第五章-曲线运动.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,*,*,*,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,*,*,*,12/11/2025,1,白山市第十四中学,物理组,必修,知识点复习,12/11/2025,2,第五章 曲线运动,一、曲线运动,1.,曲线运动速度的方向：,质点做曲线运动时，其速度方向不断变化（一定存在加速度），质点在某一点的,速度,，沿曲线在这一点的,切线方向,。,2.,物体做曲线运动的条件：,加速度的方向与速度的方向不在一条直线上。,3.,判断物体运动的轨迹：,轨迹处在运动方向与合外力,方向构成的夹角之间。且向,加速度的方向弯曲。,知识点复习,A,B,v,a,P,12/11/2025,3,第五章 曲线运动,4.,加速度的作用,加速度沿切线方向的分量（切向,加速度），,只改变,速度的,大小,，,不改变速度的方向；加速度沿法线,方向的分量（法向加速度）,只改变,速度的,方向,，不改变速度的大小。,a,a,1,a,2,12/11/2025,4,第五章 曲线运动,5.,如何判断物体的运动,物体的运动决定于物体的初速度和加速度,a=0,时,，静止或匀速运动，,a0,，,变速运动,当,a,与,v,在一条直线上时，物体做直线运动,（同向时做加速直线运动，,反向时做减速直线运动，,a,恒定做匀变速直线运动a,变化时做非,匀变速直线运动）。,当,a,与,v,不在一条直线上时，物体,做曲线运动,（,a,与,v,间夹角为锐角时，物体做加速曲线运动，,a,与,v,间的夹角为钝角时，物体做加速曲线运动。,a,恒定做匀变速曲线运动，如,;,平抛运动，,a,变化做变速曲线运动）,v,a,v,a,v,a,v,a,12/11/2025,5,第五章 曲线运动,例,1.,质点在三个恒力,F,1,、,F,2,、,F,3,的共同作用下保持,平衡状态，若突然撤去,F,1,，则质点,A.,一定做匀变速运动,B.,一定做直线运动,C.,一定做非匀变速运动,D.,一定做曲线运动,例,2.,下列说法正确的是,A.,做曲线运动的物体的速度方向必定变化,B.,速度变化的运动必定是曲线运动,C.,加速度恒定的运动不可能是曲线运动,D.,加速度变化的运动必定是曲线运动,A,A,12/11/2025,6,第五章 曲线运动,例,3.,关于曲线运动，下列说法正确的是,A.,曲线运动是一种变速运动,B.,做曲线运动的物体所受的合外力一定不为零,C.,做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的,D.,曲线运动不可能是一种匀变速运动,AB,12/11/2025,7,第五章 曲线运动,二、运动的合成和分解,1.,在研究物体的运动时，可以把一个运动分解成几,个简单的运动来研究，已知分运动求合运动叫运动,合成，已知合运动求分运动叫运动的分解由于位移、速度、加速度均为矢量，故合运动,和分运动的位移、速度、加速度间的关系均遵循平,行四边形定则。,V,1,V,2,V,12/11/2025,8,第五章 曲线运动,2.,合运动与分运动的关系,（,1,）同一性：,各分运动与合运动，是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不是几个物体不同时间发生的不同运动。,（,2,）同时性：,合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同时结束。,（,3,）等效替代性：,合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动和各分运动的效果可以互相代替。因此，在对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪几个运动效果。,（,4,）独立性：,分运动间互不干扰、互不影响，在这种情况下，我们说分运动具有独立性。,分运动主要着眼于研究事物的部分、局部、细节或阶段，合运动,主要着眼于研究事物的整体、全部和全过程。有分则有合，有合则,有分，分与合是辩证统一的。,12/11/2025,9,第五章 曲线运动,例,4.,一艘小船在,100m,宽的河中横渡到对岸，已知水,流的速度,3m/s,，小船在静水中的速度是,4m/s,，问：,（,1,）欲使船渡河,时间最短,，船应该怎样渡河？最短,时间是多少？船经过的位移多大？,（,2,）欲使航行,距离最短,，船怎样渡河？渡河时间多,长？,解（,1,）船头垂直于河岸，,25s,，,125m,。,（,2,）合速度方向垂直于河岸，v,2,v,1,v,v,1,v,2,v,12/11/2025,10,第五章 曲线运动,例,5.,一宽,9m,的成型玻璃板以,2m/s,的速度连续不断地向前,行进，在切割工序处，割刀的速度为,10m/s,为了使割下,的玻璃板成为规定尺寸的矩形板，割刀的轨道应如何控,制？切割一次的时间多长？,解：要保证割下来的玻璃板均为,矩形玻璃板，割刀相对玻璃的速度,V,应垂直玻璃边界，割刀参与了两个,运动，平行于玻璃板速度为,v,1,的运动和垂直于玻,璃前进方向速度为,v,的运动，如图，,v,1,v,2,v,v,1,v,2,v,12/11/2025,11,第五章 曲线运动,例,6.,如图所示，,在河岸上通过滑轮用细绳拉船，绳,的速度为,v=4m/s,，当绳拉船的部分与水平方向成,时，船的速度,v,0,时多少？,分析：船的运动产生两个效果，绳子在,不断缩短，而且绳子与水平方向的夹角,不断减小，所以可将船的实际运动,-,合,运动分解为沿绳子方向的运动和垂直于,绳子方向的运动。,v,v,0,12/11/2025,12,第五章 曲线运动,三、平抛运动,1.,分运动：水平：匀速直线运动,竖直方向：自由落体,2.,合运动：,a.,瞬时速度,b.t,时间内的位移,M,是,ON,的中点,x,y,o,p,v,v,0,v,y,M,N,X,y,s,12/11/2025,13,第五章 曲线运动,例,7.,以速度,v,0水平抛出一物体，当其竖直分位移于水平分位移相等时，此物体的,A.,竖直分速度等于水平分速度,B.,瞬时速度为,C.,运动时间为,D.,位移为,BCD,x,y,o,p,v,v,0,v,y,M,N,X,y,s,12/11/2025,14,X,1,第五章 曲线运动,例,8.,在“研究平抛运动”的实验中，某同学只根据重锤线在,纸上记录了,y,轴方向，忘记了记录抛出的位置，在坐标纸,上描出一段运动轨迹，如图，先在曲线上取,A,、,B,两点，,量出它们到,y,轴的距离分别为,x,1,、,x,2,，以及它们的竖直高,度,h,，试根据图中所给数据计算出小球平抛运动的初速度。,X,2,h,A,B,y,12/11/2025,15,第五章 曲线运动,四、圆周运动,1.,描述匀速圆周运动的物理量,a.,线速度,b.,角速度,c.,周期,T,d.,转速,n=1/T,e.,向心加速度,f.,向心力,12/11/2025,16,第五章 曲线运动,mg,F,F,mg,五、汽车过桥,1.,凸形桥,mg-F=ma F=mg-ma,mg,汽车对凸形桥的压力小于汽车本身的重力,失重现象,2.,凹形桥,F-mg=ma F=,mg+ma,mg,汽车对桥的压力大于汽车本身的重力,超重现象,12/11/2025,17,第五章 曲线运动,六、关于在竖直平面内做圆周运动时过最高点的条件,1.,若物体在最高点时沿半径方向的合外力满足F,合,=mv,2,/r,则物体能通过最高点，即能在竖直平面内做圆周运动,2.,在细绳作用下或固定轨道内侧，由于细绳只能提供指向,圆心的弹力，故小球在最高点的最小合外力是,mg,，此时,，则出现供需失调，物体将脱离原来的轨,道。不再做圆周运动而往下落。过山车和水流星的表演原,理都是如此。,3.,细杆作用下或固定圆管内，细杆既可以提供拉力，也可,以提供支持力。在最高点合外力可以为零，故在最高点能,提供的向心力最小可为零。所以要使物体在竖直平面内做,圆周运动，物体运动到最高点时的速度应满足,12/11/2025,18,万,有,引,力,与,航,天,第六章 万有引力定律及其应用,人类对行星运动,规律的认识,托勒密：地心说,哥白尼：日心说,开普勒行星运动定律,第一定律,（轨道定律）,第二定律,（面积定律）,第三定律,（周期定律）,万有引力定律,万有引力定律的发现,万有引力定律的内容,引力常量,G,的测定,万有引力定律,的理论成就,发现未知天体,12/11/2025,19,万,有,引,力,与,航,天,宇宙航行,人造地球卫星,三个宇宙速度,第一宇宙速度：,7.9km/s,第二宇宙速度：,11.2km/s,第三宇宙速度：,16.7km/s,地球同步卫星,轨道平面固定 在地球赤道平面内,周期固定,T=24h,距地球表面高度固定,h=3.610,4,km,运行速度一定,v=3.1km/s,把天体的运动视为,以天体间万有引力,为向心力的匀速,圆周运动,第六章 万有引力定律及其应用,12/11/2025,20,开普勒第一定律,又称轨道定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。,开普勒第一定律否定了历史上行星运动的轨,道是圆形轨道的理论，建立了正确的行星轨道,理论，而且准确地给出了太阳的位置,第六章 万有引力定律及其应用,地球,太阳,F,F,a,12/11/2025,21,第六章 万有引力定律及其应用,开普勒第二定律,又称面积定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。,面积定律体现了行星离太阳较远时速率小，较近时速率大的规律。,地球,太阳,F,F,a,12/11/2025,22,第六章 万有引力定律及其应用,开普勒第三定律,又称周期定律，所有行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等。,即,该定律揭示了周期和轨道半径的关系，其中的比例系数,与行星无关，只与太阳有关，该定律具有普遍性。,即比例系数只与中心天体有关。与绕行天体无关。,地球,太阳,F,F,a,12/11/2025,23,机械能及其守恒定律,功和能,机械能,重力势能,动能定理,机械能守恒定律,能量守恒定律与能源,12/11/2025,24,重力做功与重力势能的关系,当物体的位置降低时，重力势能减小，且做了,多少正功，重力势能就减小多少；,当物体的位置升高时，重力势能增加，且物体,克服重力做了多少功，重力势能就增加多少。,重力做功的特点,重力做功只与始末位置的高度差有关，与经过的路径无关。,12/11/2025,25,合外力功的求法,当外力均为恒力，,可求出合外力时,当不能求出合外力时，合外力的功等于整个过程中每一个力做功的代数和,动能定理表明：,合外力做的功,引起物体动能的变化,12/11/2025,26,机械能守恒的条件：,只有系统内的重力或弹簧弹 力做功,只有系统内的重力或弹簧弹力,除了系统内的重力或弹簧弹力外，还有其它力，但其它力不做功,机械能守恒变形式,能量的转化和守恒,重力势能的减小量等于动能的增加量,一个物体机械能的减小量等于另一物体机械能的增加量,利用机械能守恒定律列方程时需规定参考平面；而用能量转化和守恒列方程时不必规定参考平面。,12/11/2025,27,不同形式的能与物体的不同运动形式相对应，,各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化的,过程中总量保持不变。,不同形式的能量之间的转化,是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能,量之间转化或转移的过程，且做了多少功，就有多,少能量发生转化或转移，因此,功是能量转化的量度。,能量耗散与能量守恒,能量耗散（无法把内能收集起来重新利用的现象）和能量守恒并不矛盾，能量耗散,表明,，在能源利用的过程中，即在能量转化过程中，能量在数量上并没有减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用变为不便于利用了。这说明能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的,方向性,。,12/11/2025,28,例,9.,下列关于力对物体做功的说法中，正确的是,A.,力作用在物体上，力一定对物体做功,B.,只要物体通过了一段位移，就一定有力对物体做功。,C.,只要物体受到力的作用，而且还通过了一段位移，则此力一定对物体做了功。,D.,物体受到力的作用，而且有位移发生，则力可能对物体做功，也可能没有做功,D,力对物体做功的条件：,1.,有力作用在物体上,2.,在力的方向上发生位移,12/11/2025,29,例,10.,一重为,20N,的铁球在离地面,40m,的高,处由静止开始下落，若空气阻力是球重的,0.02,倍，那么在铁球从开始下落到着地的,过程中，重力对铁球做的功为,J,空气阻力做的功为,J,铁球克服空,气阻力做的功为,J,，合力对铁,球做的功为,J,落地时的动能为,J,。,800,空气阻力大小为,0.4N,-16,16,784,784,12/11/2025,30,例,11,质量为的汽车，额定功率为,，,在水平路面上行驶的最大速度为，则汽车所受的阻力为,，当车,速度为时，汽车的加速度为,此时牵引力为,此时汽车的加速度为零，即,F=F,f,12/11/2025,31,例质量为,的汽车由静,止开始沿平直公路行驶，当速度达到一定值后，,关闭发动机滑行，其速度时间图象如图所示，,则在汽车行驶的整个过程中，发动机做的功为,，汽车克服阻力做的功为,。,（）,12/11/2025,32,例,13.,如图所示，小球从高处下落到竖直放置的,轻弹簧上，在弹簧被压缩到最短的过程中，下,列关于能量的叙述正确的是,A.,重力势能和动能之和总保持不变,B.,重力势能和弹性势能之和总保持不变,C.,动能和弹性势能之和保持不变,D.,重力势能、弹性势能和动能之,和保持不变,D,12/11/2025,33,例,14.,以,10m/s,的速度将质量为,m,的物体从地面竖直向上抛出。忽略空气阻力。,求（,1,）物体上升的最大高度。（,2,）上升过程中何处重力势能 和动能相等？,（取地面为参考面）,5m,；,2.5m,。,12/11/2025,34,例,15.,如图所示，一轻弹簧左端固定，右端与一小,球相连，小球处于光滑水平面上，现对小球施加一,个方向水平向右的恒力,F,，使小球从静止开始运,动，则在小球向右运动的整个过程中,A.,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,B.,小球和弹簧组成的系统机械能不断减小,C.,小球的动能不断增大,D.,小球的动能先增大后减小,F,D,12/11/2025,35,