江蘇省江陰市高中物理《曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)》課件 蘇教必修2

1、1、條件：如果物體的運(yùn)動(dòng)速度方向和物體所受的合外力方向不在一直線(xiàn)上，則物體運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線(xiàn)。2、從速度角度來(lái)看，做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變，因此曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。3、做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力一定不為零，且在曲線(xiàn)的凹側(cè)4、做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體所受合力可能是恒力（例平拋運(yùn)動(dòng)），則對(duì)應(yīng)的加速度恒定，這類(lèi)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；也可能是合外力是變化的（例圓周運(yùn)動(dòng)），則對(duì)應(yīng)的加速度變化，這類(lèi)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)2021/8/8 星期日1一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)例1、我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)人的協(xié)作和努力,在2007年10月24日

2、晚6點(diǎn)多發(fā)射升空。 如圖所示,“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí),沿曲線(xiàn)從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過(guò)程中，速度逐漸減小。在此過(guò)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(diǎn)的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)肯定是一種變速運(yùn)動(dòng) B、變速運(yùn)動(dòng)必定是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可以是速率不變的運(yùn)動(dòng) D、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度不斷發(fā)生變化 A C2021/8/8 星期日2二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)1、運(yùn)動(dòng)的合成與分解（主要是指速度、位移或加速度）滿(mǎn)足平行四邊形定則或三角形定則。2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解具有等效性，獨(dú)立性和等時(shí)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(wèn)題中：分運(yùn)動(dòng)一：船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)，其速度的方向即船頭所指的方向分運(yùn)動(dòng)二：流水的運(yùn)動(dòng)合運(yùn)動(dòng)；船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)，其速度方向即船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向。渡河時(shí)間與水流速度無(wú)關(guān)，當(dāng)船頭與河岸垂直時(shí)，渡河時(shí)間最短；最短時(shí)間即為河寬除對(duì)水船相對(duì)靜水的速度。渡河位移：當(dāng)船的實(shí)際速度方向與河岸垂直時(shí)，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(yùn)動(dòng)的合成與分解第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)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(duì)岸時(shí)間最短，船頭應(yīng)指向何處？最短時(shí)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(shí)間為多少？v1v2vv1v2v2021/8/8 星期日4三、平拋運(yùn)動(dòng)第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)0yxvvxvyAysx水平分速度：豎直分速度：合速度大?。汉纤俣确较颍核椒治灰疲贺Q直分位移：合位移大?。汉衔灰品较蜃髌綊佭\(yùn)動(dòng)的物體，在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間取決于高度；它的水平射程取決于初速度和高度（時(shí)間）。平拋運(yùn)動(dòng)（拋體運(yùn)動(dòng)）的合外力為G，加速度為g，為勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)的物體在相等時(shí)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(yùn)動(dòng)第五章 曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)例5、下列關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)說(shuō)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(yùn)動(dòng)B、若已知平拋運(yùn)動(dòng)的末速度，則可求出初速度C、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)，則說(shuō)明物體距離地面的豎直高度越大D、做平拋運(yùn)動(dòng)的物體落地速度方向與水平方向夾角的正切值與時(shí)間有關(guān)。BCD2021/8/8 星期日6例6、在同一平臺(tái)上的O點(diǎn)拋出的3個(gè)物體，做平拋運(yùn)動(dòng)的軌道如圖所示，則3個(gè)物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度vA、vB、vC的關(guān)系和3個(gè)物體平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(xiàn)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(jì)空氣阻力，下列條件中有可能使b球擊中a球的是（ ）A、 同時(shí)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間？vv0vy30302021/8/8 星期日8平拋運(yùn)動(dòng)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(wèn)：經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間小球落到斜面上落在斜面上時(shí)的速度的大小和方向？xsyvv0vy2021/8/8 星期日9平拋運(yùn)動(dòng)與斜面模型的結(jié)合例9、如圖所示，一滑雪者自平

7、臺(tái)上以一定水平速度飛出，恰好落在鄰近平臺(tái)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(tái)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(tái)邊緣的水平距離s若斜面頂端高H，則滑雪者離開(kāi)平臺(tái)后經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間到達(dá)斜面底端？shvyv0vmgNxy2021/8/8 星期日10在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L。若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)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_(kāi)小球平拋的初速度為v0=_小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)的速度vb=_abcdv0vbyvb豎直方向：勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，a=g結(jié)論：勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)

8、通過(guò)的位移之差為恒量，即y=gt2勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在一段時(shí)間內(nèi)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。2021/8/8 星期日11圓周運(yùn)動(dòng)一、描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量方向：圓周上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向，方向改變1、圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)，也是變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)2、勻速圓周運(yùn)動(dòng)中合外力就是向心力，變速圓周運(yùn)動(dòng)合外力不一定是向心力。說(shuō)明：向心加速度、向心力只改變線(xiàn)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(dòng)做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)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(diǎn)，C為大輪上一條半徑的中點(diǎn),則：A、B兩點(diǎn)的線(xiàn)速度之比為_(kāi)；A、C兩點(diǎn)的角速度之

9、比為_(kāi)；A、B、C三點(diǎn)的線(xiàn)速度之比為_(kāi)；角速度之比為_(kāi)A、B、C三點(diǎn)的向心加速度之比為_(kāi)。 皮帶傳裝裝置1:11:12:2:11:2:12:4:1v=r皮帶傳動(dòng)，輪邊緣線(xiàn)速度相等同輪轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等2021/8/8 星期日13概念辨析4關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)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(yùn)動(dòng)二、圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題步驟確定研究對(duì)象 、確定物體做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，半徑，軌道平面。對(duì)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(zhǎng)度為L(zhǎng)的不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)系著一個(gè)質(zhì)量為m的小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線(xiàn)和小球的運(yùn)動(dòng)軌跡形成一個(gè)圓錐，故稱(chēng)為圓錐擺，若擺線(xiàn)與豎直方向的夾角為，擺動(dòng)的線(xiàn)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(dòng)，其軸線(xiàn)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(yùn)動(dòng)，則 AA球的線(xiàn)速度必定大于B球的線(xiàn)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(yùn)動(dòng)周期必定大于B球的運(yùn)動(dòng)周期2021/8/8 星期日17例12、如圖所示，一個(gè)光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線(xiàn)沿豎直方向，母線(xiàn)與軸線(xiàn)之間的夾角為=30，一條長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩（質(zhì)量不計(jì)），一端固定在圓錐體的頂點(diǎn)O處，另一端拴著一個(gè)質(zhì)量為m的小物體（可看作質(zhì)點(diǎn)），物體以一定速率v繞圓錐體的軸線(xiàn)做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)。物體速率為多少時(shí)？物體恰好脫離圓錐體？當(dāng) 時(shí)，求繩對(duì)物體的拉力？當(dāng) 時(shí)，求繩對(duì)物體的拉力？mL圓錐擺模型的臨界問(wèn)題2021/8/8 星期日18例13、當(dāng)汽車(chē)通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度為10m/s時(shí)，車(chē)對(duì)橋頂?shù)膲毫檐?chē)重的15/16；如果要使汽車(chē)對(duì)橋頂無(wú)壓力，則汽車(chē)通過(guò)橋頂?shù)乃俣?/p>

12、應(yīng)為 ，如果要使汽車(chē)對(duì)橋壓力為車(chē)重的3/4，則汽車(chē)通過(guò)橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為_(kāi)mgN汽車(chē)過(guò)拱橋模型2021/8/8 星期日19例題14：一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩系著小球，讓小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球的質(zhì)量m=10kg，繩子長(zhǎng)度為L(zhǎng)=10cm，小球經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，繩產(chǎn)生的彈力大小為80N小球此時(shí)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(shí)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(yùn)動(dòng)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(wàn)有引力和航天一、開(kāi)普勒三定律：1、開(kāi)普勒第一定律（軌道定律）：所有行量繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，太陽(yáng)

13、處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。2、開(kāi)普勒第二定律（面積定律）：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線(xiàn)在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。行星經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)速度3、開(kāi)普勒第三定律：（周期定律）：所有行星的軌道的半長(zhǎng)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(wú)關(guān)，決定于中心天體的質(zhì)量。2021/8/8 星期日21萬(wàn)有引力和航天萬(wàn)有引力定律 適用范圍：兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬(wàn)有引力兩個(gè)均勻球體間的萬(wàn)有引力一個(gè)質(zhì)點(diǎn)和一個(gè)均勻球體間的萬(wàn)有引力引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2r0,公式已經(jīng)不成立，所以F無(wú)意義2021/8/8 星期日22萬(wàn)有引力和航天m基本模型mrM勻速圓周運(yùn)動(dòng)模

14、型解題規(guī)律黃金置換式解決問(wèn)題F萬(wàn)=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(xiàn)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(wàn)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(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和周期TC:已知地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r和線(xiàn)速度vD:已知衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)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(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)1，已知萬(wàn)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(cè)得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)2，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(xiàn)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(yùn)動(dòng)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(duì)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(yùn)動(dòng)，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(gè)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