期中考前物理专题复习—曲线运动.ppt

曲线运动曲线运动 复习复习 CHENZHS 2质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲 线的这一点的切线方向上。 1当合外力的方向与初速度在同一直线上的情况 下，合外力所产生的加速度只改变速度的大小，不 改变速度的方向，此时物体只能作直线运动。 2运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不 在同一直线上时，合外力所产生的加速度就不但可 以改变速度的大小，而且可以改变速度的方向，物 体将做曲线运动 二、曲线运动的速度方向 1质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的。 一、物体做曲线运动的条件 CHENZHS 做曲线运动的物体的速度时刻在改变，即运动状态时 刻在改变着，由牛顿运动定律可知，力是改变物体运 动状态原因即改变速度的原因，力是产生加速度的原 因。而加速度等于速度的变化v与时间t的比值。只 要速度有改变，即v0，就一定具有加速度。 一定是变速运动 因为速度是矢量，既有大小，又有方向。当速度的 大小发生改变，或者速度的方向发生改变，或者速度 的大小和方向都发生改变，就表示速度矢量发生了变 化.而曲线运动中速度的方向时刻在改变(无论速度大 小是否改变)，即速度矢量时刻改变着，所以曲线运 动必是变速运动。 四、做曲线运动的物体一定具有加速度，所受合外 力一定不等于零 三、曲线运动的性质 CHENZHS 五、运动的合成与分解 1 . 合运动与分运动 .定义： 物体实际发生的运动叫合运动 物体同时参与的几个运动叫分运动 .相互关系： 独立性、等时性、等效性 2 . 运动的合成与分解 . 定义： 已知分运动的情况，求合运动的情况叫做运动的合成 已知合运动的情况，求分运动的情况叫做运动的分解 . 遵循的原则： 平行四边形定则 CHENZHS 014.山东泰安市第一轮质量检测1 1一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内 （ ） A速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改 变 B速度一定在不断地改变，加速度可以不变 C速度可以不变，加速度一定不断地改变 D速度可以不变，加速度也可以不变 B CHENZHS 022.福州三中学年第三次月考1 2关于运动物体的轨迹与所受合外力的关系，下 列叙述中正确的有：（ ） A受恒力作用的物体一定作直线运动； B做曲线运动的物体一定受变力作用； C做曲线运动的物体，所受合外力必不为零； D受变力作用的物体，一定做曲线运动。 C CHENZHS 023.中山市华侨中学第三次模考卷1 3在地面上观观察下列物体的运动动，其中物体做曲线线 运动动的是 （ ） A向东东运动动的质质点受到一个向西的力的作用 B正在竖竖直上升的气球突然遭遇一阵阵北风风 C河水匀速流动动，正在河里匀速驶驶向对对岸的汽艇 D在以速度v行驶驶的列车车上，以相对对列车车的速度v水 平向前抛出的一个小球 B D CHENZHS 028.上海普陀区期末调研试卷 2 4、一个物体在几个共点力的作用下，保持平衡状 态，如果撤去其中一个力F1，而其余力保持不变, 关于该物体的运动，下列说法中正确的是：（ ） A、可能沿着F1的方向做匀变速直线运动 B、可能沿着F1的反方向做匀变速直线运动 C、可能做匀变速曲线运动 D、可能做匀速圆周运动 A B C CHENZHS 001.南京师大物理之友力学 综合(一) 1 5. 一质点以一定的速度通过P点时，开始受到一个恒 力F的作用，则此后该质点的运动轨迹可能是图中的 （ ） A a B b C c Dd P a d c b 分析：物体做匀速圆周运动时，所受的合 外力方向时刻改变，不是恒力，A错。 恒力与速度v在一条直线上时，物体做 匀变速直线运动，C对。 恒力与速度v垂直时，物体做类平抛运动，B对。 恒力与速度v既不垂直又不在一直线时， 物体做类斜抛运动，D对。 B C D CHENZHS 6、如图图所示，甲、乙两同学从河中O点出发发 ，分别别沿直线线游到A点和B点后，立即沿原路 线线返回到O点，OA、OB分别别与水流方向平行 和垂直，且OAOB。若水流速度不变变，两人 在靜水中游速相等，则则他们们所用时间时间 t甲、t乙 的大小关系为为（ ） At甲t乙 Bt甲t乙 Ct甲t乙 D无法确定 CHENZHS 分析：设两同学在静水中的游速为 ，水流速度 为 则 甲来回所用的时间为 乙的实际速度为 其过河时间为 因为 故 C项正确。 CHENZHS 7、一个半径为为R的半圆圆柱体沿水平方向向右以速 度V0匀速运动动。在半圆圆柱体上搁搁置一根竖竖直杆 ，此杆只能沿竖竖直方向运动动，如图图所示。当杆与 半圆圆柱体接触点P与柱心的连线连线 与竖竖直方向的夹夹 角为为，求竖竖直杆运动动的速度。( ) A、 B、 C、 D、 B CHENZHS 平抛运动 第二课时 CHENZHS 一、平抛运动基础概念与规律 1：运动特点： 匀变速曲线运动 2、平抛运动的处理方法 ： 3、平抛运动的规律 ： a、只受重力； b、初速度与重力垂直 平抛运动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。水平方向和竖直方向的两 个分运动既具有独立性，又具有等时性 以物体的出发点为原点，沿水平 和竖直方向建立坐标系 。 ax=0 ay=g 水平方向 vx=v0 竖直方向 vy=gt x=v0t y= gt2 (1) CHENZHS v0 x y s vx v vy d 合位移： s = 方向： tan= 合速度 方向 ： tan= 两个重要三角形： 两个有用的推论 CHENZHS 1 . 运 动 时 间 和 射 程 ： 水 平 方 向 和 竖 直 方 向 的 两 个 分 运 动 既 具 有 独 立 性 ， 又 具 有 等 时 性 . 所 以 运 动 时 间 为 , 即 运 动 时 间 由 高 度 h 惟 一 决 定 ， 而 射 程 为 ， 即 由 v 0 、 t 共 同 决 定 . 结论总结: CHENZHS 2.t时间内速度改变量相等，即v=gt, v 方向是竖直向下的.说明平抛运动是匀变速直线 运动. 结论总结: CHENZHS 【例1】如图在倾角为的斜面顶端A处以速度V0水平 抛出一小球，落在斜面上的某一点B处，设空气阻力 不计，求： （1）小球从A运动到B处所需的时间； （2）从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的 距离达到最大？ A v0 B CHENZHS 【例2】 ：（方格问题）平抛小球的闪光照片如图。 已知方格边长a和闪光照相的频闪间隔T，求：v0、 g、vc A B C D E A点是平抛运动的抛出点吗？ 解：水平方向： 竖直方向： 先求C点的水平分速度vx和竖直分速 度vy，再求合速度vC： CHENZHS 【例3】作平抛运动动的物体，在落地前的最后1s内，其 速度方向由跟竖竖直方向成600角变为变为 跟竖竖直方向成450 角，求:物体抛出时时的速度和高度分别别是多少？ 解析一:设平抛运动的初速度为v0，运动时间为t，则经过（t一1）s 时vyg（t一1）， tan300 经过ts时：vygt，tan450 , 得 V0=gt/tan45023.2 m/s.Hgt227. 5 m. 解析二：此题如果用推论解题更简单 Vgt=9. 8m/s.又有V0cot450一v0cot600=V，解得V0=23. 2 m/s， H=vy2/2g27. 5 m. CHENZHS 【例4】 ：（类平抛运动）如图所示，光滑斜面长 为a，宽为b，倾角为。一物块沿斜面上方顶点P 水平射入，而从右下方顶点Q离开斜面，求物块 入射的初速度为多少？ 解析：在沿斜面向下方向： mgsin=ma agsin 水平方向的位移 s= v0t = a 沿斜面向下的位移 CHENZHS 练习题 1、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是 ( ) 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 A CHENZHS 2.在同一平台上的O点抛出的3个物体,做平抛运 动的轨迹如图所示,则3个物体做平抛运动的初 速度vA、vB、vC的关系和3个物体做平抛运动的 时间tA、tB、tC的关系分别是（ ） A.vAvBvC tAtBtC B.vA=vB=vC tA=tB=tC C.vAtBtC D.vAvBvC tA 向心运动 CHENZHS 1、关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速 度、周期的关系，下列说法中正确的是（ ） A.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度小的周期一定大 D 2、一个做匀速圆周运动的物体正确说法是 A.周期和转速都改变 B.转速的国际单位是rad/min C.速度的大小改变，方向不变 D.速度的大小不变，方向改变 D CHENZHS 3.下列关于甲乙两个做圆周运动的物体的有关说法 不正确的是 A.它们线速度相等，角速度一定相 等 B.它们角速度相等，线速度一定也相等 C.它们周期相等，角速度一定也相等 D.它们周期相等，线速度一定也相等 ABD CHENZHS 4、如图所示，水平轨道AM与竖立放置的半圆形轨 道平滑相接，圆弧轨道半径R=0.4m，在水平轨道上 小球以某一速度v从M点经圆弧运动到Q点时，速度 的大小为4m/s，求小球经Q点前、后的加速度。 答案：前：40m/s 方向竖直向下； 后：10m/s 方向竖直向下。 CHENZHS 5、当汽车车通过过拱桥顶桥顶 点的速度为为10 m/s2时时 ，车对桥顶车对桥顶 的压压力为车为车 重的3/4，如果要使汽 车车在粗糙的桥桥面行驶驶至桥顶时桥顶时 ，不受摩擦力 作用，则则汽车车通过桥顶过桥顶 的速度应为应为 （ ） A15 m/s B20 m/s C25 m/s D30 m/s B CHENZHS 6、铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的弯 道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计 不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率 下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径 r及与之对应的轨道的高度差h 弯道半径r/m 660 330 220 165 132 110 内外轨轨高度差 h/mm 50100150200250300 （1）根据表中数据，试导出h和r关系的表达式，并求出 当r=440m时，h的设计值； CHENZHS （2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全 ，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国 铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm，结合表中数据 ，算出我国火车的转弯速率v（以km/h为单位，结果取 整数；路轨倾角很小时，正切值按正弦值处理） （3）随着人们生活节奏加快，对交通运输的快捷提出 了更高的要求为了提高运输力，国家对铁路不断进行 提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高请根据上述 计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施 ？ 解：（1）分析表中数据可得，每组的h与r之乘积均 等于常数C=660m50103m=33m2（1分） CHENZHS 因此 hr=33（或h=33）（2分） 当r=440m时，有： =0.075m=75mm （2分） （2）转弯中，当内外轨对车轮没有侧向压力时，火车的 受力如图所示由牛顿第二定律得： （2分 ） 因为很小，有： （2分） 得 ： 代入数据得：v=15m/s=54km/h（1分） （3）有效措施有：a适当增大内外轨的高度差h； b适当增大铁路弯道的轨道半径r（3分） CHENZHS 1如图图所示，将一根光滑的细细金属棒折成V形 ，顶顶角为为2，其对对称轴竖轴竖 直，在其中一边边套上 一个质质量为为m的小金属环环P. （1）若固定V形细细金属棒，小金属环环P从距离顶顶 点O为为 x的A点处处由静止自由滑下，则则小金属环环 由静止下滑至顶顶点O点时时需多少时间时间 ？ （2）若小金属环环P随V形细细金属 棒绕绕其对对称轴轴以每秒n转转匀速转转 动时动时 ，则则小金属环环离对对称轴轴的距 离为为多少？ 六、综合计算题 CHENZHS 解析：（1）设设小环环沿棒运动动的加速度为为a，由 牛顿顿第二定律得 由运动学公式得 由式得小环运动的时间 （2）设小环离对称轴的距离为r，由牛顿第二定 律得 由式得 CHENZHS 2如图图所示，半径R=2m的四分之一粗糙圆圆弧 轨轨道AB置于竖竖直平面内，轨轨道的B端切线线水平 ，且距水平地面高度为为h=1.25m，现现将一质质量 m=0.2kg的小滑块块从A点由静止释释放，滑块块沿圆圆 弧轨轨道运动动至B点以=5m/s的速度水平飞飞出(g取 10ms2)求： (1)小滑块经过块经过 B点时对圆轨时对圆轨 道的压压力大小。 (2)小滑块块着地时时速度的大小和方向。 CHENZHS 解析：(1) 小滑块经过块经过 B点时时由牛顿顿第二定律得： 解得：FN=4.5N (2)小球离开圆圆弧后做平抛运动动 t=0.5s 由 即 得 落地时竖直分速度 落地时速度大小 设设落地时时速度方向与水平方向夹夹角为为，则则有 CHENZHS 3、如图所示，一玩溜冰的小孩（可视作质点）质量为 m=30kg，他在左侧水平平台上滑行一段距离后平抛，恰 能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并 沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平. 已知从D 点以vD=5m/s的速度向右滑动，经 t=0.5s 到达E点，圆弧 半径为R=1.0m，对应圆心角为=106，平台与AB连线的 高度差为h=0.8m. 小孩到达圆轨道O点时速度的大 小为 （计算中取g=10m/s2，sin53=0.8， cos53=0.6）求： （1）小孩平抛的初速度和小孩溜冰与平台DE的摩擦因数 （2）小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力.