江蘇省江陰市高中物理《曲線運動》課件 蘇教必修2

1、1、條件：如果物體的運動速度方向和物體所受的合外力方向不在一直線上，則物體運動的軌跡為曲線。2、從速度角度來看，做曲線運動的物體的速度方向時刻改變，因此曲線運動是一種變速運動。3、做曲線運動的物體所受合外力一定不為零，且在曲線的凹側(cè)4、做曲線運動的物體所受合力可能是恒力（例平拋運動），則對應(yīng)的加速度恒定，這類曲線運動稱為勻變速曲線運動；也可能是合外力是變化的（例圓周運動），則對應(yīng)的加速度變化，這類曲線運動稱為變加速曲線運動。一、曲線運動的認(rèn)識第五章 曲線運動2021/8/8 星期日1一、曲線運動的認(rèn)識第五章 曲線運動例1、我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星經(jīng)過無數(shù)人的協(xié)作和努力,在2007年10月24日

2、晚6點多發(fā)射升空。 如圖所示,“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時,沿曲線從M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減小。在此過程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能的是下列圖中（ ） A B C DC例2、關(guān)于質(zhì)點的曲線運動，下列說法中正確的是（ ） A、曲線運動肯定是一種變速運動 B、變速運動必定是曲線運動C、曲線運動可以是速率不變的運動 D、曲線運動過程中加速度不斷發(fā)生變化 A C2021/8/8 星期日2二、運動的合成與分解第五章 曲線運動1、運動的合成與分解（主要是指速度、位移或加速度）滿足平行四邊形定則或三角形定則。2、運動的合成和分解具有等效性，獨立性和等時性。3、合速度大小可以大于、等于、小于

3、任一分速度。3、小船渡河問題中：分運動一：船相對靜水的運動，其速度的方向即船頭所指的方向分運動二：流水的運動合運動；船的實際運動，其速度方向即船的實際運動方向。渡河時間與水流速度無關(guān)，當(dāng)船頭與河岸垂直時，渡河時間最短；最短時間即為河寬除對水船相對靜水的速度。渡河位移：當(dāng)船的實際速度方向與河岸垂直時，渡河位移最短。4、繩端速度的分解：將繩端速度（合速度）分解到沿著繩的方向和垂直繩的方向。 2021/8/8 星期日3二、運動的合成與分解第五章 曲線運動例3、船在靜水中的航速v1=10m/s,該船橫渡200m寬的河，河水流速v2=6m/s，求：要使船到達(dá)對岸時間最短，船頭應(yīng)指向何處？最短時間是多少？

4、要使船的航程最短，船頭應(yīng)指向何處？最短航程是多少？渡河時間為多少？v1v2vv1v2v2021/8/8 星期日4三、平拋運動第五章 曲線運動0yxvvxvyAysx水平分速度：豎直分速度：合速度大小：合速度方向：水平分位移：豎直分位移：合位移大?。汉衔灰品较蜃髌綊佭\動的物體，在空中的運動時間取決于高度；它的水平射程取決于初速度和高度（時間）。平拋運動（拋體運動）的合外力為G，加速度為g，為勻變速曲線運動平拋運動的物體在相等時間內(nèi)的速度變化量v=gt為恒量。2021/8/8 星期日5三、平拋運動第五章 曲線運動例5、下列關(guān)于平拋運動說法正確的是（ ）A、在日常生活中，我們將物體水平拋出后物體在空

5、氣中一定做平拋運動B、若已知平拋運動的末速度，則可求出初速度C、做平拋運動的物體運動時間越長，則說明物體距離地面的豎直高度越大D、做平拋運動的物體落地速度方向與水平方向夾角的正切值與時間有關(guān)。BCD2021/8/8 星期日6例6、在同一平臺上的O點拋出的3個物體，做平拋運動的軌道如圖所示，則3個物體做平拋運動的初速度vA、vB、vC的關(guān)系和3個物體平拋運動的時間tA、tB、tC的關(guān)系分別是（ ）A、vAvBvCB、vAvBvCC、tAtBtCD、tAtBtCBCvavbabh例7、 a、b兩球位于同一豎直線的不同位置，a比b高h(yuǎn)，如圖所示，將a、b兩球分別以va、vb的初速度沿同一水平方向拋出

6、，不計空氣阻力，下列條件中有可能使b球擊中a球的是（ ）A、 同時拋出，且vavb B、 a遲拋出，且vavbC、a早拋出，且vavb D、a早拋出，且vavbD2021/8/8 星期日7平拋運動與斜面模型的結(jié)合例8、如圖所示，將某一小球以初速度v0水平拋出，恰好垂直打到水平放置的傾角為30的斜面上，求小球在空中運動的時間？vv0vy30302021/8/8 星期日8平拋運動與斜面模型的結(jié)合例8、在傾角為的斜面頂端，以初速度v0平拋一小球，試問：經(jīng)多長時間小球落到斜面上落在斜面上時的速度的大小和方向？xsyvv0vy2021/8/8 星期日9平拋運動與斜面模型的結(jié)合例9、如圖所示，一滑雪者自平

7、臺上以一定水平速度飛出，恰好落在鄰近平臺的傾角的光滑斜坡頂端，并剛好沿光滑斜坡下滑，已知斜坡頂端與平臺的高度差h，求滑雪者水平飛出的初速度v0求斜坡頂端與平臺邊緣的水平距離s若斜面頂端高H，則滑雪者離開平臺后經(jīng)多長時間到達(dá)斜面底端？shvyv0vmgNxy2021/8/8 星期日10在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長L。若小球在平拋運動途中的幾個位置用頻閃照相拍出如圖中的a、b、c、d所示，則閃光燈的頻閃頻率為_小球平拋的初速度為v0=_小球經(jīng)過b點的速度vb=_abcdv0vbyvb豎直方向：勻加速直線運動，a=g結(jié)論：勻變速直線運動的物體在連續(xù)相等時間內(nèi)

8、通過的位移之差為恒量，即y=gt2勻變速直線運動的物體在一段時間內(nèi)的中間時刻的瞬時速度等于這段時間內(nèi)的平均速度。2021/8/8 星期日11圓周運動一、描述圓周運動的物理量方向：圓周上該點的切線方向，方向改變1、圓周運動是變速運動，也是變加速曲線運動2、勻速圓周運動中合外力就是向心力，變速圓周運動合外力不一定是向心力。說明：向心加速度、向心力只改變線速度的方向，不改變其大小2021/8/8 星期日12 例10、如圖，靠摩擦傳動做勻速轉(zhuǎn)動的大小兩輪接觸面互不打滑，大輪的半徑是小輪的2倍。A、B分別為大、小輪邊緣上的點，C為大輪上一條半徑的中點,則：A、B兩點的線速度之比為_；A、C兩點的角速度之

9、比為_；A、B、C三點的線速度之比為_；角速度之比為_A、B、C三點的向心加速度之比為_。 皮帶傳裝裝置1:11:12:2:11:2:12:4:1v=r皮帶傳動，輪邊緣線速度相等同輪轉(zhuǎn)動，角速度相等2021/8/8 星期日13概念辨析4關(guān)于質(zhì)點做勻速圓周運動的下列說法中，正確的是（ ）A由a=v2/r可知，a與r成反比B由a=2r可知，a與r成正比C由v=r可知，與r成反比D由=2/T可知，與T成反比控制變量。D2021/8/8 星期日14圓周運動二、圓周運動問題的解題步驟確定研究對象 、確定物體做圓周運動的圓心，半徑，軌道平面。對物體進(jìn)行受力分析，利用正交分解法找出合外力F合=.根據(jù)題目信息

10、合理選擇向心力表達(dá)式Fn=依據(jù)F合=Fn，列方程求解。2021/8/8 星期日15例11、如圖所示，質(zhì)量可忽略，長度為L的不可伸長的細(xì)線系著一個質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運動，細(xì)線和小球的運動軌跡形成一個圓錐，故稱為圓錐擺，若擺線與豎直方向的夾角為，擺動的線速度為多少?Rh解題指導(dǎo)：正交分解法mgFX軸：牛頓第二定律y軸：二力平衡圓錐擺模型的解題2021/8/8 星期日169內(nèi)壁光滑圓錐筒固定不動，其軸線豎直，如圖，兩質(zhì)量相同的小球A和B緊貼內(nèi)壁分別在圖示所在的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則 AA球的線速度必定大于B球的線速度BA球?qū)ν脖诘膲毫Ρ囟ù笥贐球?qū)ν脖诘膲毫A球的角速度必定大于

11、B球的角速度DA球的運動周期必定大于B球的運動周期2021/8/8 星期日17例12、如圖所示，一個光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為=30，一條長為L的繩（質(zhì)量不計），一端固定在圓錐體的頂點O處，另一端拴著一個質(zhì)量為m的小物體（可看作質(zhì)點），物體以一定速率v繞圓錐體的軸線做水平勻速圓周運動。物體速率為多少時？物體恰好脫離圓錐體？當(dāng) 時，求繩對物體的拉力？當(dāng) 時，求繩對物體的拉力？mL圓錐擺模型的臨界問題2021/8/8 星期日18例13、當(dāng)汽車通過拱橋頂點的速度為10m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?5/16；如果要使汽車對橋頂無壓力，則汽車通過橋頂?shù)乃俣?/p>

12、應(yīng)為 ，如果要使汽車對橋壓力為車重的3/4，則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為_mgN汽車過拱橋模型2021/8/8 星期日19例題14：一根不可伸長的細(xì)繩系著小球，讓小球在豎直面內(nèi)做圓周運動，小球的質(zhì)量m=10kg，繩子長度為L=10cm，小球經(jīng)過最高點時，繩產(chǎn)生的彈力大小為80N小球此時的速度為多大？若將細(xì)繩換成輕桿，其他條件不變，小球此時的速度為多大？O繩“繩系”和“桿系”模型的豎直平面內(nèi)的圓周運動解題提示:繩只能產(chǎn)生拉力或不產(chǎn)生作用力.桿能產(chǎn)生拉力、支持力或不產(chǎn)生作用力2021/8/8 星期日20萬有引力和航天一、開普勒三定律：1、開普勒第一定律（軌道定律）：所有行量繞太陽運動的軌道是橢圓，太陽

13、處在橢圓的一個焦點上。2、開普勒第二定律（面積定律）：對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積。行星經(jīng)過近日點速度大于遠(yuǎn)日點速度3、開普勒第三定律：（周期定律）：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即R3/T2=KK與環(huán)繞天體無關(guān)，決定于中心天體的質(zhì)量。2021/8/8 星期日21萬有引力和航天萬有引力定律 適用范圍：兩個質(zhì)點間的萬有引力兩個均勻球體間的萬有引力一個質(zhì)點和一個均勻球體間的萬有引力引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2r0,公式已經(jīng)不成立，所以F無意義2021/8/8 星期日22萬有引力和航天m基本模型mrM勻速圓周運動模

14、型解題規(guī)律黃金置換式解決問題F萬=Fn求星球表面加速度求星球的質(zhì)量M置換M未知而知g求中心天體的質(zhì)量M和密度分析或求環(huán)繞物的線速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系2021/8/8 星期日23例15、火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的 和 ，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度為（ ）A、0.2g B、0.4g C、2.5g D、5g萬有引力和航天例16、設(shè)地球表面重力加速度為g0，物體在距離地心4R（R為地球的半徑）處，由于地球的引力而產(chǎn)生的加速度為g，則g/g0為（ ）A、1 B、 C、 D、2021/8/8 星期日24例17：利用下列哪組數(shù)據(jù)可以舉算出地球的質(zhì)量,引力常量G已知,（ ）A

15、:已知地球的半徑r和地球表面的重力加速度gB:已知衛(wèi)星圍繞地球運動的軌道半徑r和周期TC:已知地球圍繞太陽運動的軌道半徑r和線速度vD:已知衛(wèi)星圍繞地球運動的線速度V和周期T例題18：假設(shè)在半徑為R的某天體表面發(fā)射該天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運動的周期為T1，已知萬有引力常量為G，則該天體的密度是多少？若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測得在該處做圓周運動的周期為T2，則該天體的密度又是多少？ABD 2021/8/8 星期日252、兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比m1m2=12,軌道半徑之比r1r2=31，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是( )A、周期之比T1T2=31 B、線速度之比v1v2

16、=31C、向心力之比F1F2=19 D、向心加速度之比a1a2=19D1、人造地球衛(wèi)星的軌道半徑越大，則( )A、速度越小，周期越小B、速度越小，加速度越小C、加速度越小,周期越大D、角速度越小,加速度越大BC人造衛(wèi)星的運動規(guī)律2021/8/8 星期日26 設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R，試求出發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度 若地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，試求出發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度？第一宇宙速度的求解近地衛(wèi)星:r=RRv等于第一宇宙速度2021/8/8 星期日27地球同步衛(wèi)星1、所謂地球同步衛(wèi)星是指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它在軌道上跟著地球自轉(zhuǎn)，同步地做勻速圓周運動，它的周期：T24h，它的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同2、所有的同步衛(wèi)星只能分布在赤道上方的一個確定軌道上 ，即同步衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面重合，衛(wèi)星離地面高度為定值。2021/8/8 星期日28已知地球的半徑是R，地球自轉(zhuǎn)的周期T，地球的質(zhì)量M，引力常