第五章曲线运动复习资料玉龙整理Word下载.docx
- 文档编号:17390358
- 上传时间:2022-12-01
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:119.97KB
第五章曲线运动复习资料玉龙整理Word下载.docx
《第五章曲线运动复习资料玉龙整理Word下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第五章曲线运动复习资料玉龙整理Word下载.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
合运动与分运动的关系
【学习难点】对一个运动能正确地进行合成和分解。
【知识要点回顾】
一、曲线运动
1、曲线运动的方向:
做曲线运动的物体,某一点的瞬时速度的方向,就是通过该点的曲线的___________方向.
2、做曲线运动的条件:
物体所受的__________方向与__________方向不在同一直线上.
3、曲线运动的轨迹:
做曲线运动的物体,其轨迹向______所指的方向弯曲.
4、曲线运动的性质:
曲线运动是_______________________________运动
①F合大小方向恒定――匀变速曲线运动(如平抛运动)
②F合大小恒定,方向始终与v垂直――匀速圆周运动
二、运动的合成与分解(回顾蜡块实验)
1、运动的合成与分解遵守_____________________________
2、合运动与分运动的关系:
合运动与分运动具有____性、__性、____性
3、合运动是物体的实际运动。
两个做直线运动的分运动,它们的合运动的轨迹是否是直线要看合初速度与合加速度的方向关系。
(1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动.
(2)一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动
(3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动
(4)两个匀变速直线运动的合运动
4、曲线运动物体速率变化情况判断:
(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率_________
(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率_________
(3)当合力方向与速度方向的夹角为直角时,物体的速率__________
5、渡河问题:
(1)渡河时间由什么决定?
什么情况渡河时间最短?
(2)什么条件下才能垂直河岸渡河?
(3)渡河的最小位移为多少?
6、绳连物体的速度分解问题:
【精讲精练】
例1.一个质点受两个互成锐角的恒力F1和F2作用,由静止开始运动,若运动过程中保持二力方向不变,但Fl突然增大Fl+△F,则质点以后()
A.一定做匀变速曲线运动
B.在相等时间内速度的变化一定相等
C.可能做匀速直线运动
D.可能做变加速曲线运动
练1双人滑运动员在光滑的水平冰面上做表演,甲运动员给乙运动员一个水平恒力F,乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN,vM与vN正好成90°
角,则此过程中乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的()
A.F1B.F2C.F3D.F4
例2.在向右匀速行驶的火车中,向后水平抛出一物体,在站在地面上的人看来,该物体的运动轨迹可能是图中的()
A.A、D、EB.B、C、D
C.C、D、ED.A、B、C
练2.如图所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车下装有吊着物体B的吊钩,在小车A与物体B以相同的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时,吊钩将物体B向上吊起,A、B之间的距离以d=H-2t2(SI制,式中H为吊臂离地面的高度)规律变化,则物体做()
A.速度大小不变的曲线运动
B.速度大小增加的曲线运动
C.加速度大小方向均不变的曲线运动
D.加速度大小方向均变化的曲线运动
例3.如图所示,在水平面上做匀速直线运动的汽车,通过定滑轮用绳子吊起一物体,若汽车和物体某一时刻的速度分别为v1和v2,则下列说法,正确的是:
()
A.物体做匀速运动,且v1=v2
B.物体做加速运动,且v1﹥v2
C.物体做加速运动,且v1﹤v2
D.物体做减速运动,且v2﹥v1
练3.如图所示,汽车甲以v1速度拉汽车乙前进,乙的速度为v2,甲乙都在水平面运动,求v1:
v2
例4.已知某船在静水中的速率为v1=4m/s,现让船渡过某条河,假设这条河的两岸是理想的平行线,河宽为d=100m,河水的流动速度为v2=3m/s,方向与河岸平行.试分析:
(1)欲使船以最短时间渡过河去,航向怎样?
最短时间是多少?
到达对岸的位置怎样?
船发生的位移是多大?
(2)欲使船渡河过程中的航行距离最短,船的航向又应怎样?
渡河所用时间是多少?
练4.有一条河宽30米,河水流动速度4米/秒,一小船在静水中的速度是3米/秒,要使小船以最短的航线渡河,求船头的指向和最短航程
【课后反思】
【跟踪训练】
第二讲:
平抛物体的运动
一、知识与技能:
1、知道平抛运动的特点、物体做平抛运动的条件、平抛运动的性质。
2、理解平抛运动的基本规律。
二、过程与方法:
通过平抛运动研究方法的学习,能综合运用知识,来探究新问题的研究方法。
通过平抛的理论推证和实验证明,渗透实践是检验真理的标准。
学习重点】平抛运动的特点和规律;
平抛运动研究方法;
平抛运动的规律应用
【学习难点】平抛运动的规律及应用
【学法指导】启发、引导、讨论、交流、归纳、推理
一、匀变速直线运动的特征和规律:
1、匀变速直线运动:
加速度是一个恒量、且与速度在同一直线上。
基本公式:
、
、
(只适用于匀变速直线运动)。
2、当v0=0、a=g(自由落体运动),有
vt=gt、
、
。
3、当V0竖直向上、a=-g(竖直上抛运动)。
注意:
(1)上升过程是匀减速直线运动,下落过程是匀加速直线运动。
(2)全过程加速度大小是g,方向竖直向下,全过程是匀变速直线运动
(3)从抛出到落回抛出点的时间:
t总=2V0/g=2t上=2t下
(4)上升的最大高度(相对抛出点):
H=v02/2g
(5)*上升、下落经过同一位置时的加速度相同,而速度等值反向
(6)*上升、下落经过同一段位移的时间相等。
(7)*用全程法分析求解时:
取竖直向上方向为正方向,S>
0表示此时刻质点的位置在抛出点的上方;
S<
0表示质点位置在抛出点的下方。
vt>
0表示方向向上;
vt<
0表示方向向下。
在最高点a=-gv=0。
二、平抛运动
1、平抛运动特点:
(1)物体的初速度沿______方向,
(2)物体只在_______作用下的运动
2、平抛运动性质:
平抛运动是加速度为重力加速度(g)的_______________曲线运动
3、平抛运动轨迹:
是_________________
4、平抛运动的研究方法:
平抛运动可以分解为水平方向的________________运动
和竖直方向的_________________运动两个分运动.
合速度
水平方向:
vx=________
竖直方向:
vy=________
大小s=_____________
方向tanα=_________
x=________
y=________
大小v=____________
方向tanθ=_________
5、平抛运动的规律:
(1)速度规律
总位移
(2)位移规律
1、决定平抛运动情况的两个因素:
(2)平抛运动的时间仅由______________________决定;
(2)平抛运动的水平射程由_____________和____________共同决定
2、平抛运动的两个推论:
(1)做平抛(或类平抛)运动的物体在任一时刻任一位置处,其末速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tana=2tanθ
(2)做平抛(或类平抛)运动的物体,任意时刻的瞬时速度方向的反向延长线一定通过此时水平位移的中点.
3、平抛运动是匀变速运动:
(1)由加速度与速度变化量之间的关系来说明,即△v=g△t,△v的方向与重力加速度方向相同,故相同时间内速度变化量相同.
(2)从速度变化量△v=v2-vl(矢量差)同样可以得出相同结论.如图所示
4、类平抛运动:
(1)概念:
物体所受合力为恒力,且与初速度方向垂直
(2)处理方法同平抛运动,但a=F合/m(而不是g)
(3)典型问题:
斜面上的平抛运动;
5、用实验探究平抛运动:
探究
(1):
竖直方向的运动规律(方案之一:
如图)探究
(2):
水平方向的运动规律
6、斜抛运动(设初速度为v0,抛射角为θ):
1.特征:
初速度方向_______________,加速度________________。
2.性质和规律:
做______________运动,vX=、x=
做______________运动,vy=、y=。
合速度:
V=,合位移S=。
3.在最高点a=-gvy=0
最大高度:
H=,射程S=飞行时间T=
例1.一物体做平抛运动,在它落地前的ls内它的速度与水平方向夹角由30°
变成60°
,g=10m/s2.求:
(1)平抛运动的初速度v0
(2)平抛运动的时间;
(3)平抛时的高度.
练1.如图所示,A、B两球之间有长6m柔软细线相连,将两球相隔0.8s先后从同一高度从同一点均以4.5m/s的初速水平抛出,求:
(1)A球抛出后多长时间,A、B两球间的连线可拉直.
(2)这段时间内A球离抛出点的水平位移多大?
(g取10m/s2)
例2.如图所示,从倾角为θ的斜面顶端水平抛出一钢球,落到斜面底端,已知抛出点到落点间斜边长为L
(1)求抛出的初速度.
(2)抛出后经多长时间物体离斜面最远?
练2.如图所示,在斜面上O点先后以v0和2v0的速度水平抛出A、B两小球,则从抛出至第一次着地,两小球的水平位移大小之比可能为()
A.1:
2B.1:
3C.1:
4D1:
5
例3.如图所示,光滑斜面长为b,宽为a,倾角为θ,一物块沿斜面左上方顶点P水平射人,而从右下方顶点Q离开斜面,求入射初速度.
练3.质量为m的飞机以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).今测得当飞机在水平方向的位移为L时,它的上升高度为h.如图所示,求:
(1)飞机受到的升力大小;
(2)飞机飞至h高度时飞机的动能.
例4.如图所示,一小球自平台上水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α=53°
的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台高度差h=0.8m,重力加速度g=10m/s2,sin53°
=0.8,cos53°
=0.6,求:
(1)小球水平抛出的初速度v0是多少?
(2)斜面顶端与平台边缘的水平距离x是多少?
(3)若斜面顶端高H=20.8m,则小球离开平台后经多长时间到达斜面底端?
3、小球以15m/s的水平初速度向一倾角为37°
的斜面抛出,飞行一段时间后,恰好垂直撞在斜面上.求:
(1)小球在空中的飞行时间;
(2)抛出点距落球点的高度.(g=10m/s2)
解析:
将球将要到达落地点时的速度分解,如图所示
由图可知θ=37°
=90°
-37°
=53°
(1)tan
=
则t=
·
tan
×
s=2s
(2)h=
gt2=
10×
22m=20m
【答案】
(1)2s
(2)20m
第三讲:
匀速圆周运动
1、匀速圆周运动、线速度、角速度、周期及其之间的关系,向心加速度、向心力
2、在匀速圆周运动中产生向心加速度的原因、会在具体问题中分析向心力的来源
3、能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。
培养学生的分析能力、综合能力和推理能力,明确解决实际问题的
通过描述匀速圆周运动快慢的教学,使学生了解对于同一个
【学习重点】1、线速度、角速度及周期之间的关系
2、能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决圆周运动有关问题
【学习难点】能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决圆周运动有关问题
1、描述圆周运动物理量:
线速度、角速度、周期、频率、转速、向心加速度、向心力
①线速度:
大小v=_____,方向____________________,单位_________
意义:
是描述_____________________________的物理量
②角速度:
大小ω=_____,单位_______,意义:
是描述_________________的物理量
③周期:
意义________________________________________单位________
④频率:
④向心加速度:
大小v=_______________________,方向__________,单位_________
⑤向心力:
大小v=_____________,方向________,单位_________,作用效果是产生向心加速,只改变线速度的_________,不改变线速度的_________
⑥各量相互关系:
___________________________________________________________
2、匀速圆周运动
(1)定义:
质点沿圆周运动,在任意相等的时间内通过的弧长相等,叫匀速圆周运动.
(2)特点:
匀速圆周运动速度大小不变,方向时刻改变,是变速运动;
加速度大小不变方向时刻改变,是一种变加速运动。
匀速圆周运动的速度、加速度和所受向心力都是变量,但角速度是恒量;
(2)线速度、角速度和周期都表示匀速圆周运动的快慢;
运动越快,则线速度越、角速度越、周期越。
②性质:
是速度大小______而方向时刻在变的变速曲线运动,并且加速度大小______,方向指向_____,也时刻在改变.
③条件:
合外力______不变,方向始终与速度______.
匀速圆周运动时物体所受合外力必须指向圆心,作为使物体产生向心加速度的向心力。
如果物体做变速圆周运动,合外力的沿半径的分力是此时的向心力,它改变速度的方向;
合外力的切向分力则改变速度的大小。
二、疑点探究与点拨
1、匀速转动的轮子两个结论
(1)同一转动圆盘(或物体)上的各点___________相同.
(2)皮带连接的两轮不打滑时,则轮缘上各点的___________相同
2、对向心力的理解:
向心力的来源————
(1)做匀速圆周运动时,物体的合外力充当向心力.
(2)变速圆周运动中物体合外力沿垂直速度方向的分量充当向心力.
向心力是效果力,在分析做圆周运动物体的受力情况时,切不可在物体的相互作用力外再添加一个向心力.
3、竖直平面内圆周运动的临界问题:
(1)轻绳模型及内轨模型:
小球在竖直面内做圆周运动过最高点时,绳或内轨不能提供向上的支撑.小球能过最高点的条件:
v>
v0(此时绳、轨道对球分别,产生向下的拉力、向下的弹力).
(2)汽车过凸形桥:
(3)轻杆模型及管道模型:
此模型,小球在最高点可以受到向上的支撑作用。
临界条件:
小球恰能达到最高点的临界速度v0=0.
物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界问题,并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语,
4、水平平面内圆周运动:
(1)火车转弯问题
(2)静摩擦力作用下的圆周运动
例1.匀速圆周运动属于()
A.匀速运动B.匀加速运动
C.加速度不变的曲线运动D.加速度变化的曲线运动
练1.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系,下列说法中正确的是()
A.线速度大的角速度一定大B.线速度大的周期一定小
C.角速度大的半径一定小D.角速度大的周期一定小
例2.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为r,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为4r,小轮的半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若在转动过程中,皮带不打滑,则
A.a点与b点的线速度大小相等B.a点与b点的角速度大小相等
C.a点与c点的线速度大小相等D.a点与d点的向心加速度大小相等
例3.如图所示,A、B、C三个物块放在水平的圆盘上,它们的质量关系是mA=2mB=2mc,它们与转轴的距离的关系是2rA=2rB=rc,三个物块与圆盘表面的动摩擦因数都为µ
,且它们与圆盘间的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,当圆盘转动时,A、B、C都没有滑动,则下列判断正确的是()
A.C的向心加速度最大
B.B所受的摩擦力最小
C.当圆盘转速增大时,B比A先滑动
D.当圆盘转速增大时,C比B先滑动
例4.如图所示,LMPQ是光滑轨道,LM水平,长为5.0m,MPQ是一半径为R=1.6m的半圆,QOM在同一竖直线上,在恒力F作用下,质量m=1kg的物体A由静止开始运动,当达到M时立即停止用力.欲使A刚好能通过Q点,则力F大小为多少?
(取g=10m/s2)
练4.一质量为m的金属小球拴在长为L的细线下端,细线上端固定在O点处,在悬点O的正下方P处钉有一光滑钉子,如图所示.现将小球拉至悬线水平,然后释放.为使悬线碰到钉子后,小球能绕钉子在竖直平面内做完整的圆周运动,则OP的最小距离是多少?
[例1]如图所示,半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动,当半径OB转到某一方向时,在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球,小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时,小球与圆板只碰一次,且落点为B?
【解析】球做平抛运动的时间为
t=
球落到B点时水平位移为R,则球抛出时的速度为
v=
=R
要保证球落到B点,需在球做平抛运动的时间内使圆板转动n圈(n=1,2,……),则
t=n
圆板转动的角速度为ω=n
=2πn
=nπ
【答案】R
;
nπ
[例2]如图所示,一半径为R=2m的圆环,以直径AB为轴匀速转动,转动周期T=2s,环上有M、N两点,试求M、N两点的角速度和线速度.
【解析】M、N两点的角速度ωN=ωM=
=πrad/s
N点的半径rN=Rsin60°
=2×
m=
m
N点的线速度vN=rN×
ωN=
πm/s
M点的半径rM=Rsin30°
m=1m
M点的线速度vM=rm×
ωm=1×
πm/s=πm/s
【答案】πrad/s,πm/sπrad/s,
[例4]如图所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,飞轮转动的角速度为ω,当飞轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则飞轮重心离转轴的距离多大?
在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?
【解析】设偏心轮的重心距转轴r,偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(轮的质量)的质点,绕转轴转动(如图)。
轮的重心在正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力。
即
F=Mg①
根据牛顿第三定律,此时轴对偏心轮的作用力向下,大小为F=Mg,其向心力为
F+mg=mω2r②
由①②得偏心轮重心到转轴的距离为:
r=(M+m)g/(mω2)③
当偏心轮的重心转到最低点时,电动机对地面的压力最大.对偏心轮有
F′-mg=mω2r④
对电动机,设它所受支持力为FN
FN=F′+Mg⑤
由③、④、⑤解得FN=2(M+m)g
由牛顿第三定律得,电动机对地面的最大压力为2(M+m)g.
【答案】(M+m)g/(mω2);
2(M+m)g
【说明】本题的简单解法是取电动机和偏心轮组成的系统为研究对象,当偏心轮在轴正上方时,电动机对地面刚好无压力,系统受到的合外力为(M+m)g,其中一部分物体是m具有竖直向下的加速度(即向心加速度),则
(M+m)g=mω2r①
得r=(M+m)g/(mω2)
当偏心轮的重心转至轴的正下方时,电动机对地面压力最大,此时系统受到的合力为FN-(M+m)g,其中一部分物体m具有竖直向上的加速度(即向心加速度),则
FN-(M+m)g=mω2r②
由①②解得FN=2(M+m)g.
由牛顿第三定律知电动机对地面的最大压力为2(M+m)g.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 第五 曲线运动 复习资料 整理