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文檔簡介
1、目錄第五章 曲線運動2第1節(jié) 曲線運動3第2節(jié) 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動6第3節(jié) 拋體運動的規(guī)律18第4節(jié) 實驗:研究平拋運動21第5節(jié) 圓周運動27第6節(jié) 向心加速度34第7節(jié) 向心力38第8節(jié) 生活中的圓周運動39第六章 萬有引力與航天.58第1節(jié) 行星的運動63第2節(jié) 太陽與行星間的引力67第3節(jié) 萬有引力定律74第4節(jié) 萬有引力理論的成就80第5節(jié) 宇宙航行88第6節(jié) 經(jīng)典力學(xué)的局限性89第五章 曲線運動曲線運動的速度方向:質(zhì)點在某一點,沿曲線在這一點的切線方向物體做曲線運動的條件:物體所受合外力的方向與速度方向不在同一條直線上研究曲線運動的根本方法:運動的合成與分解根底知識運動性質(zhì):勻變速
2、曲線運動運動特點: 具有水平初速度 只受重力作用水平方向:勻速直線運動,運動規(guī)律: 豎直方向:自由落體運動, ,平拋運動曲線運動運動性質(zhì):變速曲線運動描述圓周運動的物理量線速度和角速度的關(guān)系:向心加速度:向心力:說明:鐵路的彎道拱形橋圓周運動的實際應(yīng)用 航天器中的失重現(xiàn)象 離心運動 線速度:,角速度:,轉(zhuǎn)速和周期兩種特殊的曲線運動 圓周運動(1)勻速圓周運動:角速度不變,線速度、加速度、合外力的大小不變,方向時刻改變;合外力就是向心力,合外力只改變線速度的方向2非勻速圓周運動:合外力一般不是向心力,合外力不僅要改變線速度大小,還要改變線速度方向鐵路的彎道第五章 曲線運動第1節(jié) 曲線運動一、曲線
3、運動 1、定義:運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。 2、速度:任一時刻或任一位置的瞬時速度的方向與這一時刻質(zhì)點所在位置處的軌跡的切線方向與這一時刻質(zhì)點所在位置處的軌跡的切線方向一致,并指向質(zhì)點運動的方向 注:曲線運動中質(zhì)點在某一時刻或在某一點的瞬時速度的方向,就是質(zhì)點從該時刻或該點脫離曲線后自由運動的方向,也就是曲線上這一點的切線方向。 3、曲線運動的性質(zhì):因為速度是矢量,速度的變化不僅指速度大小的變化,也包括速度方向的變化。做曲線運動的物體的速度即軌跡上各點的切線方向時刻在發(fā)生變化,所以曲線運動是一種變速運動; 4、物體做曲線運動的條件是:物體所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直線上 5
4、、判斷物體是做直線運動或曲線運動:1明確物體的初速度方向;2分析合外力的方向 3分析兩個方向的關(guān)系,從而作出判斷 幾種情況:a.當運動物體所受合外力的方向跟物體的速度方向在一條直線上同向或反向時,物體做直線運動,這時合外力只改變速度的大小,不改變速度的方向 b.當合外力的方向跟速度方向不在同一直線上時,可將合外力分解沿著速度方向和垂直于速度方向上,沿著速度方向的分力改變速度的大小,垂直于速度方向的分力改變速度的方向,這時物體做曲線運動 c.假設(shè)合外力與速度方向始終垂直,物體就做速度大小不變、方向不斷改變的曲線運動。假設(shè)合外力為恒力,物體就做勻變速曲線運動6、力和常見運動模型的關(guān)系av位移大小與
5、路程的關(guān)系Fa方向與v方向模型勻速直線運動a=0恒定相等勻變速直線運動恒定a0恒定均勻變化根據(jù)是否單向判斷同向時做勻加速直線運動,反向時做勻減速直線運動汽車的啟動、剎車等勻變速曲線運動恒定a0恒定均勻變化位移大小小于路程不在同一直線上平拋運動非勻變速曲線運動不恒定a0不恒定非均勻變化位移大小小于路程不在同一直線上圓周運動等7、思考與小結(jié) 1無力不拐彎,拐彎必有力,曲線運動的軌跡始終夾在合外力方向與速度方向之間,而且合外力的方向彎曲,即合外力指向軌跡的凹側(cè)。 2曲線運動的位移大小一定小于其路程,其平均速度大小一定小于其平均速度。 3曲線運動中物體所受合外力沿切線方向的分力使物體的速度大小發(fā)生變化
6、,沿法線方向的分力使物體的速度方向發(fā)生變化第1節(jié) 曲線運動課后習題經(jīng)典習題1、 精彩的F1賽事相信你不會陌生吧!車王舒馬赫在2005年以8000萬美元的年收入高居全世界所有運發(fā)動榜首,在觀眾感覺精彩與刺激的同時,車手們卻時刻處在緊張與危險之中。車王在一個彎道上,突然高速行駛的賽車后輪脫落,從而不得不遺憾地退出了比賽,關(guān)于脫離的后輪的運動情況,以下說法正確的選項是 A. 仍然沿著汽車行駛的彎道運動 B.沿著與彎道垂直的方向飛出 C. 沿著脫離時,輪子前進的方向做直線運動,離開彎道 D.上述情況都有可能2、關(guān)于合力對物體速度的影響,以下說法正確的選項是 A.如果合力方向總跟速度方向垂直,那么物體的
7、速度將大小不會改變,而物體的速度方向會改變B.如果合力方向跟速度方向之間的夾角為銳角,那么物體的速度將增大,方向也將發(fā)生改變C.如果合力方向跟速度方向之間的夾角為鈍角,那么物體的速度將減小,方向也將發(fā)生改變D.如果合力方向與速度方向在同一直線上,那么物體的速度方向不改變,只是速率發(fā)生變化3、質(zhì)點在一平面內(nèi)沿曲線由P運動到Q,如果用v、a、F分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力,那么圖5-1-2所示的圖像可能正確的選項是 4、物體受到幾個力的作用而處于平衡狀態(tài),假設(shè)再對物體施加一個恒力,那么物體可能做 A.靜止或勻速直線運動 B.勻變速直線運動 C.曲線運動 D.勻變速曲線運動5、
8、在光滑的水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體,在幾個共點力的作用下做勻速直線運動。現(xiàn)突然將與速度反方向的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°,那么關(guān)于物體運動情況的表達正確的選項是 A.物體做速度大小不變的曲線運動 B.物體做加速度為m/s2的勻變速曲線運動C.物體做速度越來越大的曲線運動 D.物體做非勻變速曲線運動,其速度越來越大6、如圖5-1-4所示,物體在恒力F的作用下沿曲線從A運動到B,這時突然使它的受力反向而大小不變,那么其合力由F變?yōu)?F,在此力作用下,物體以后的運動情況,以下說法正確的選項是 A.物體不可能沿曲線Ba運動 B.物體不可能沿直線Bb運動 C.物體不可能沿曲線Bc運動 D.物體
9、不可能沿原曲線由B返回到A7、月亮的陰晴圓缺使人們知道,月亮的運動軌跡可近似地認為是以地球為中心的圓。關(guān)于月亮的運動,以下說法正確的選項是 A.月亮做勻速運動 B.月亮運動的加速度為零 C.月亮受到指向地心的力的作用,且這個力的大小不變 D.月亮不受力的作用根底習題1、 質(zhì)量為m的物體受到一組共點恒力作用而處于平衡狀態(tài),當撤去某個恒力F1時,物體可能做 A. 勻加速直線運動 B.勻減速直線運動 C.勻變速曲線運動 D.變加速度曲線運動2、 關(guān)于物體的運動,以下說法正確的選項是 A.曲線運動一定是變速運動 B.變速運動一定是曲線運動 C.曲線運動一定是變加速運動 D.運動物體的加速度大小、速度大
10、小都不變的運動一定是直線運動3、在曲線運動中,以下說法正確的選項是 A.牛頓第二定律仍然適用 B.物體速度的變化等于這一過程初、末狀態(tài)速度大小之差C.物體速度的變化一定不等于零 D.某個時刻物體的速度方向可能和合外力方向相同4、以下關(guān)于力和運動的關(guān)系,正確的說法是 A. 物體在恒力作用下不可能做曲線運動 B. 物體在變力作用下不可能做直線運動C物體在變力作用下有可能做曲線運動 D. 物體的受力方向與它的速度方向不在一條直線上時,有可能做直線運動知識提升1、如圖5-1-5所示為質(zhì)點的初速度方向與合外力方向,請你判斷該質(zhì)點的運動軌跡是圖5-1-6中的哪一個? 2一質(zhì)點做曲線運動,它的軌跡由上向下,
11、關(guān)于它通過中點時的速度V的方向和加速度a的方向的表示,可能正確的選項是圖5-1-7中的 3、 一物體由靜止開始下落一小段時間后,突然受一恒定水平風力的影響,但著地前一小段時間風突然停止,那么其運動軌跡的情況可能是圖5-1-8中的 4、 如圖5-1-9所示為某一物體的速度-時間圖象曲線為1/4圓弧,那么由此可知物體是做 A. 曲線運動 B. 勻速直線運動 C. 勻變速直線運動 D. 變減速直線運動5、 正在勻速行駛的列車,頂棚上脫落一個小螺釘,關(guān)于小螺釘?shù)倪\動情況,以下說法正確的選項是 A. 列車上的人看到螺釘做直線運動 B.列車上的人看到螺釘做曲線運動 C.地面上的人看到螺釘做直線運動 D.地
12、面上的人看到螺釘做曲線運動6、不考慮空氣的阻力,以初速度V0斜向上拋出的物體將做_運動;斜向下拋出的物體將做_運動;水平拋出的物體將做_運動7、地球上北緯40°處一點的速度方向在12小時內(nèi)改變的度數(shù)是_度,這一點有沒有加速度?_填“有或“無8、在光滑的水平面上,有一小球在細線的約束下沿著圓形軌跡運動,細線突然斷開后,小球?qū)運動。第2節(jié) 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動一、探究蠟塊的運動如圖5-2-1所示,蠟塊在豎直固定的注滿清水的玻璃管中向上運動,接近于勻速直線運動,同時讓玻璃管向右做勻速直線運動,那么蠟塊即參與了豎直方向、水平方向的兩個不同的分運動 1蠟塊的位置 ,。2蠟塊的運動軌跡 ,、均是
13、常量,所以,蠟塊的軌跡是一條過原點的直線。3蠟塊的位移 ; ,即位移方向可確定4蠟塊的速度 。一、 運動的合成與分解運動的合成:分運動的情況求合運動的情況。運動的分解:合運動的情況求分運動的情況。二、 運動合成和分解的方法 1、運動的合成1在一條直線上的分運動的合成,可以選取沿該直線的某一方向作為正方向,與正方向相同的矢量取正值,與正方向相反的矢量取負值,這時就可以把矢量運算簡化為代數(shù)運算。兩分運動在同一直線上,無論方向是同向還是反向的,無論是勻速的還是變速的,其合運動一定是直線運動2兩個互成角度的分運動的合成 兩個勻速直線運動的合運動一定是勻速直線運動;當v1、v2同向時,v合=v1+v2;
14、當v1、v2反向時,v合=v1-v2;當v1、v2互成角度時,v合由平行四邊形定那么求解。兩個初速度均為零的云加速度直線運動的合運動一定是勻加速直線運動,并且合運動的初速度為零,a合由平行四邊形定那么求解。一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動,其性質(zhì)由勻速直線運動與勻變速直線運動速度方向的關(guān)系決定,當兩者共線時,其合運動一定是勻變速直線運動;否那么,為勻變速曲線運動。其合運動的加速度即為分運動的加速度。兩個勻變速直線運動的合運動,其性質(zhì)由合加速度方向與合初速度方向的關(guān)系決定,當和加速度與合初速度共線時,合運動為勻變速直線運動;當和加速度與合初速度斜交互成角度時,合運動為勻變速曲線運動第
15、2節(jié) 質(zhì)點在平面內(nèi)的運動課后習題經(jīng)典習題1、 如圖5-2-8所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個紅蠟塊能在水中以速度v勻速上浮?,F(xiàn)當紅蠟塊從蠟塊玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻璃管水平勻加速向右運動,那么蠟塊的軌跡可能是 A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無法確定2、關(guān)于運動的合成,以下說法正確的選項是 A.合運動的速度一定比每一個分運動的速度大 B.兩個勻速直線運動的合運動不可能是勻速直線運動C.兩個分運動互相干擾,共同決定合運動 D.兩個分運動的時間一定與它們的合運動時間相等3、你以相對于靜水不變的速度垂直渡河,當你游到河中間時,水流速度突增,那么你實際所用的時間比照
16、預(yù)定的時間 A.增多 B.不變 C.減少 D.無法確定4、玻璃生產(chǎn)線上,寬9m的成型玻璃板以2m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進,在切割工序處,金剛石刀的速度是10m/s,為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形,金剛石刀的切割軌道應(yīng)如何讓控制?切割一次的時間有多長?5、關(guān)于運動的合成與分解,以下說法正確的選項是 A.一個勻加速直線運動,可以分解為兩個勻加速直線運動 B.一個勻減速直線運動,可以分解為方向相反的勻速直線運動和初速度為零的勻加速直線運動C.一個在三維空間中運動的物體,它的運動可以分解為在一個平面內(nèi)的運動和在某一個方向上的直線運動D.一個靜止的物體,它的運動可以分解為兩個方向相反的勻速直線
17、運動6、如圖5-2-11所示,在河岸上利用定滑輪拉繩索使小船靠岸,拉繩的速度大小為v1,當船頭的繩索與水平面間的夾角為時,船的速度為多大?7、 飛機在航行測量時,它的航線要嚴格地從東到西,如果飛機的飛行速度即飛機不受風力影響下的自由航行速度是80km/h,風從南面吹來,風的速度為40km/h,那么:(1) 飛機應(yīng)朝哪個方向飛行?2如果所測地區(qū)長達km,那么測量所需的時間是多少?8、 一個騎自行車向東行駛,當車速為4m/s時,他感到風從正南方向吹來,當車速增加到7m/s時,他感到風從東南方向東偏南45°吹來,那么風對地的速度大小為 A.7m/s B.6m/s C.5m/s D.4m/s
18、根底習題1、 如圖5-2-18所示,A、B為兩游泳運發(fā)動隔著水流湍急的河流站在兩岸邊,A在較下游的位置,且A的游泳成績比B好,現(xiàn)讓兩人同時下水游泳,要求兩人盡快在河中相遇,試問應(yīng)采用以下那種方法才能實現(xiàn)? A.A、B均向?qū)Ψ接渭囱靥摼€方向而不考慮水流作用B.B沿虛線向A游且A沿虛線偏向上游方向游C.A沿虛線向B游且B沿虛線偏向上游方向游D.都應(yīng)沿虛線偏向下游方向,且B比A更偏向下游2、關(guān)于運動的合成與分解,以下說法中正確的選項是 A.由兩個分運動求合運動,合運動是唯一確定的B.由合運動分解為兩個分運動,可以有不同的分解方法C.物體只有做曲線運動時,才能將這個運動分解為兩個分運動D.任何形式的運
19、動,都可以用幾個分運動代替3、小船在靜水中的速度為3m/s,它在一條流速為4m/s、河寬為150m的河流中渡河,那么 A.小船不可能正達對岸 B.小船渡河時間不少于50s C.小船渡河時間最少需要30s D.小船假設(shè)在50s內(nèi)渡河,到對岸時,它已被沖下500m4、互成角度0°,180°的一個勻速直線運動和一個勻變速直線運動的合運動 A.有可能是直線運動 B.一定是曲線運動 C.有可能是勻速運動 D.一定是勻變速運動知識提升1、河寬為d,水流速度為v1,船在靜水中的速度為v2,要使小船在渡河過程中通過的路程L最短,那么以下說法正確的選項是 A.v1v2時,L=d B. v1v
20、2時,L= C.v1v2時,L= D. v1v2時,L=2、如圖5-2-20所示,一根長直輕桿AB在墻角沿豎直墻和水平地面滑動,當AB桿和墻的夾角為時,桿的A端沿墻下滑的速度大小為v1,B端沿地面滑動的速度大小為v2,那么v1、v2的關(guān)系是 A.v1=v2 B.v1=v2cos C.v1=v2tan D.v1=v2sin3、雨滴以8m/s的速度豎直下落,雨中騎自行車的人感動雨點與豎直方向成30°角迎面打來,那么騎自行車的人的速度大小為多少?第3節(jié) 拋體運動的規(guī)律一、 拋體運動1、 定義:物體以一定的初速度拋出,且只在重力作用下的運動。2、 拋體運動的性質(zhì):a.豎直上拋和豎直下拋運動是
21、直線運動;平拋、斜拋是曲線運動 b.拋體運動的加速度是重力加速度,拋體運動是勻變速運動; c.拋體運動是一種理想化的運動:地球外表附近,重力的大小和方向認為不變,不考慮空氣阻力,且拋出速度遠小于宇宙速度3、曲線拋體運動的處理方法:是將其分解為兩個簡單的直線運動二、平拋運動的規(guī)律平拋運動可以看成是水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動的合運動1、速度公式:水平分速度:,豎直分速度: t時刻平拋物體的速度大小和方向: 2、位移公式: 水平分位移: 豎直分位移: t時間內(nèi)合位移的大小和方向:,3、平拋運動的軌跡: 由,可得: 故,平拋運動的軌跡是一條拋物線。三、平拋運動的幾個有用的結(jié)論 1、
22、運動時間:,即平拋物體在空中的飛行時間僅取決于下落的高度,與初速度無關(guān)。2、落地的水平距離,即水平距離與初速度和下落高度h有關(guān),與其他因素無關(guān)。3、落地速度,即落地速度也只與初速度和下落高度h有關(guān)4、平拋物體的運動中,任意兩個時刻的速度變化量,方向恒為豎直向下,且、三個速度矢量構(gòu)成的三角形一定是直角三角形5、平拋運動的偏角公式:兩偏角關(guān)系:,那么反向延長線與x軸的交點為水平位移的中點。第3節(jié) 拋體運動的規(guī)律課后習題經(jīng)典習題1、 如圖5-3-11所示,在高空中有四個小球,在同一位置同時以速率v向上、向下、向左、向右被射出,經(jīng)過1s后四個小球在空中的位置構(gòu)成的正確圖形是 2、 一架裝載抗洪救災(zāi)物資
23、的飛機,在距地面500m的高處,以80m/s的水平速度飛行。為了救援物資準確地投中地面目標,飛行員應(yīng)在距目標水平距離多遠的地方拋出物資?不計空氣阻力,g取10m/s23、 一座炮臺置于距地面60m高的山崖邊,以與水平線成45°角的方向發(fā)射一顆炮彈,炮彈離開炮口時的速度為120m/s。求:1炮彈所到達的最大高度; 2炮彈落到地面時的時間;3炮彈的水平射程。忽略空氣阻力,取g=10m/s4、 某一物體以一定的初速度水平拋出,在某1s內(nèi)其速度方向與水平方向的夾角由37°變成53°,那么此物體的初速度大小是多少?此物體在這1s內(nèi)下落的高度是多少?g=10m/s2,sin3
24、7°=0.6,cos37°=0.85、 如圖5-3-15所示,從高為H的A點平拋一物體,其水平射程為2L。在A點正上方高為2H的B點向同方向拋出另一物體,其水平射程為L,兩物體的軌跡在同一豎直面內(nèi),且都從同一個屏M的頂端擦過,求屏的高度。6、 如圖5-3-16所示,是測量子彈離開槍口時的速度的裝置,子彈從槍口水平射出,在飛行途中穿過兩塊豎直平行放置的薄板P、Q,兩板相距為L,P板與槍口相距為s,測出子彈穿過兩薄板時留下的C、D兩孔間的高度差為h,不計空氣及薄板的阻力,根據(jù)以上給出的數(shù)據(jù),求出子彈離開槍口時的速度v0。7、光滑斜面的傾角為,長為L,斜面頂端一小球沿斜面的水平方
25、向以速度v0拋出,如圖5-3-17所示,求:小球滑到底端時,水平方向的位移為多大?8、如圖5-3-18所示,在傾角為的斜面上A點,以水平速度v0拋出一個小球,不計空氣阻力,它落到斜面上B點所用的時間為 A. B. C. D. 9、如圖5-3-20所示,排球場的長為18m,其網(wǎng)的高度為2m。運發(fā)動站在離網(wǎng)3m遠的線上,正對網(wǎng)前豎直跳起,把球垂直于網(wǎng)水平擊出。g取10m/s21設(shè)擊球點的高度為2.5m,問球被水平擊出時的速度在什么范圍內(nèi)才能使球既不觸網(wǎng)也不出界?2假設(shè)擊球點的高度小于某個值,那么無論球被水平擊出時的速度為多大,球不是觸網(wǎng)就是出界,試求出此高度。根底習題1、物體在高處以初速度v0水平
26、拋出,落地時速度為v,那么該物體在空中運動的時間為不計空氣阻力 A. B. C. D.2、質(zhì)量為m的小球從距地面高度為h的水平桌面飛出,小球下落過程中,空氣阻力可以忽略,小球落地點距桌邊的水平距離為L,如圖5-3-23所示,關(guān)于小球在空中的飛行時間t以及小球飛出桌面的速度v0,下面判斷正確的選項是 A. B. C. D.3、做平拋運動的物體,每秒的速度增量總是 A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同 C.大小相等,方向不同 D.大小 不等,方向相同4、以初速度v0=20m/s,從20m高臺上水平拋出一個物體g取10m/s2,那么 A.2s后物體的水平速度為20m/s B.2s后物體的速
27、度方向與水平方向成45°角C.每1s內(nèi)物體的速度變化量的大小為10m/s D.每1s內(nèi)物體的速度大小的變化量為10m/s5、以下關(guān)于物體做斜拋運動的說法中,正確的選項是 A.斜拋物體是勻變速運動 B.斜拋運動是非勻變速運動 C.斜上拋運動的上升過程與下降到初始水平面的過程所需的時間相同 D.斜上拋運動的射程只取決于拋射初速度提升知識1、某同學(xué)在水平籃球場地上做斜上拋運動實驗,設(shè)拋射小球的初速度為20m/s,拋射角度分別為30°、45°、60°、75°,不計空氣阻力,那么關(guān)于小球的射程的說法中,正確的選項是 A.以30°角度拋射時,射程
28、最大 B.以45°角度拋射時,射程最大C.以60°角度拋射時,射程最大 D.以75°角度拋射時,射程最大2、如圖5-3-24所示,以9.8m/s的水平初速度v0拋出的物體,飛行一段時間后,垂直撞在傾角為=30°的斜面上,可知物體完成這段飛行的時間是g取9.8m/s2 A. B. C. D.2s3、如圖5-3-25所示,兩個相對的斜面,傾角分別為37°和53°,在頂點把兩個小球以同樣大小的初速度分別向左、向右水平拋出,小球都落在斜面上。假設(shè)不計空氣阻力,那么A、B兩個小球的運動時間之比為A.1:1 B.4:3 C.16:9 D.9:16
29、4、圖5-3-26是一個物體做平拋運動的閃光照片,每次閃光的時間間隔相同。A、B、C為連續(xù)三次閃光時拍得的物體的位置。假設(shè)量得A與B,B與C在豎直方向上的距離分別是h1=24.5cm和h2=34.3cm,在水平方向上的距離分別是L1=32cm和L2=32cm,那么這個物體平拋運動的初速度有多大?g=9.8m/s25、子彈射出時具有水平初速度v0=1000m/s,有五個等大的直徑為D=5cm的環(huán)懸掛著,槍口離環(huán)中心100m,且與第4個環(huán)的環(huán)心處在同一水平線上,如圖5-3-27所示,求:不計空氣阻力,取g=10m/s21開槍同時,細線被燒斷,子彈能從第幾個環(huán)穿過?2開槍前0.1s細繩被燒斷了,子彈
30、能從第幾個環(huán)穿過?6、從高為h的平臺上水平踢出 一球,欲擊中地面上A點。假設(shè)兩次踢的方向均正確,第一次初速度為v1,球的落地點比A點近了a;第二次球的落地點比A點遠了b,如圖5-3-28所示,試求第二次踢球后球獲得的初速度為多大。7、光滑的水平面上,一個質(zhì)量為2kg的物體從靜止開始運動,在前5s受到一個沿正東方向、大小為4N的水平恒力作用,從第6s初開始,改受正北方向、大小為2N的水平恒力,作用時間為10s,求物體在15s內(nèi)的位移和15s末的速度大小。最新高考1、 如圖5-3-31所示,射擊搶水平放置,射擊搶與目標靶中心位置離地面足夠高的同一水平線上,槍口與目標靶之間的距離s=100m,子彈射
31、出的水平速度v=200m/s,子彈從槍口射出的瞬間目標靶由靜止開始釋放,不計空氣阻力,取重力加速度g為10m/s2,求:(1) 從子彈由槍口射出開始計時,經(jīng)過多長時間子彈擊中目標靶?(2) 目標靶由靜止開始釋放到被子彈擊中,下落 的距離h為多少?2、某同學(xué)對著墻壁練習打網(wǎng)球,假定球在墻面上以25m/s的速度沿水平方向反彈,落地點到墻面的距離在10m至15m之間,忽略空氣阻力,取g=10m/s2,球在墻面上反彈點的高度范圍是 A.0.8m至1.8m B.0.8m至1.6m C.1.0m至1.6m D.1.0m至1.8m3、質(zhì)點從同一高度水平拋出,不計空氣阻力,以下說法正確的選項是 A.質(zhì)量越大,
32、水平位移越大 B.初速度越大,落地時豎直方向速度越大C.初速度越大,空中運動時間越長 D.初速度越大,落地速度越大4、如圖5-3-33所示,一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上,物體與斜面接觸時速度與水平方向的夾角滿足 A.tan=sin B. tan=cos C. tan=tan D. tan=2tan第4節(jié) 實驗:研究平拋運動1根本測量工具和測量數(shù)據(jù)1根本測量工具及其使用本實驗僅需用毫米刻度尺測小球水平位移x和豎直位移y。2測量數(shù)據(jù)的有效數(shù)字因為實驗中取用的g值通常有3位有效數(shù)字,測量長度假設(shè)以米為單位,有效數(shù)字的末位應(yīng)在毫米位,即有4位有效數(shù)字。2實驗條例與點撥實驗?zāi)康?/p>
33、1學(xué)習描繪曲線運動軌跡的方法2測定平拋小球的初速度,穩(wěn)固對平拋運動性質(zhì)的認識實驗器材J2135-1型碰撞實驗器斜槽軌道金屬小球白紙有孔卡片平木板鉛筆圖釘4枚刻度尺豎直固定木板的支架小鉛錘點撥:小鉛錘僅用作校準平木板是否豎直和在木板上作豎直線,不同于碰撞實驗中的作用。實驗原理圖1運用平拋運動的規(guī)律:水平方向x=v0t,豎直方向y=gt2/2,兩個分運動合成可得軌跡方程y=gx2/2v02;可得初速v0=x。實驗步驟1用圖釘把白紙釘在豎直的木板上,如圖1。 點撥:如果木板不鉛直將影響球的飛行,可能相撞或摩擦,因此要用鉛錘線校準。2在緊靠木板的左上角固定斜槽。 點撥:固定斜槽時要使其末端切線水平,確
34、保小球飛出作平拋運動,可將小球置于平軌局部,假設(shè)球隨遇平衡即可。3確定小球飛出時的初始位置即坐標原點O,并過O用鉛錘線描出y軸豎直方向。點撥:坐標原點即小球做平拋運動的起點是球在槽口時其球心在豎直紙板上的水平投影點O,如圖2所示,即O點在水平槽口端點正上方r處。圖24把事先做好的帶孔的卡片用手按在豎直木板上,調(diào)節(jié)卡片位置,使槽上滾下的小球正好從卡片孔穿過,用鉛筆記下小球穿過孔時的位置,如圖1所示。點撥:小球每次應(yīng)在相同的適當高度從斜槽上滾下,在斜軌上釋放小球不宜用手指,而要用斜槽上的球夾或擋板如尺子,這樣做重復(fù)性好,能確保每次的初速相同。5取下白紙,以O(shè)點為原點再畫一條水平向右的x軸,與v0方
35、向相同6根據(jù)記下的小球穿過孔的一系列點的位置,畫出平滑曲線即為小球做平拋運動的軌跡。7在曲線上軌跡上選取距O點遠些的點測出它們的坐標x,y,填入表中來計算球的初速度,最后取平均值。點撥:計算初速度不取用由卡片描的點,而重新在畫出的x軸上由O起取出幾個等距離的點,再由軌跡曲線測量出各點所對應(yīng)的下降高度,看這些高度的比值是否近似等于1:4:9:這樣做,一是驗證了平拋運動的性質(zhì),二是減少計算的麻煩和減小結(jié)果的誤差。實驗記錄g=_米/秒2次 數(shù)物 理 量 1 2 3 4 5 6 7 測x坐標米 測y坐標米 算飛行時間t=秒算初速度v0= x米/秒 點撥1:小球從同一高度滑下而算出的初速度不同,引起誤差
36、的原因可能是:圖3重做實驗時豎直木板位置發(fā)生改變,使描出原點O發(fā)生變化。重做次數(shù)太少,描繪的點子太稀,軌跡不平滑,使所選坐標點發(fā)生偏差??ㄆ目滋?,每次描點坐標發(fā)生偏差。用直尺測x,y有誤差。槽口末端未保持水平,使算出v0偏小。實驗中易混的是:y-x軌跡圖象與豎直方向的位移時間圖象y-t,如圖3所示。易錯的是:小球拋出的初始位置即y-x坐標系的原點O的定位。易忘的是:小球每次在相同的高度滾下,板子不能移動,忘記初始位置。圖4點撥2:某同學(xué)做研究平拋物體的運動實驗,只用鉛筆準確地描出小球經(jīng)過空間三點A、B、C的位置,但忘記初始位置O,如圖4,他取以下圖紙先過A作平行紙邊緣的x軸,再過A作y軸垂
37、直,測出圖中幾個數(shù)據(jù),那么根據(jù)圖中數(shù)據(jù)仍可求出小球的初速度和小球初始位置g取10米/秒2根據(jù)y=gT2求出時間間隔T=0.1秒根據(jù)x=v0T求出v0=1米/秒根據(jù)vAy+vBy/2,T=0.15和vBy-vAy=gT得vAy=1米/秒根據(jù)y=vAy2/2g得x0=v0T=0.1米,即v0=1米/秒 O點-0.1米,-0.05米。實驗結(jié)論平拋實驗中小球作平拋運動軌跡是拋物線,其平拋初速度 第4節(jié) 實驗:研究平拋運動課后習題經(jīng)典習題1、如圖5-4-8所示,在研究平拋運動時,小球A沿軌道滑下,離開軌道末端末端水平時撞開輕質(zhì)接觸式開關(guān)S,被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落,改變整個裝置的高度H做同樣的實
38、驗,發(fā)現(xiàn)位于同一高度的A、B兩球總是同時落地,該實驗現(xiàn)象說明了A球在離開軌道后 A.水平方向的分運動是勻速直線運動 B.水平方向的分運動是勻加速直線運動C.豎直方向的分運動是自由落體運動 D.豎直方向的分運動是勻速直線運動2、在圖5-4-9所示的裝置中,兩個相同的弧形軌道M、N,分別用于發(fā)射小鐵球P、Q;兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D;調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度,使AC=BD,從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等。將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上,然后切斷電源,使兩個小鐵球能以相同的初速度v0同時分別從軌道M、N的下端射出,實驗結(jié)果是兩個小鐵球同時到達E處,發(fā)生碰撞,增加或者減
39、少軌道M的高度,只改變小鐵球P到達桌面時速度豎直方向分量大小,再進行實驗,結(jié)果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。試分析答復(fù)該實驗現(xiàn)象說明了什么?3、在做“探究平拋運動的實驗時,將小球?qū)掖螐耐桓叨柔尫叛赝卉壍肋\動,通過描點法畫小球做平拋運動的軌跡。為了能較準確地描繪運動軌跡,下面列出了一些操作要求,將你認為正確的選項前面的字母填在橫線上:_A.調(diào)節(jié)斜槽的末端保持水平B.每次釋放小球的位置必須不同C.每次必須由靜止釋放小球D.記錄小球位置用的木條或凹槽每次必須嚴格地等距離下降E.小球運動時不應(yīng)與木板上的白紙或方格紙相接觸F.將球的位置記錄在紙上后,取下紙,用直尺將點連成折線4、以下哪些因素會使“探究平拋物
40、體的運動實驗的誤差增大? A.小球與斜槽之間有摩擦B.安裝斜槽時其末端不水平C.建立坐標系時,以斜槽末端端口位置為坐標原點D.根據(jù)曲線計算平拋運動的初速度時,在曲線上取作計算的點離原點O較遠5、某同學(xué)在做研究平拋運動的實驗時,忘記記下斜槽末端位置,圖5-4-10中的A點為小球運動一段時間后的位置,他便以A點作為坐標原點,以水平方向和豎直方向分別為x、y軸建立直角坐標系,得到如圖5-4-10所示的圖像,試根據(jù)圖像求出小球做平拋運動的初速度。g取10m/s2根底訓(xùn)練1、 研究平拋物體的運動在安裝實驗裝置的過程中,斜槽末端的切線必須是水平的,這樣做的目的是 A. 保證小球飛出時,速度既不太大,也不太
41、小 B.保證小球飛出時,初速度水平C.保證小球在空中運動的時間每次都相等 D.保證小球運動的軌道是一條拋物線2、用描跡法探究平拋運動的規(guī)律時,應(yīng)選用以下各組器材中的哪一組?A.鐵架臺、方木板、游標卡尺、斜槽和小球,秒表,米尺和三角尺,重錘和細線,白紙和圖釘,帶孔卡片B. 鐵架臺、方木板、斜槽和小球,天平和秒表,米尺和三角尺,重錘和細線,白紙和圖釘,帶孔卡片C. 鐵架臺、方木板、斜槽和小球,千分尺和秒表,米尺和三角尺,重錘和細線,白紙和圖釘,帶孔卡片D. 鐵架臺、方木板、游標卡尺、斜槽和小球,米尺和三角尺,重錘和細線,白紙和圖釘,帶孔卡片3、“研究平拋物體的運動實驗中,為了描出物體的運動軌跡,實
42、驗應(yīng)有以下各個步驟:A.以O(shè)為原點,畫出與y軸相垂直的水平x軸B.把事先做好的有缺口的紙片用手按在豎直木板上,使由斜槽上滾下拋出的小球正好從紙片缺口中通過,用鉛筆在白紙上描下小球穿過這個缺口的位置C.每次都使小球從斜槽山固定的標志位置開始滾下,用同樣的方法描出小球經(jīng)過的一系列位置,并用平滑曲線把它們連接起來,這樣就描出了小球做平拋運動的軌跡D.同圖釘把白紙釘在豎直木板上,并在木板的左上角固定好斜槽E.把斜槽末端距離一個小球半徑處定為O點,在白紙上把O點描下來,利用重錘線在白紙上畫出過O點向下的豎直線,定為y軸 在上述實驗中,缺少的步驟F是_正確的實驗步驟順序是_知識提升1、 一農(nóng)用水泵的出水管
43、是水平的,當水泵工作時,水流從整個水管中流出,現(xiàn)給你一個鋼卷尺和游標卡尺,進行必要的測量估算出水泵的流量,需測量的物理量是_,計算流量的表達式Q=_。2、 一個同學(xué)做“研究平拋物體的運動實驗時,只在紙上記下重錘y的方向,忘記在紙上記下斜槽末端的位置,并只在坐標紙上描出如圖5-4-13所示的曲線?,F(xiàn)在我們在曲線上取A、B兩點,用刻度尺分別量出它們到y(tǒng)直線的距離AA,=x1,BB,=x2,以及AB豎直距離h,從而求出小球拋出時的初速度v0為 A. B. C. D. 3、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。小方格的邊長為L,假設(shè)小球在平拋運動途中的幾個位置如圖5-4-14中a、
44、b、c、d所示,那么小球平拋的初速度的計算式為v0=_(用L、g表示)4、圖5-4-15是用閃光照相法測平拋物體的初速度時,用10次/秒的閃光照相機對正在做平拋運動的球拍攝照片,背景是每格邊長為5cm的正方形格子,求小球的初速度。能否用此照片求出當?shù)氐闹亓铀俣龋咳缒?,根?jù)該照片求出的重力加速度的數(shù)值是多少?第5節(jié) 圓周運動一、圓周運動1、定義:指物體沿著圓周的運動,即物體運動的軌跡是圓。2、物理量 1線速度:質(zhì)點沿圓周運動通過的弧長與所用時間的比值叫做線速度 物理意義:描述質(zhì)點沿圓周運動的快慢。 大?。?。單位:m/s 方向:質(zhì)點在圓周某點的線速度方向沿圓周上該點的切線方向 2角速度:在勻速圓
45、周運動中,連接運動質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用的時間的比值,就是質(zhì)點運動的角速度 物理意義:描述質(zhì)點轉(zhuǎn)過圓心角的快慢 大?。?,單位:rad/s (3)周期T,頻率f和轉(zhuǎn)速n 物理意義:周期、頻率和轉(zhuǎn)速都是描述物體做圓周運動快慢的物理量。 周期T:做圓周運動的物體運動一周所用的時間叫做周期。單位:s。 頻率f:做圓周運動的物體在1s內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做頻率。單位:Hz。 轉(zhuǎn)速n:做圓周運動的物體在單位時間內(nèi)沿圓周繞圓心轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫做轉(zhuǎn)速。單位r/s或r/min。3、 勻速圓周運動(1) 定義:物體沿著圓周運動,并且線速度大小處處相等的運動。(2) 特點:線速度的大小恒定,角速度、周期
46、和頻率都是恒定不變的。(3) 性質(zhì):是速度大小不變而速度方向時刻在變化的變速曲線運動(4) 線速度和角速度間的關(guān)系:說明:a.當半徑相同時,線速度大的角速度越大,角速度大的線速度越大,且成正比。 b.當角速度相同時,半徑大的線速度大,且成正比。 c.當線速度相同時,半徑大的角速度小,半徑小的角速度大,且成反比。 (5)線速度與周期間的關(guān)系:6角速度與周期間的關(guān)系:(7) 4、對三種傳動方式的討論 1共軸傳動:,,.(2)皮帶傳動:,,.3齒輪傳動:,,n1、n2分別表示齒輪的齒數(shù). 第5節(jié) 圓周運動課后習題經(jīng)典習題1、關(guān)于地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度、線速度的大小,以下說法中正確的選項是 A
47、.在赤道上的物體線速度最大 B.在兩極的物體線速度最大 C.在赤道上的物體角速度最大 D.在北京和天津的物體角速度一樣2、質(zhì)點做勻速圓周運動,那么 A.在任何相等的時間里,質(zhì)點的位移都相等 B.在任何相等的時間里,質(zhì)點通過的路程都相等C.在任何相等的時間里,質(zhì)點運動的平均速度都相同 D.在任何相等的時間里,連接質(zhì)點和圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度都相等3、1如圖5-5-7所示是自行車傳動結(jié)構(gòu)的示意圖,如果能測出自行車行駛時大齒輪的轉(zhuǎn)速為nr/s,要知道在這種情況下自行車前進的速度有多大,還需要測量哪些量?用這些量推導(dǎo)自行車前進速度的表達式。2為了探究理論計算的結(jié)果和實驗的車速是否相同,請你設(shè)計一個實驗進
48、行探究,寫出你實驗探究的方案包括實驗的器材、步驟,需要測量的物理量,計算車速的表達式4、如圖5-5-8所示為錄音機在工作時的示意圖,輪子1是主動輪,輪子2為從動輪,輪1和輪2就是磁帶盒內(nèi)的兩個轉(zhuǎn)盤,空帶一邊半徑為r1=0.5cm,滿帶一邊半徑為r2=3cm.,主動輪轉(zhuǎn)速不變,恒為n1=36r/min,試求:1從動輪2的轉(zhuǎn)速變化范圍;2磁帶運動的速度變化范圍5、如圖5-5-9所示,半徑為0.1m的輕滑輪,通過繞在其上的細線與重物相連,假設(shè)重物由靜止開始以2m/s2的加速度勻加速下落,那么當它下落的高度為1m時瞬時速度為多大?此刻滑輪轉(zhuǎn)動的角速度是多少?6、如圖5-5-11所示的皮帶傳動裝置傳動皮
49、帶是繃緊的且運動中不打滑中,主動輪O1的半徑為r1,從動輪O2有大小兩輪固定在一個軸心O2上,半徑分別為r3、r2,r3=2r,r2=1.5r1,A、B、C分別是三個輪邊緣上的點,那么當整個傳動裝置正常工作時,A、B、C三點的線速度之比為_,角速度之比為_,周期之比為_。8、如圖5-5-12所示,小球Q在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,半徑為r,當Q球運動到與O在同一水平線上時,有另一小球P在圓周內(nèi)距圓周最高點為h處開始自由下落,要使兩球在圓周最高處相碰,Q球的角速度應(yīng)滿足什么條件?根底訓(xùn)練1、質(zhì)點做勻速圓周運動時,下面的物理量不變的是 A.速率 B速度 C.角速度 D.加速度2、以下關(guān)于甲、乙兩個做圓周運動的物體的說法中正確的選項是 A.它們線速度相等,角速度一定也相等 B.
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