专题曲线运动和天体运动..ppt

专题三 曲线运动 第一节曲线运动 一 曲线运动的特点及条件 特点 1 运动方向时刻改变 是变速运动 2 质点的速度方向沿轨道的切线方向 条件 有初速度和加速度 且初速度与加速度 合外力 方向不在同一直线上 平行四边形法则 二 运动的合成与分解 运动的合成与分解要注意 和 等时性 独立性 两种典型的模型 1 小船过河问题 1 最短时间过河 2 滑轮小船问题 2 最短位移过河 一般只涉及V船 V水情况 特征 只受重力 初速度沿水平方向 规律 水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动 匀变速曲线运动a g 水平分运动 水平位移 x vot水平分速度 vx vo 竖直分运动 竖直位移 y gt2 竖直分速度 vy gt 合位移S 合速度V 三 平抛运动规律及应用 1特征 轨迹为圆 速率不变 方向时刻改变的变速运动 2线速度 大小 V 单位 m s 方向 圆上各点的切线方向 3角速度 大小 单位 rad s 4周期与频率的关系 T 1 f 1 n n为转速单位 r s 5线速度与角速度的关系 v R 同轴转动 齿轮传动 皮带轮传动时角速度与线速度的关系 四 匀速圆周运动 6向心加速度 向心力 向心加速度 大小 a 方向 时刻指向圆心 向心力 作用 使物体做圆周运动 只改变速度方向 不改变速度大小 来源 一个力或几个力的合力 或某一个力的分力 是效果力 方向 F向 v 指向圆心 大小 注意 1 由于方向时刻在变 所以匀速圆周运动是瞬时加速度的方向不断改变的变加速运动 2 做匀速圆周运动的物体 向心力方向总指向圆心 是一个变力 3 做匀速圆周运动的物体受到的合外力就是充当向心力 总结 匀速圆周运动解题步骤 1 明确研究对象2 受力分析3 确定 圆轨道平面和圆心 4 明确 向心力来源 5 根据牛顿运动定律列方程求解 常见的水平面内匀速圆周运动 1 下列说法中正确的是 A 做匀速圆周运动的物体没有加速度B 做匀速圆周运动的物体所受合外力为零C 做匀速圆周运动的物体加速度的大小是不变的D 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态 C 五 竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动 中学物理中只研究物体在最高点与最低点的两种情况 主要有以下两种类型 线和环模型 杆和管模型 以上两种类型在最低点的情况相同 F拉 mg mv2 r或FN mg mv2 r 常见的竖直平面内的圆周运动 六 离心运动 做匀速圆周运动的物体 在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下 物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动 离心的条件是什么 第二节万有引力与航天 1 开普勒第一定律 椭圆定律 所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆 太阳处在所有椭圆的一个焦点上 2 开普勒第二定律 面积定律 对于每一个行星而言 太阳和行星的联线在相等的时间内扫过相等的面积 3 开普勒第三定律 周期定律 所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 一 开普勒定律 K是与行星无关的常量但与中心天体质量有关 2a 1 公式G为引力常量 G 6 67 10 11N m2 kg2引力常量是在牛顿发现万有引力定律一百多年后由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置测出的 2 适用条件定律适用于计算两个可以视作质点的物体之间的万有引力 例如两个相距很远的天体等 均匀球体可视为质点 r是两球心间的距离 二 万有引力定律 牛顿发现 方向 两物体中心连线上 地球表面附近g的变化规律 精确地 g随纬度的增大而增大 g随高度的增大而减小 O 重力是万有引力的一个分力 三 解决天体运动的两条思路 1 地面 或某天体表面 的物体的重力近似等于万有引力g 天体表面的重力加速度 为天体的半径 2 环绕模型 万有引力提供向心力 求中心天体质量 mg G 四 人造地球卫星 离地面越高 向心加速度越小 线速度越小 角速度越小 周期越大 1 所有卫星做圆周运动的圆心 地心 2 在轨道上运动的卫星 卫星上的人或物 完全失重 天平 一般气压计等无法使用 弹簧测力计无法用来称物重 五 宇宙航行 一 宇宙速度1 第一宇宙速度 环绕速度 v1 7 9km s2 第二宇宙速度 脱离速度 v2 11 2km s3 第三宇宙速度 逃逸速度 v3 16 7km s发射人造地球卫星速度范围 7 9km s v 11 2km s人造地球卫星运行速度范围 小于等于7 9km s二 同步卫星 相对于地面静止的 和地球自转具有同周期的卫星 1 周期T 24h2 卫星轨道平面与地球赤道平面重合