1.5相对运动 (选讲)

2020/5/141运动是绝对的，运动的描述是相对的。同一物体在不同参考系中各自测量的状态量之间的定量关系。设参考系S'相对参考系S平动，平动速度为u§1.5相对运动S系描述的物理量是:S'系描述的物理量是:rara绝对参照系s，相对参照系s'联系？xyoxyouS系S'系PrrR一、位置矢量O’相对于O的位置矢量tuRRrr'2020/5/142xyoxyouS'系PrrPxyorrQutr2、位移变换时刻质点运动到P点时刻质点运动到Q点tttturr•s'系相对于s系的位移：tu•Q点相对于s'系的位移：r•Q点相对于s系的位移：r—牵连位移—相对位移—绝对位移3.速度变换ttutttrtrttt000lim''limlimdd'dd'rruutt1'lim0ttt2020/5/143两参考系具有共同时间变量伽利略变换绝对的时空观xyoxyouS系S'系PrrPxyorrQutr牵连　相对绝对vvv—牵连速度—相对速度—绝对速度udddudddutttaaavv3.加速度变换伽利略(GalileoGalilei，1564-1642)u'2020/5/144例可用速度关系解释：雨天骑车，人只在胸前铺一块塑料布即可遮雨。雨对地=雨对人+人对地(骑车)（）（′）（u）雨对地人对地(骑车)雨对人在S'相对于S平动的条件下uaaaconst.u若则u0uatddaa加速度关系变为2020/5/145例船相对于水以4km/h的速度前进。设江水流动为平动，求水速为3.5km/h时，船要从出发处垂直于江岸而横渡此解研究对象：船S：江岸S’：江水由速度变换公式：大小方向未知已知已知已知已知未知S船SS''S船由矢量图：SSSS''船船875.045.3sin061江，其划行方向应如何？2020/5/146例地上人看船上升旗，旗以2m/s速度相对船上升，船以3m/s速度向东前进。则地上人看旗的速度？y’x’o’(东)yxo(上)SS'已知条件：研究对象：旗定参照系S：地动参照系S’：船解——大小方向均待定——大小：2m/s方向：向上jS2'＝旗S旗'S旗SS'——大小：3m/s方向：向东iSS'3＝SSS'S'旗旗＝SS''S旗S旗ji23m/s2020/5/1471）以上结论是在绝对时空观下得出的只有假定“长度的测量不依赖于参考系”（空间的绝对性），才能给出：只有再假定“时间的测量不依赖于参考系”（时间的绝对性），才能给出：绝对时空观只在uc时才成立。SSΔΔΔrrrSSrrr和aau和讨论2020/5/1482）不可混淆“运动的合成分解”和“伽利略速度变换关系”运动的合成是在一个参考系中，总能成立；伽利略速度变换则应用于两个参考系之间，只在uc时才成立。两个参考系（S'系和S系）平动的情况SSaaa3）只适用于2020/5/149质点运动学小结四个基本量arr,,,从不同方面描写了同一质点运动的规律一、定义位置矢量：)(trr位移：)()(trttrr－＋速度：dtrd＝加速度：22dtrddtda＝＝二、关系ra微分法积分法微分法积分法思考1：与rs与rdds与与的关系？2020/5/1410三、在不同坐标系中的表示1、直角坐标系：位矢的参考点取在坐标原点rxiyjzkkdtdzjdtdyidtdxkdtzdjdtydidtxda2222222、自然坐标系：)(tssdtdadtdsnRan2dtda3、极坐标：（圆周运动）)(t)()(ttt－＋2dtsd2＝dtds＝rsrsr2ranra22aaan2020/5/1411讨论1、比较与rs与rdds与与＝≠＝≠例一质点以恒速率υ作圆周运动，半径R，t时刻质点在A点，t+△t时刻在B点，取圆心o为位矢的原点，试写出在△t内的：oABRxrr以及任意时刻的：dtrddtdrdtddtdR2＝0RRrrBA＝2BA＝0BA＝＝0＝Raa2＝0＝2020/5/1412讨论2、质点沿曲线运动，aaaa0a＝BACDE解析：ABCDE√加速×××√加速度应指向凹侧an不为零故a不会沿切向an不为零故a不为零减速自然坐标系中2nadtda指向曲率中心沿切线∴恒指向曲线凹侧a思考：(1)物体是否无加速度？0dtd(2)等加速运动是否一定为直线运动？(3)圆周运动的加速度是否一定指向圆心？请指出各点运动情况有无可能