文档介绍：第五章曲线运动
一知识点总结
(一) 曲线运动
1、曲线运动的特点:
①、作曲线运动的物体,速度始终在轨迹的切线方向上,因此,曲线运动中可以肯定速度方向在变化,故曲线运动一定是变速运动;
②、曲线运动中一定有加速度且加速度和速度不能在一条直线上,加速度方向一定指向曲线运动凹的那一边。
2、作曲线运动的条件:
物体所受合外力与速度方向不在同一直线上。
中学阶段实际处理的合外力与速度的关系常有以下三种情况:
①、合外力为恒力,合外力与速度成某一角度,如在重力作用下平抛,带电粒子垂直进入匀强电场的类平抛等。
②、合外力为变力,大小不变,仅方向变,且合外力与速度垂直,如匀速圆周运动。
③、一般情误况,合外力既是变力,又与速度不垂直时,高中阶段只作定性分析。
3、运动的合成与分解:
运动的合成与分解包含了位移、加速度、速度的合成与分解。均遵循平行四边形法则。
(一般采用正交分解法处理合运动与分运动的关系)中学阶段,运动的合成与分解是设法把曲线运动(正交)分解成直线运动再用直线运动规律求解。
常见模型:
(二) 平抛运动
1、平抛运动特点:
仅受重力作用,水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体,是一种匀变速曲线运动;轨迹是条抛物线。
2、平抛运动规律:(从抛出点开始计时)
3、(1)、速度规律:X=V0
VY=gt V与水平方向的夹角tgθ=gt/v0
(2)、位移规律:0t (证明:轨迹是一条抛物线)
Y=
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gt S与水平方向的夹角tgα=gt/2v0=tgθ
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(3)、平抛运动时间t与水平射程X
平抛运动时间t由高度Y决定,与初速度无关;水平射程X由初速度和高度共同决定。(4)、平抛运动中,任何两时刻的速度变化量△V=g△t(方向恒定向下)
(三) 平抛运动实验与应用
[实验目的]
描述运动轨迹、求初速度
[实验原理]
利用水平方向匀速运动x=v0t,竖直方向自由落体y=
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gt 得V0xg测出多
y2
组x、y算出v0值,再取平均值。
(四)匀速圆周运动
1、物体运动的轨迹是圆周或是圆周一部分叫圆周运动;作圆周运动的物体相等时间内通过的弧长相等称为匀速圆周运动。
2、描述匀速圆周运动的有关量及它们的关系: (1)、线速度: (2)、角速度: (3)、周期: (4)、频率: (5)、向心加速度:
虽然匀速圆周运动线速度大小不变,但方向时刻改变,故匀速圆周运动是变速运动;向心加速度大小不变但方向时刻改变(始终指向圆心),故匀速圆周运动是一种变加速运动。
(五)圆周运动动力学
1、匀速圆周运动特点:
v2
2R (1)
无切向加速度;有向心加速度a=R
(2)合外力必提供向心力
2、变速圆周运动特点:
(1) 有切向加速度;有向心加速度。故合加速度不一定指向圆心。
(2)合外力不一定全提供向心力,合外力不一定指向圆心。
3、向心力表达式:
4、处理圆周运动动力学问题般步骤: (1)确定研究对象,进行受力分析;
(2)建立坐标系,通常选取质点所在位置为坐标原点,其中一条轴与半径重合; (3)用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。
二例题分析
例1、关于运动的合成与分解,下列说法正确的是:( BCD ) A、两个直线运动的合运动一定是直线运动;
B、两个互成角度的匀速直线运动的合运动一定是直线运动; C、两个匀加速运动的合运动可能是曲线运动;
D两个初速为零的匀加速直线运动互成角度,合运动一定是匀加速直线运动; 说明:本例题作为概念性判断题,可采用特例法解决。
例2、如图所示,在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格边长L=,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a,b,c,d。则小球平抛运动
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的初速度的计算式为v0=( )(用L g 表示).其值是( )(g=)
例3、房内高处有白炽灯S,可看成点光源,如果在S所在位置沿着垂直于墙的方向扔出一个小球A,如图所示,不计空气阻力,则A在墙上的影子的运动情况是( D )
A、加速度逐渐增大的直线运动, B、加速度逐渐减小的直线运动 C、匀加速直线运动, D、匀速直线运动。
例4、在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置,取A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确的是:( B )
A、小球抛出点的位置坐标是(0,0) B、小球抛出点的位置坐标是(-10,-5) C、小球平抛初速度为2m/s D、
例5、如图所示为皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘的一点,左侧是大轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r。b为小轮上一点,它到小轮