第五章_曲線運動知識結(jié)構(gòu)圖

1、第五章第五章 曲線運動知識結(jié)構(gòu)圖曲線運動知識結(jié)構(gòu)圖 曲線運動曲線運動 運動合成與分解運動合成與分解 拋體運動拋體運動（曲線特例一）（曲線特例一） 速度特點速度特點運動規(guī)律（性質(zhì)）運動規(guī)律（性質(zhì)）做曲線運動條件做曲線運動條件研研究究方方法法化化曲曲為為直直 合運動分運動，研究方法（建立直角坐標(biāo)系）合運動分運動，研究方法（建立直角坐標(biāo)系）位移位移 速度速度 加速度加速度 力力 關(guān)系（平行四邊形定則）關(guān)系（平行四邊形定則）性質(zhì)：等時性性質(zhì)：等時性 等效性等效性 獨立性獨立性斜拋和平拋定義斜拋和平拋定義 研究方法和運動規(guī)律研究方法和運動規(guī)律位移，速度公式和影響因素位移，速度公式和影響因素思思想想遷遷移

2、移應(yīng)應(yīng)用用經(jīng)典問題經(jīng)典問題 運動合成分解遵守原則運動合成分解遵守原則 一一 二二三三 圓周運動圓周運動（曲線特例二）（曲線特例二） 描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量V, ,T,f,n，a向向,F向向定義特點定義特點 勻速圓周運動勻速圓周運動 定義，受力條件，相應(yīng)公式定義，受力條件，相應(yīng)公式變速圓周運動變速圓周運動定義，受力條件，特點定義，受力條件，特點圓周運動實例圓周運動實例應(yīng)應(yīng)用用汽車，火車轉(zhuǎn)彎問題汽車，火車轉(zhuǎn)彎問題拱凹橋，超失重問題拱凹橋，超失重問題離心和向心運動離心和向心運動圓周運動經(jīng)典問題圓周運動經(jīng)典問題水流星水流星軌道模型軌道模型輕桿輕桿 圓管模型圓管模型四四 五五 六六應(yīng)應(yīng)

3、用用七七 物體運動規(guī)律條件分析物體運動規(guī)律條件分析圓錐擺圓錐擺 圓錐模型圓錐模型曲線運動曲線運動 速度特點速度特點運動規(guī)律（性質(zhì)）運動規(guī)律（性質(zhì)）做曲線運動條件做曲線運動條件一一 1 質(zhì)點在某一點的瞬時速度方向，質(zhì)點在某一點的瞬時速度方向，就是通過就是通過這一點的曲線切線方這一點的曲線切線方向向2曲線運動是一種曲線運動是一種變速變速運動（速度方向時刻變化）運動（速度方向時刻變化）mFtVVat合03 合力的方向（加速度的方向）合力的方向（加速度的方向）與物體與物體速度方向速度方向不在不在共線共線 我們只看速度方向與合力（或加速度）方向關(guān)系不我們只看速度方向與合力（或加速度）方向關(guān)系不看二者大小

4、關(guān)系?？炊叽笮￡P(guān)系。4 物體曲線運動彎曲反向：物體曲線運動彎曲反向：軌跡彎曲偏向軌跡彎曲偏向 受力的一側(cè)受力的一側(cè)右側(cè)兩圖速度是增大還是減?。坑覀?cè)兩圖速度是增大還是減??？ 合運動分運動，研究方法（建立直角坐標(biāo)系）合運動分運動，研究方法（建立直角坐標(biāo)系）位移位移 速度速度 加速度加速度 力力 關(guān)系（平行四邊形定則）關(guān)系（平行四邊形定則）運動合成與分解運動合成與分解二二1 分運動分運動（水平運動）（水平運動）（豎直運動）（豎直運動） 合運動合運動(蠟塊實際的運動蠟塊實際的運動)運動的合成運動的合成運動的分解運動的分解平行四邊形定則平行四邊形定則2注意：水平和豎直都是勻速直線運動，合運動是勻速直線

5、注意：水平和豎直都是勻速直線運動，合運動是勻速直線 運動（速度與位移同向）運動（速度與位移同向） 水平是勻速直線水平是勻速直線 豎直是初速度為零的勻加速直線運動合成軌跡如何？豎直是初速度為零的勻加速直線運動合成軌跡如何？經(jīng)典問題經(jīng)典問題 性質(zhì)：等時性性質(zhì)：等時性 等效性等效性 獨立性獨立性3運動合成與分解遵守原則運動合成與分解遵守原則 （1）合運動與分運動所用時間相同）合運動與分運動所用時間相同（2）兩個分運動的共同運動效果和一個合運動的運動效果相同）兩個分運動的共同運動效果和一個合運動的運動效果相同（3）兩個分運動是相互獨立的，互相不影響。）兩個分運動是相互獨立的，互相不影響。45（1）小船

6、過河問題）小船過河問題 （2）拉伸轉(zhuǎn)動）拉伸轉(zhuǎn)動 問題問題問題問題1 : 當(dāng)當(dāng)V船船V水水 時和時和V船船V水水時時 (1)最短時間過河最短時間過河 (2)最短位移過河最短位移過河一個繩子一個繩子(速度速度V1)連接一個實際運動的物體連接一個實際運動的物體(V2)物體勻速，求：繩子速度和運動物體速度的關(guān)系物體勻速，求：繩子速度和運動物體速度的關(guān)系?斜拋和平拋定義斜拋和平拋定義 研究方法和運動規(guī)律研究方法和運動規(guī)律位移，速度公式和影響因素位移，速度公式和影響因素 三三 拋體運動拋體運動1 2斜拋斜拋： (1)初速度傾斜初速度傾斜 （2）只受重力作用）只受重力作用 平拋：平拋： (1)初速度水平初

7、速度水平 （2）只受重力作用）只受重力作用近似處理：當(dāng)近似處理：當(dāng) Gf（重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于阻力時候可以看成拋體運動）（重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于阻力時候可以看成拋體運動） 規(guī)律：各種拋體運動都是勻變速運動（規(guī)律：各種拋體運動都是勻變速運動（a=g) 勻變速直線：豎直上拋，豎直下拋運動（勻變速直線：豎直上拋，豎直下拋運動（v向與向與g共線）共線）勻變速曲線：平拋，斜拋，斜下拋等等（勻變速曲線：平拋，斜拋，斜下拋等等（v向與向與g不共線）不共線）平拋研究方法：（建立坐標(biāo)系）畫曲為直平拋研究方法：（建立坐標(biāo)系）畫曲為直 （把上一節(jié)運動的分解運動到這里）（把上一節(jié)運動的分解運動到這里）水平方向：水平方向： 勻速直線運動

8、勻速直線運動 豎直方向：豎直方向： 豎直方向自由落體運動豎直方向自由落體運動 （V0=0,a=g)3 X y（速度方向與（速度方向與x軸交點為水平位移中點）軸交點為水平位移中點）4 5典型問題典型問題 （已知位移關(guān)系來接求解剩余關(guān)系）（已知位移關(guān)系來接求解剩余關(guān)系）描述圓周運動的物理量描述圓周運動的物理量V, ,T,f,n，a向向,F向向定義特點定義特點四四 圓周運動圓周運動 1 名稱名稱符號符號公式公式定義定義物理意義物理意義線速度線速度V (m/s)質(zhì)點經(jīng)過弧長與時間比質(zhì)點經(jīng)過弧長與時間比運動的快慢運動的快慢角速度角速度 (rad/s)質(zhì)點經(jīng)過角度與時間比質(zhì)點經(jīng)過角度與時間比質(zhì)點轉(zhuǎn)動的快慢

9、質(zhì)點轉(zhuǎn)動的快慢周期周期T (s)質(zhì)點運動一圈所用時間質(zhì)點運動一圈所用時間轉(zhuǎn)動的快慢轉(zhuǎn)動的快慢頻率頻率f (Hz)質(zhì)點質(zhì)點1s內(nèi)完成周期數(shù)內(nèi)完成周期數(shù)轉(zhuǎn)動的快慢轉(zhuǎn)動的快慢轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n (r/s)n=f1s內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)內(nèi)轉(zhuǎn)動的圈數(shù)轉(zhuǎn)動的快慢轉(zhuǎn)動的快慢vRT22f=1/T線速度方向沿著軌跡切線，角速度是矢量。線速度方向沿著軌跡切線，角速度是矢量。V= R 向心力：圓周運動中改變物體速度方向的力。向心力：圓周運動中改變物體速度方向的力。 （下文詳述）（下文詳述）向心加速度：向心力產(chǎn)生的加速度向心加速度：向心力產(chǎn)生的加速度注意注意: (1)同一個轉(zhuǎn)軸上的物體角速度相同同一個轉(zhuǎn)軸上的物體角速度相同,(2)同

10、一個皮帶上的質(zhì)點同一個皮帶上的質(zhì)點(或靠摩擦傳動的兩個輪子或靠摩擦傳動的兩個輪子) 線速度大小一定相同線速度大小一定相同.例題例題如果如果RA:RB:RC=2:1:1求：求：ABC,線速度之比線速度之比?角速度之比角速度之比?例題例題 地球平均半徑為地球平均半徑為6.4 103km，物體，物體位于北緯位于北緯60度的質(zhì)點度的質(zhì)點求：角速度多大？求：角速度多大？ 線速度多大線速度多大? 勻速圓周運動勻速圓周運動 定義，受力條件，相應(yīng)公式定義，受力條件，相應(yīng)公式2 （1）勻速圓周運動：質(zhì)點在任意相等時間內(nèi)通過的弧長相等。勻速指的是速率。）勻速圓周運動：質(zhì)點在任意相等時間內(nèi)通過的弧長相等。勻速指的是

11、速率。 （2）受力條件：質(zhì)點所受合力大小不變，方向始終指向圓心）受力條件：質(zhì)點所受合力大小不變，方向始終指向圓心 勻速圓周運動是變速運動，有加速度。勻速圓周運動是變速運動，有加速度。變速圓周運動變速圓周運動定義，受力條件，特點定義，受力條件，特點3 對于勻速圓周運動對于勻速圓周運動: (1) 合力大小不變合力大小不變 方向方向 始終指向圓心始終指向圓心 與速度垂直與速度垂直作用是改變速度的方向作用是改變速度的方向 變速圓周運動中變速圓周運動中(2)合力大小方向都變合力大小方向都變 方向不指向圓心與速度不垂直方向不指向圓心與速度不垂直切向分力：切向分力： 改變速度大小改變速度大小法向分力：（提供

12、向心力）改變速度方向法向分力：（提供向心力）改變速度方向 在圓周運動中速度與合力方向關(guān)系如何在圓周運動中速度與合力方向關(guān)系如何? 合力與速度方向成銳角合力與速度方向成銳角 是加速圓周運動是加速圓周運動合力與速度方向成鈍角是減速圓周運動合力與速度方向成鈍角是減速圓周運動VVO汽車，火車轉(zhuǎn)彎問題汽車，火車轉(zhuǎn)彎問題五圓周運動實例分析五圓周運動實例分析 1 （1）汽車勻速轉(zhuǎn)彎請分析汽車所受向心力來源？）汽車勻速轉(zhuǎn)彎請分析汽車所受向心力來源？（2）汽車質(zhì)量為）汽車質(zhì)量為m, ，轉(zhuǎn)彎半徑為，轉(zhuǎn)彎半徑為R,求安全行駛速度？求安全行駛速度？（3） 已經(jīng)已經(jīng)m, ，R,路面傾角為路面傾角為 ,求安全行駛速度？求

13、安全行駛速度？ B 火車轉(zhuǎn)彎問題（火車勻速通過）不計摩擦火車轉(zhuǎn)彎問題（火車勻速通過）不計摩擦 火車的拐彎處軌道面傾角為火車的拐彎處軌道面傾角為兩軌道間距為兩軌道間距為L,兩軌高度差為兩軌高度差為h,轉(zhuǎn)彎半徑為轉(zhuǎn)彎半徑為R，重力加速度，重力加速度g求求: （1）火車不擠壓內(nèi)外軌道速度）火車不擠壓內(nèi)外軌道速度?（2）火車擠壓內(nèi)軌條件？）火車擠壓內(nèi)軌條件？（3）火車擠壓外軌條件？）火車擠壓外軌條件？A 汽車轉(zhuǎn)彎問題（汽車勻速轉(zhuǎn)彎）汽車轉(zhuǎn)彎問題（汽車勻速轉(zhuǎn)彎）在以上問題中如果互動摩擦因數(shù)為在以上問題中如果互動摩擦因數(shù)為 ，則火車不擠壓內(nèi)外軌道條件？，則火車不擠壓內(nèi)外軌道條件？拱凹橋，超失重問題拱凹橋，

14、超失重問題離心運動和向心運動離心運動和向心運動2ABC 汽車以相同的速度通過以上汽車以相同的速度通過以上ABC三點，在那點最容易爆胎？三點，在那點最容易爆胎？如果在如果在c點速度足夠大將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？點速度足夠大將出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 3 水流星（單擺）水流星（單擺）軌道模型軌道模型輕桿輕桿 圓管模型圓管模型圓錐擺圓錐擺 圓錐模型圓錐模型六六 圓周運動經(jīng)典問題分析圓周運動經(jīng)典問題分析 1 2(1)要想做完整的圓周運動，在最高點的最小速度多大？要想做完整的圓周運動，在最高點的最小速度多大？(2)要想做完整的圓周運動在最低點速度多大？已知要想做完整的圓周運動在最低點速度多大？已知 R,g (1)要想做完

15、整的圓周運動，在最高點要想做完整的圓周運動，在最高點 的最小速度多大？的最小速度多大？(2)要想做完整的圓周運動在最低點速度要想做完整的圓周運動在最低點速度 多大？已知多大？已知 R,g 4 （1）A,B不同個軌道區(qū)別？不同個軌道區(qū)別？（2）求周期）求周期(已知已知 L, ,g）（3）分析臨界角速度？）分析臨界角速度？（已知（已知 ，L)細(xì)繩一端系著質(zhì)量為細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M=0.6kg 的物體，靜止在水平圓盤上，另一端通過光滑的小孔吊的物體，靜止在水平圓盤上，另一端通過光滑的小孔吊著質(zhì)量為著質(zhì)量為m=0.3kg的物體，的物體，M的中點與圓孔的距離為的中點與圓孔的距離為0.2m，并已知，并已知

16、M與圓盤的最大靜與圓盤的最大靜摩擦力為摩擦力為2N，現(xiàn)使此圓盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動，問角速度在什么范圍內(nèi)可使，現(xiàn)使此圓盤繞中心軸線轉(zhuǎn)動，問角速度在什么范圍內(nèi)可使m處于靜止處于靜止?fàn)顟B(tài)？（取狀態(tài)？（取g10m/s2） 5 臨界問題臨界問題 如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向兩個用細(xì)線相連小物體如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，沿半徑方向兩個用細(xì)線相連小物體A、B的質(zhì)量均的質(zhì)量均為為m，它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為，它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為20cm，。，。A、B與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的0.4倍倍試求：（試求：（1）當(dāng)細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時，圓盤的角速度。）當(dāng)細(xì)線上開始出現(xiàn)張力時，圓盤的角速度。 （2）當(dāng)）當(dāng)A開始滑動時，圓盤的角速度。開始滑動時，圓盤的角速度。 （3）當(dāng)即將