《高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 3 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述速度素材 教科版必修1(通用)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第一章 運(yùn)動(dòng)的描述 3 運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述速度素材 教科版必修1(通用)(3頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3.運(yùn)動(dòng)快慢與方向的描述——速度
定義
速度 (velocity) 表征動(dòng)點(diǎn)在某瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的矢量。在最簡(jiǎn)單的勻速直線運(yùn)動(dòng)中,速度的大小等于單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)過(guò)的路程。速度的常用單位有:厘米/秒,米/秒。千米/小時(shí)等。速度的大小也稱速率。動(dòng)點(diǎn)Q作一般空間運(yùn)動(dòng)時(shí),位移Δr和所用時(shí)間Δt的比,稱為Δt時(shí)間內(nèi)的平均速度,記為v平,
平均速度的方向即位移的方向(圖1)。當(dāng)時(shí)間間隔Δt趨于零時(shí),平均速度的極限稱為動(dòng)點(diǎn)在t時(shí)的瞬時(shí)速度,
簡(jiǎn)稱速度,記為v:
因而可給出速度的一般定義:速度是動(dòng)點(diǎn)矢徑對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),其方向同軌跡的切線方向一致。
以某定點(diǎn)P為起點(diǎn),畫(huà)出隨時(shí)間變化的速
2、度矢量,它們的端點(diǎn)在空間繪出的曲線稱為速端圖。它給出速度矢量變化情況的清晰圖象(圖2)。
速度在各坐標(biāo)系中的表示方法如下:
直角坐標(biāo)系
可用于表示點(diǎn)的空間曲線運(yùn)動(dòng)、平面曲線運(yùn)動(dòng)和直線運(yùn)動(dòng)的速度。
①空間曲線運(yùn)動(dòng)
式中v為速度的模vx、vy、vz為動(dòng)點(diǎn)速度v在直角坐標(biāo)系x、y、z軸上的投影,
為動(dòng)點(diǎn)位置坐標(biāo)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù);α、β、γ為速度矢量v與坐標(biāo)軸x、y、z的夾角。
②平面曲線運(yùn)動(dòng)
③直線運(yùn)動(dòng)
速度v等于坐標(biāo)對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù),是一代數(shù)量,正值表示速度方向沿x軸正向,負(fù)值表示沿x軸反向。
極坐標(biāo)系
可用于表示點(diǎn)的平面曲線運(yùn)動(dòng)的速度。速度v在極坐標(biāo)中可分解為橫向速度vφ和徑向速度vr;
它們都是代數(shù)量。vφ為正時(shí),表示它指向φ增加的方向;vr為正時(shí)表示它指向r增加的方向
球坐標(biāo)系
可以用于 表示點(diǎn)的空間曲線運(yùn)動(dòng)的速度。速度v在球坐標(biāo)系(r、φ、θ)中可表示為三個(gè)投影
柱坐標(biāo)系
可用于表示點(diǎn)的空間曲線運(yùn)動(dòng)的速度。速度在柱坐標(biāo)系 (r、φ、z)中可表示為三個(gè)投影