高中物理 第五章 曲线运动本章整合同步配套课件 新人教版必修2.ppt

本章整合 本章知识可分为三部分 第一部分 曲线运动的基础知识 第二部分 平抛运动 第三部分 圆周运动 一 曲线运动的基础知识 二 平抛运动 三 圆周运动 一 二 一 平抛运动的特征和解题方法平抛运动是典型的匀变速曲线运动 它的动力学特征是水平方向有初速度而不受外力 竖直方向只受重力而无初速度 抓住了平抛运动这个初始条件 也就抓住了解题关键 现将常见的几种解题方法介绍如下 1 利用平抛运动的时间特点解题平抛运动可分解成水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动 只要抛出的时间相同 下落的高度和竖直分速度就相同 由以上结论可知 1 速度方向与水平方向的夹角的正切值是位移方向与水平方向夹角的正切值的两倍 2 速度的反方向的延长线与x轴的交点在处 一 二 2 利用平抛运动的偏转角解题设平抛运动的物体 下落高度为h 水平位移为x 速度va与初速度v0的夹角为 如图所示 将va反向延长与x相交于o点 oa d 则有 一 二 3 利用平抛运动的轨迹解题平抛运动的轨迹是一条抛物线 已知抛物线上的任一段 就可以求出水平初速度和抛出点 其他物理量也就迎刃而解了 如图为小球做平抛运动的某段轨迹 在轨迹上任取两点a和b 分别过a作竖直线 过b作水平线相交于c 然后过bc的中点作垂线交抛物线于e点 再过e点作水平线交ac于f点 小球经过ae段和eb段的时间相等 设时间为t 一 二 例1 在离地某一高度的同一位置 有a b两个小球 a球以va 3m s的速度水平向左抛出 同时b球以vb 4m s的速度水平向右抛出 试求出两个小球的速度方向垂直时 它们之间的距离为多大 g取9 8m s2 一 二 解析 如图所示 由于两个小球是以同一高度 同一时刻抛出 它们始终在同一水平位置上 且有vay vby gt 设va vb 的方向和竖直方向的夹角分别为 和 则vay vacot vby vbcot 90 vay 2 vay vby vavbcot cot vavb 答案 2 47m 一 二 二 圆周运动的临界问题1 水平面内的圆周运动的临界问题在这类问题中 要特别注意分析物体做圆周运动的向心力来源 考虑达到临界条件时物体所处的状态 即临界速度 临界角速度 然后分析该状态下物体的受力特点 结合圆周运动知识 列方程求解 常见情况有以下几种 1 与绳的弹力有关的圆周运动临界问题 2 因静摩擦力存在最值而产生的圆周运动临界问题 3 受弹簧等约束的匀速圆周运动临界问题 4 与斜面有关的圆周运动临界问题 一 二 例2 如图所示 水平转盘上放有一质量为m的物体 可视为质点 连接物体和转轴的绳子长为r 物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的 倍 转盘的角速度由零逐渐增大 求 1 绳子对物体的拉力为零时的最大角速度 一 二 一 二 2 竖直平面内的圆周运动的临界问题竖直平面内的圆周运动 往往是典型的变速圆周运动 对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题 中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况 在解答竖直面内的圆周运动问题时 对球在最高点的临界情况 要注意两类模型的区别 绳只能提供拉力 而杆既能提供拉力又能提供支持力 一 二 例3 如图所示 有一内壁光滑的试管装有质量为1g的小球 试管的开口端封闭后安装在水平轴o上 转动轴到管底小球的距离为5cm 让试管在竖直平面内做匀速转动 问 1 转动轴达某一转速时 试管底部受到小球的压力的最大值为最小值的3倍 此时角速度多大 2 当转动的角速度 10rad s时 管底对小球的作用力的最大值和最小值各是多少 g取10m s2 一 二 解析 1 转至最低点时 小球对管底压力最大 转至最高点时 小球对管底压力最小 最低点时管底对小球的支持力f1应是最高点时管底对小球支持力f2的3倍 即f1 3f2 根据牛顿第二定律有最低点 f1 mg mr 2 最高点 f2 mg mr 2 一 二 2 在最高点时 设小球不掉下来的最小角速度为 0 因为 10rad s 0 14 1rad s 故管底转到最高点时 小球已离开管底 因此管底对小球作用力的最小值为f 0 当