浙江省温州市啸中学高一物理 5.5圆周运动复习1课件.ppt

第五章曲线运动复习课 曲线运动 曲线运动的条件 曲线运动的研究方法 运动的合成 运动的分解 主要是正交分解 典型的曲线运动模型 平抛运动 圆周运动 水平匀速圆周运动 竖直平面圆周运动 重点 难点 离心现象 只要求掌握最高点和最低点的分析 会分析实例 描述它的物理量v t an 及它所遵循的动力学规律fn man 重点 难点 一曲线运动的特点及条件 从运动学角度看 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 3 变速运动一定有加速度 从动力学角度看 曲线运动的条件 合外力方向 或加速度方向 跟速度方向不在同一条直线上 三种典型的曲线运动 1 平抛运动2 圆周运动3 离心现象 例1 下列关于曲线运动的描述中 正确的是 a 曲线运动可以是匀速运动b 曲线运动一定是变速运动c 曲线运动可以是匀变速运动d 曲线运动的加速度可能为零 bc 如何把复杂的曲线运动转变成简单的运动 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 等时性 合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等 独立性 一个物体可以同时参与几个不同的分运动 各个分运动独立进行 互不影响 典型的模型 小船过河问题 1 最短时间过河 2 最短位移过河 一般只涉及船速大于水速情况 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 tg 合速度v tg 三平抛运动规律及应用 例2 在水平地面上 有一小球a从某点以初速度va0 8m s向右匀加速直线运动 同时 在a球的正上方高h 20m处 另一小球b以水平速度vb 10m s向右抛出 球b落地时刚好砸在小球a上 不计空气阻力 g取10m s2 求 1 两小球相碰时 a球的位移的大小 2 球a的加速度 va 12m sa 2m s2 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 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 不变的物理量 角速度 周期改变的物理量 线速度 向心加速度 向心力 例5 如图所示装置中 三个轮的半径分别为r 2r 4r 求图中a b各点的线速度之比 角速度之比 a b c 线速度之比 1 2 角速度之比 2 1 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 向心力不做功 例6 一根长为0 5m的细绳 当它受到5n的拉力会被拉断 现在它的一端拴着一个质量为0 4 的小球 以另一端为中心 使小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动 问 1 绳子被拉断时 小球的角速度至少为多大 拉断绳子后的小球将做什么运动 2 若使物体在竖直平面内做圆周运动 当它经过最低点时能将绳子拉断的线速度至少是多少 拉断绳子后的小球将做什么运动 5rad s 匀速直线运动 v 1 12m s 平抛运动 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 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 时常与能量及动量相结合 中学物理中只研究物体在最高点与最低点的两种情况 1 如图 无支撑物的小球 绳子 在竖直平面内最高点情况 1 临界条件 小球达最高点时绳子的拉力 或轨道的弹力 刚好等于0 小球在最高点的向心力全部由重力来提供 这时有mg mv2min r 式中的vmin是小球通过最高点的最小速度 通常叫临界速度vmin 2 能通过最高点的条件 v vmin 3 不能通过最高点条件v vmin 以上两种类型在最低点的情况相同 常见的竖直平面内的圆周运动 f拉 mg mv2 r或fn mg mv2 r mg fn mv2 r 练习题1 一小球用长为l的细绳悬挂于o点 为使小球能绕o点在竖直面内做圆周运动 则小球的最低点处至少需要