曲线运动知识点.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,*,一、曲线运动,1曲线运动的速度方向,：,做曲线运动的物体，在某点的速度方向，就是通过这一点的轨迹的_方向物体在曲线运动中的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是_速运动,2物体做曲线运动的条件：物体所受的_的方向与_方向不在同一直线上，,也就是加速度方向与速度方向不在同一直线上,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率将_；,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将_；,当物体受到的合外力的方向与速度的方向垂直时，该力只改变速度方向，不改变速度的大小,切线,变速,合外力,速度,增加,减小,3,曲线运动的分类,4,曲线运动的轨迹,做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总向圆心弯曲等,二、合运动与分运动的关系,1,等时性：合运动和各分运动经历的,_,相等即同时开始，同时进行，同时停止,2,独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动,_,进行，不受其他分运动的影响物体的实际运动是这几个分运动的合运动,3,等效性：各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的,_,时间,独立,效果,三、运动的合成与分解的方法,1,运动的合成与分解：包括位移、速度、加速度的合成和分解它们和力的合成与分解一样都遵守,_,定则，由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的,_,，由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的,_,研究运动的合成和分解，目的在于把一些复杂的运动简化为比较简单的直线运动，这样就可以应用已经掌握的有关直线运动的规律，来研究一些复杂的曲线运动,平行四边形,运动的合成,运动的分解,2,运动分解的基本方法,根据运动的,_,效果将描述合运动规律的各物理量,(,位移、速度、加速度,),按平行四边形定则分别分解，或进行正交分解,实际,一、平抛运动的定义,将物体用一定的初速度沿,_,方向抛出，不考虑空气阻力，物体只在,_,作用下所做的运动叫做平抛运动,二、平抛运动的性质,平抛运动是加速度为重力加速度的,_,曲线运动，轨迹是抛物线,三、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,水平,重力,匀变速,匀速,自由落体,四、平抛运动的规律,1,水平方向,2,竖直方向,3,任意时刻的速度,v,_.,v,与,v,0,的夹角为,，,tan,_.,4,任意时刻的总位移,s,_.s,与,x,轴夹角为,，位移的方向,tan,_.,5,运动时间,t,_,，仅取决于竖直下落的高度,h,。,6,射程,L,_,，取决于竖直下落的,_,和,_,五、探究平抛运动的规律,1,竖直方向的运动规律,如图所示，用小锤打击弹性金属片，金属片把,A,沿,_,方向抛出，同时,B,球松开，自由下落，,A,、,B,两球,_,开始运动观察到两球,_,落地，多次改变小球距地面的高度和打击力度，重复实验，观察到两球总是,_,落地，这说明了小球,A,在竖直方向上的运动为,_,运动,2,水平方向的运动规律,(1),用实验方法得到平抛运动的轨迹,(,喷水法、描迹法、频闪照相法,),(2),在轨迹上建立直角坐标系，抛出点为原点,O,，竖直方向为,y,轴，水平方向为,x,轴,(3),在,y,轴上，从原点开始向下适当选一点纵坐标为,h,，再找纵坐标为,4,h,，,_,，,16,h,的几个点,(4),由对应点向轨迹作水平线，交点,A,、,B,、,C,就是每经过相等时间物体到达的位置，如下图所示,测量,x,轴上两相邻的水平位移，如近似相等，,x,1,x,2,x,3,则水平方向为,_,运动,一、描述圆周运动的物理量,线速度,1.,描述圆周运动的物体运动,_,的物理量,(,v,),2.,是矢量，方向和半径垂直，和圆周相切,v,_,_,单位：,m/s,快慢,角速度,1.,描述物体绕圆心,_,的物理量,(,),2.,中学阶段不研究其方向,_,_.,单位：,rad/s,转动快慢,周期和转速,1.周期(,T,)是物体沿圆周运动_的时间,。,2.转速是物体单位时间内转过的_(,n,)，也叫频率(,f,),。,3.关系：,T,4,.,n,的单位：_，,f,的单位：_,，周期的单位：,_,一周,圈数,1/f,r/s、r/min,s,赫兹(Hz),向心加速度,1.,描述速度,_,变化快慢的物理量,a,),2.,方向指向,_,a,_,_.,单位：,m/s,2,速度方向,圆心,v,2,/r,w,2,r,向心力,1.,作用效果是产生向心加速度，只改变线速度的,_,，不改变线速度的,_,2.,方向指向,_,Fn,_,单位：,N,方向,圆心,ma,n,大小,相互关系,1.,v,；,2.,a,；,3.,Fn,。,二、匀速圆周运动,1,特点：线速度的大小,_,，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的,_,也都是恒定不变的,2,性质：是速度大小,_,，而速度方向时刻在变的变速曲线运动，并且加速度大小,_,，方向,_,变化的变加速曲线运动,3,加速度和向心力：由于匀速圆周运动仅是速度方向,_,而速度大小,_,，故仅存在向心加速度因此向心力就是做匀速圆周运动的物体所受外力的,_,4,质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小,_,，方向始终与速度方向,_,且指向,_,5,两个结论,(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，轮缘上各点的,_,大小相等,相等,不变,不变,恒定,圆心,角速度,线速度,大小,改变,改变,不变,合力,垂直,三、离心运动和近心运动,1,离心现象条件分析,(1),做圆周运动的物体，由于,_,作用，使它不能沿切线方向飞出，当,Fn,F,外时，被限制着沿圆周运动，如图所示,(2),当产生向心力的合外力消失时，,F,0,，物体便沿所在位置的,_,飞出去，如图中,A,直线所示,(3),当提供向心力的合外力不完全消失，而只是小于需要的向心力，,Fmr2,，物体离圆心将越来越近，即为近心运动，如图中,C,曲线所示,向心力,切线,弧线,大于,3,离心运动的应用和危害,利用离心运动制成离心机械如：离心干燥器、洗衣机的脱水筒等,汽车、火车转弯处，为防止离心运动造成的危害，一是限定汽车和火车的转弯速度不能太大；二是把路面,(,或路基,),筑成,的斜坡以增大向心力,外轨略高于,思考：是否所有做圆周运动的物体所受的合力一定指向圆心？,1,向心力是根据力的效果命名的，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,2,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线速度方向的分量充当向心力,说明：,1.,无论匀速圆周运动还是非匀速圆周运动，沿半径指向圆心的合力均为向心力,2,当采用正交分解法分析向心力的来源时，做圆周运动的物体在坐标原点，一定有一个坐标轴沿半径指向圆心,1,火车转弯问题,由于火车的质量很大，火车拐弯时所需的向心力就很大如果铁轨内外侧一样高，则外侧轮缘所受的压力很大，容易损坏所以，实际中使转弯处的外侧轨道略高于内侧轨道，从而使支持力和重力的合力提供火车转弯时所需的向心力,若铁轨转弯处半径为,R,，内外轨高度差为,H,，两轨间距为,L,，火车总质量为,M,，则,(1),火车在拐弯处运动的“规定速度”，即内外轨均不受侧面挤压的速度,v,p,；,(2),若火车实际速度大于,vp,，则外轨将受到侧向压力；,(3),若火车实际速度小于,vp,，则内轨将受到侧向压力,2“水流星”问题,(1),用绳系装满水的杯子在竖直平面内做圆周运动，即使到了最高点杯子中的水也不会流出，这是因为水的重力提供水做圆周运动的向心力,(2)当杯子在最高点速度v1vmin时，杯子内的水对杯底有压力；若计算中求得杯子在最高点速度v2,时，,FN0,，物体能通过轨道最高点，对绳有拉力或对轨道有压力,(3)v,时，物体没有达到轨道最高点便脱离了轨道,2,在轻杆或管的约束下的圆周运动,如图所示杆和管对物体能产生拉力，,也能产生支持力当物体通过最高点,时有,FN,mg,mv2/r,，因为,FN,可以为正,(,拉力,),，也可以为负,(,支持力,),，还可以为零，故物体通过最高点的速度可以为任意值,(1),当,v,0,时，,FN,mg,，负号为支持力,(2),当,v,时，,FN,0,，对物体无作用力,(3),当,0v,时，,FN,时，,FN0,，对物体产生指向圆心的弹力,3若是如图所示的小球，当v,时，重力恰好提供向心力，小球将脱离轨道做平抛运动，因为轨道对小球无作用力,