曲线运动复习课.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,曲线运动复习课,曲线运动,曲线运动的条件,曲线运动的研究方法,运动的合成,运动的分解,主要是正交分解,典型的曲线运动模型,平抛运动,圆周运动,水平匀速圆周运动,竖直平面圆周运动,重点,难点,离心现象,只要求掌握最高点和最低点的分析,会分析实例,描述它的物理量,v,T,a,n,及它所遵循的动力学规律,F,n,=ma,n,重点,难点,一曲线运动的特点及条件,特点：轨迹是曲线；,速度,:,（方向：该点的曲线切线方向）时刻在变；,条件：,F,合与,V0,不在同一条直线上（即,a,与,v0,不在同一条直线上），,a0,曲线运动一定是,变速运动。,v,F,轨迹,凹,凸,两个典型的曲线运动：,F,合力大小方向恒定,匀变速曲线运动（如平抛运动）,F,合大小恒定，方向始终与,v,垂直,匀速圆周运动,平行四边形法则,运动的合成与分解,复杂运动,简单运动,二运动的合成与分解,运动的合成与分解要注意,_,和,_,等时性,独立性,等时性：合运动所需时间和对应的每个分运动所需时 间相等,.,独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各个分运动独立进行，互不影响,.,两种典型的模型,:,1.,小船过河问题,(1),最短时间过河,(2),最短位移过河,(,一般只,涉及船速大于水速情况,),2.,绳端速度分解问题,特征：只受重力，初速度沿水平方向。,规律：水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动（匀变速曲线运动,a=g),水平分运动：,水平位移：,x=,v,o,t,水平分速度：,v,x,=,v,o,竖直分运动：,竖直位移：,y=,g t,2,竖直分速度：,v,y,=g t,合位移,S=,合速度,V=,三平抛运动规律及应用,y,x,s,v,0,x,y,A,v,v,x,v,y,o,图,4-2-1,1,特征：轨迹为圆，速率不变，方向时刻改变的变速运动。,2,线速度：大小：,V=,=,单位：,m/s,；,方向：圆上各点的切线方向。,3,角速度：大小：,=,单位：,rad/s,；,4,周期与频率的关系：,T=1/f=1/n,（,n,为转速 单位,:,/s),5,线速度与角速度的关系：,v=,R,同轴转动,，,皮带轮传动,时角速度与线速度的关系。,四匀速圆周运动,6,向心加速度，向心力,向心加速度：,大小：,a=,方向：时刻,指向圆心,。,向心力：,作用：使物体做圆周运动，只改变速度方向，不改变速度大小。,来源：一个力或几个力的合力、或某一个力的分力，是,效果力,。,方向：,F,向,v,，,指向圆心。,大小：,竖直平面内的圆周运动,:,竖直平面内的圆周运动是典型的,变速,圆周运动，中学物理中只研究物体在,最高点,与,最低点,的两种情况,.,主要有以下两种类型：,五 实例：,水平平面内,匀速,圆周运动实例：,火车转弯、飞机转弯、汽车转弯、圆锥摆模型等。,线和内轨模型,：,竖直平面内的圆周运动,mg,N,v,？,v,竖直平面内的圆周运动,杆和双轨模型,：,能过最高点的临界条件：,mg,N,F,以上两种类型在最低点的情况相同,:,常见的竖直平面内的圆周运动,:,F,拉,mg=mv,2,/r,或,F,N,mg=mv,2,/r,N,G,汽车过拱形桥,v,水流星,六、离心运动,做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动。,离心的条件是什么？,万有引力,知识点归纳,知识结构,开普勒第一定律：,行星的运动 开普勒第二定律：,开普勒第三定律：,公式：,万有引力定律 适用条件：,理解：,计算天体的质量：,万有引力定律的应用 宇宙速度：,人造卫星：,地心说,观点：认为地球是宇宙的中心，地球是静止不动，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动,.,日心说,观点,:,认为太阳是宇宙的中心，地球、月亮及其他行星都在绕太阳运动,.,两种学说,:,托勒密,哥白尼,1.,开普勒第一定律 （,椭圆定律,）,所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。,2.,开普勒第二定律 （,面积定律,）,对于每一个行星而言，太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积。,3.,开普勒第三定律 （,周期定律,）,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等。,开普勒定律,近日点,远日点,表达式：,a,3,T,2,=k,K,是与行星无关的常量,但与,中心天体质量,有关,2a,3,、解决天体运动的两条思路：,(1),地面（或某天体表面）的物体的重力近似等于万有引力,g-,天体表面的重力加速度,-,为天体的半径,(2),环绕模型：万有引力提供向心力,mg,G,4,、人造地球卫星,离地面越高，向心力越,小,向心加速度越,小,.,线速度越,小,角速度越,小,周期越,大,.,卫星特点：,（,1,）所有卫星做圆周运动的圆心,地心,（,2,）在轨道上运动的卫星，卫星上的人或物“完全失重”（天平，一般气压计等无法使用,弹簧测力计无法用来称物重 ）,（,3,）理论上，在地面上发射的飞行器的地点最好在低纬处，且顺地球自转方向，即自西向东。,V=w R,5,、宇宙航行,一、宇宙速度,1,、,第一宇宙速度（环绕速度）,v,1,=7.9km/s,2,、,第二宇宙速度（脱离速度）,v,2,=11.2km/s,3,、,第三宇宙速度（逃逸速度）,v,3,=16.7km/s,发射人造地球卫星速度范围：,7.9km/s,v,11.2km/s,人造地球卫星运行速度范围：小于等于,7.9km/s,二、同步卫星,1,、,周期,T=24h,2,、,卫星轨道平面与地球,赤道,平面重合，高度一定,关于经典力学要注意的问题：,以牛顿运动定律为基础的经典力学只适用于解决,低速,运动问题，不适用于处理,高速,运动问题；只适用于,宏观,物体，一般不适用于,微观,粒子；只使用于,弱引力,，而不使用于,强引力,的情况。,曲线运动复习卷,9,、解析,：,（,1,）利用小球在槽口末端球心位置定,O,点，利用拴在槽口处的重垂线作出,Oy,轴，,Ox,与,Oy,轴垂直,.,（,2,）本实验中，小球离开的斜槽末端点，也就是平抛运动的起点，为保证小球此时速度水平，就必须斜槽末端的切线水平,.,将小球放在斜槽的水平部分，小球即不向里滚也不向外滚，说明小球末端是水平的,.,（,3,）应注意小球每次都从轨道同一位置由静止释放,.,（,4,）利用,B,点进行计算，,原点已知,物体运动的实验中，用一张印有小方格的纸记录轨迹，小方格的边长,L=1.25cm,，若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的,a,、,b,、,c,、,d,所示，则小球平抛的初速度的计算式为,V,0,_(,用,L,、,g,表示,),，其数值是,_,。,(,取,g=9.8m/s,2,),原点未知,某一高度平抛一物体，抛出,2s,后落地时它的速度方向与水平方向成,45,角，求：（,g=10m/s,2,）,（,1,）抛出点距地面的高度。,（,2,）抛出时的速度。,平抛运动,解：,（,1,）由平抛运动的规律得：,（,2,）设抛出速度为,v,0,如图所示，,A,、,B,（可视为质点）质量分别为,m,1,、,m,2,，在距圆盘中心,r,处随水平圆盘绕轴匀速转动，已知圆盘转动的角速度为,，各面之间的动摩擦因数为,。下列关于,B,的受力说法正确的是,(),A.A,对,B,的摩擦力方向指向转轴，大小为,m,1,g,B,A,对,B,的摩擦力方向背离转轴，大小为,m,1,2,r,C,圆盘对,B,的摩擦力方向指向转轴，大小为,m,2,2,r,D,圆盘对,B,的摩擦力方向指向转轴，大小为,（,m,1,+m,2,）,2,r,B,A,BD,（,1,）设卫星的质量为,m,地球的质量为,M,在地球表面附近满足,得 ,宇宙飞船做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力,式代入式，得到,设它在,t,时间里绕了,n,圈，则,“神州七号”宇宙飞船在离地面高度为,h,的圆轨道上运行的时间为,t,，它在这段时间内绕地球飞行多少圈？已知地面表面重力加速度为,g,，地球半径为,R,。,“嫦娥一号”探月卫星在发射前，位于地面上时所受重力是,G,，当它飞至距离地面的高度是地球半径的,3,倍的高空上时，它受重力为（）（地球可以看作是质量均匀的球体）,G,/3 B.,G,/9,C.,G,/16 D.,G,/25,c,（,1,）设卫星的质量为,m,地球的质量为,M,在地球表面附近满足,得 ,卫星做圆周运动所需的向心力等于它受到的万有引力 ,式代入式，得到,（,2,）卫星做圆周运动向心力等于它受到的万有引力：,式代入式，得：,7,、已知地球半径为,R,，地球表面重力加速度为,g,，不考虑地球自转的影响。,（,1,）推导第一宇宙速度,v1,的表达式；,（,2,）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为,h,，求卫星的运行周期,T,。,8,、解：,（,1,）设卫星的质量为,m,月球的质量为,M,在月球表面附近满足,得,“嫦娥一号”圆周运动的向心力等于它受到的万有引力,解得,（,2,）近地卫星做圆周运动所需的向心力等于它受到的万有引力,又由,解得：,在月球表面宇航员做一个科学实验：在月球表面附近自,h,高处以初速度,v,0,水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为,L,。已知月球半径为,R,。假设要在月球上发射一颗卫星，那么它在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为多大？,设月球表面的重力加速度为,g,小球做平抛运动时,：,解得：,设月球表面物体质量为,m,月球的质量为,M,在月球表面满足,得 ,卫星做圆周运动所需向心力等于万有引力定律得：,式，得：,在某个半径为 的行星表面，对于一个质量,kg,的砝码，用弹簧称量，其重力的大小 。请您计算该星球的第一宇宙速度是多大？,解：由重量和质量的关系知：,所以,m/s,2,设：环绕该行星作近地飞行的卫星，其质量为,m,，所以，应用牛顿第二定律有：,解得：,代入数值得第一宇宙速度：,m/s,