专题三力与曲线运动.ppt

专题三 力与曲线运动,曲线运动,一、曲线运动 1物体做曲线运动的条件：运动物体所受合外力的方向跟其速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动 2曲线运动的轨迹：当做曲线运动的物体所受合外力为恒力时，其运动为匀变速曲线运动，运动轨迹为抛物线，如平抛运动、斜抛运动、带电粒子在匀强电场中的曲线运动曲线运动的轨迹位于速度(轨迹上各点的切线)和合力的夹角之间，且运动轨迹总向合力一侧弯曲,二、抛体运动 1平抛运动 (1)平抛运动是匀变速曲线运动(其加速度为重力加速度)，可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，运动轨迹为抛物线 (2)物体做平抛运动时，运动时间由竖直高度决定，水平位移由初速度和竖直高度共同决定 (3)物体做平抛运动时，在任意相等时间间隔t内速度的改变量v大小相等、方向相同(vvygt),(4)平抛运动的两个重要推论 做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图所示由,做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角及位移与水平方向的夹角满足：tan2tan. 2类平抛运动 以一定的初速度将物体抛出，如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直，则物体所做的运动为类平抛运动，如以初速度v0垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动 类平抛运动的性质及解题方法与平抛运动类似，也是用运动的分解法,三、圆周运动 1描述圆周运动的物理量,注意：同一转动体上各点的角速度相等，皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等 2向心力 做圆周运动物体的向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由各力的合力或某力的分力提供 物体做匀速圆周运动时，物体受到的合力全部提供向心力；物体做变速圆周运动时，物体的合力的方向不一定沿半径指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力改变物体速度的大小,3处理圆周运动的动力学问题的步骤 (1)首先要明确研究对象； (2)对其受力分析，明确向心力的来源； (3)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径； (4)将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况： 解题时应根据已知条件合理选择方程形式, 探究点一 一般曲线运动问题,1利用运动的合成与分解研究曲线运动的一般思路：(求解)曲线运动的规律 (研究)两个直线运动的规律 (解得)曲线运动的规律 (1)曲线运动应按照运动的效果进行分解，应深刻挖掘曲线运动的实际效果，明确曲线运动应分解为哪两个方向的直线运动 (2)运动的合成与分解问题的切入点：等效合成时，要关注两个分运动的时间关系运动的等时性,2合运动与分运动的关系 合运动是物体的实际运动，分运动是合运动的两个效果,例12011四川卷 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4,6)，此时R的速度大小为_cm/s.R在上升过程中运动轨迹的示意图是图中的_(R视为质点),例2.如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是 （ ） AC点速率小于B点的速率 BC点速率大于B点的速率 CA点的加速度比C点的加速度大 D从A到C，加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大, 探究点二 平抛与类平抛问题,1平抛运动的处理方法是将其分解为水平方向和竖直方向的两个分运动 (1)水平方向：做匀速直线运动，vxv0，xv0t. (2)竖直方向：做自由落体运动，vygt，y gt2. 2类平抛运动的处理方法也是分解运动，即将其分解为沿初速度v0方向(不一定水平)的匀速运动(vxv0，xv0t)和沿合力方向(与初速度v0方向垂直)的匀加速运动(vyat，y at2)注意加速度方向不一定竖直向下、大小也不一定等于g.,例3 2011广东卷 如图所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是, 探究点三 圆周运动及其临界问题,竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较,例4.如图所示，水平传送带AB长L6 m，以v03 m/s的恒定速度转动水平光滑台面与传送带平滑连接于B点，竖直平面内的半圆形光滑轨道半径R0.4 m，与水平台面相切于C点一质量m1 kg的物块(可视为质点)，从A点无初速度释放，当它运动到A、B中点位置时，刚好与传送带保持相对静止，重力加速度g10 m/s2.试求：,(1)物块与传送带之间的动摩擦因数； (2)物块刚滑过C点时对轨道的压力N； (3)物块在A点至少要具有多大的速度，才能通过半圆形轨道的最高点D(结果可用根式表示), 探究点四 曲线运动的综合问题,曲线运动的综合问题一般以平抛运动、圆周运动情景为载体，综合考查曲线运动的规律、运动的分解与合成、牛顿运动定律、机械能守恒定律和动能定理等物理主干知识 在曲线运动综合问题的解题过程中，应首先进行物体受力分析和运动过程分析，然后确定应用何种规律解题，并且要注意两种不同运动分界点的运动和受力特征,例5 如图所示，用内壁光滑的细管弯成半径为R的圆轨道，固定在竖直平面内，O是圆心，A、B为两个端口，A与圆心O等高，AOB120，重力加速度为g. (1)一直径略小于圆管内径的小球从A点正上方h高处自由下落，并进入