80

Описание слайда:

Обратная задача кинематики при вращательном движении При вращательном движении обратная задача кинематики выполняется при следующих формулах:

Слайд 81

Описание слайда:

При равномерном вращении: При равномерном вращении:  = 0,  = const,  = t. При равнопеременном вращении:  = const,

Слайд 82

Описание слайда:

Период и частота вращения Для характеристики равномерного вращательного движения используются следующие величины. Период вращения Т – время одного оборота тела, вращающегося с постоянной угловой скоростью. Частота вращения  – количество оборотов, совершаемых телом за единицу времени. Угловая скорость может быть выражена следующим образом:

Слайд 83

Описание слайда:

1.5. Взаимосвязь угловых и линейных величин Кроме угловых величин: углового перемещения, угловой скорости и углового ускорения движение каждой точки вращающегося твердого тела характеризуют линейные величины: линейное перемещение , линейный путь dS, линейная скорость , тангенциальное , нормальное и полное линейные ускорения.

Слайд 84

Описание слайда:

Пусть за время dt произвольная точка твердого тела А переместится на , пройдя путь dS. При этом радиус - вектор точки повернется на угол . Пусть за время dt произвольная точка твердого тела А переместится на , пройдя путь dS. При этом радиус - вектор точки повернется на угол . Тогда В векторном виде:

Слайд 85

Описание слайда:

Направление перпендикулярно к и к . Если смотреть с конца , то поворот от к происходит против часовой стрелки. Направление перпендикулярно к и к . Если смотреть с конца , то поворот от к происходит против часовой стрелки. Модуль вектора равен

Слайд 86

Описание слайда:

Направления векторов

Слайд 87

Описание слайда:

Вектор элементарного перемещения: Вектор элементарного перемещения: Разделим это соотношение на dt: Учтём, что Получим Линейная скорость данной точки твёрдого тела равна векторному произведению угловой скорости на радиус - вектор точки.

Слайд 88

Описание слайда:

Если смотреть с конца вектора , то поворот от к происходит против часовой стрелки. Если смотреть с конца вектора , то поворот от к происходит против часовой стрелки. Формула, связывающая между собой модули мгновенных линейной и угловой скоростей: V = ∙rsin90 = r

Слайд 89

Описание слайда:

Продифференцируем выражения для v по времени: Продифференцируем выражения для v по времени: Учтём, что – линейное ускорение, – угловое ускорение, - линейная скорость. Получим и сравним

Слайд 90

Описание слайда:

Первый вектор в правой части - тангенциальное ускорение. Первый вектор в правой части - тангенциальное ускорение. Он характеризует изменение модуля линейной скорости. Тангенциальное ускорение направлено по касательной к окружности. Модуль тангенциального ускорения равен: а =  ∙ r ∙ sin 90 =  ∙ r

Слайд 91

Описание слайда:

Слайд 92

Описание слайда:

Слайд 93

Описание слайда:

Слайд 94

Описание слайда:

Сравнительная таблица формул Движение Поступательное Вращательное Равномерное S = Vt  = t V = const  = const а = 0  = 0 Равнопеременное S = V0t  аt2/2  = 0t  t2/2 V = V0  аt  = 0  t a = const  = const

Слайд 95

Описание слайда:

Сравнительная таблица формул Движение Поступательное Вращательное неравномерное S = f(t)  = f(t) = (S2 – S1)/(t2 – t1) = (2 – 1)/(t2 – t1) V = dS/dt  = d/dt = (V2 – V1)/(t2 – t1) = (2 – 1)/(t2 – t1) a=dV/dt а = r а = dV/dt an = 2r an = V2/r T = 1/n = 2/

Теги Кинематика

Похожие презентации