2019年第五章_曲线运动复习(好)精品教育.ppt

曲线运动,1、曲线运动的特点: 轨迹是曲线;运动方向时刻在改变;是 ；一定具有加速度， 。,3、曲线运动的条件：运动物体所受合外力方向跟它的速度方向 。,2、做曲线运动的物体在某点速度方向是曲线在该点的 。,变速运动,合外力不为零,切线方向,不在同一直线上,4、物体曲线运动的轨迹应在合力F与速度v方向之间，并且合力F指向 。,轨迹的内侧,1、速度变化的运动必是曲线运动吗？ 2、加速度变化的运动必是曲线运动吗？ 3、曲线运动一定是变速运动？ 4、变速运动一定是曲线运动？ 5、曲线运动的速度一定变？ 6、做曲线运动的物体所受合力一定不为零？ 7、物体在恒力下不可能做曲线运动? 8、物体在变力作用下一定做曲线运动？ 9、加速度恒定的运动不可能是曲线运动？,错,错,错,错,错,错,对,对,对,练习1,如图所示,物体在恒力的作用下沿曲线从A运动到B,此时突然使力反向,物体的运动情况是( ) A、物体可能沿曲线Ba运动 B、物体可能沿直线Bb运动 C、物体可能沿曲线Bc运动 D、物体可能沿曲线B返回A,C,练习2,运动的合成与分解,1、合运动：物体 ；,3、特点：,4、原则：,运动的合成是惟一的，而运动的分解不是惟一的，通常按运动所产生的实际效果分解。,分运动：物体同时参与合成的运动的运动。,独立性、等时性、等效性、矢量性,平行四边形定则或三角形定则,实际的运动,2、实质：运动的合成与分解是指 的合成与分解。,a、v、x,判断合运动的性质,判断两个直线运动的合运动的性质,直线运动还是曲线运动？,匀变速运动还是变加速运动？,合力的方向或加速度的方向与合速度的方向是否同一直线,合力或加速度是否恒定,判断：1、两个匀速直线运动的合运动? 2、一个匀速直线运动与一个匀加速直线运动的合运动？ 3、两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动? 4、两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动?,Made by Liven,实例1：小船渡河,当v船 垂直于河岸;,v船v水,v船v水,最短渡河位移,最短渡河时间,河宽d100m，水流速度v1=3m/s，船在静水中的速度是v24m/s.求 （1）欲使船渡河时间最短，船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？ （2）欲使船渡河距离最短，船应怎样渡河？渡河时间多长？,练习3,分析:(1)垂直于河岸；t=25s；x=125m。 （2）cos=3/4；,实例2：绳滑轮,?,沿绳方向的伸长或收缩运动,垂直于绳方向的旋转运动,注意：沿绳的方向上各点的速度大小相等,如图所示，湖中有一小船，岸上人用绳子跨过一高处的滑轮拉船靠岸，当绳子以速度v通过滑轮时，问： (1)船运动的速度比v大还是小？ (2)保持绳子速度v不变，船是否作匀速运动？,练习4,抛体运动,1、条件： 具有 ； 。,2、性质：,3、处理方法：,分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的匀变速直线运动。,匀变速运动,一定的初速度,只受重力,平抛运动,3、处理方法：,2、性质：,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。,匀变速曲线运动,1、条件： 具有 ； 。,水平的初速度,只受重力,平抛运动,O,x = v0 t,vx = v0,vygt,决定平抛运动在空中的飞行时间与水平位移的因素分别是什么？,速度方向的反向延长线与水平位移的交点 O有什么特点？,一架飞机水平匀速飞行，从飞机上每隔1秒释放一个铁球，先后释放4个，若不计空气阻力，则4个球（ ） A、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点是等间距的 B、在空中任何时刻总是排成抛物线，它们的落地点不是等间距的 C、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是等间距的 D、在空中任何时刻总在飞机的正下方排成竖直的直线，它们的落地点是不等间距的,练习5,C,炮台高出海面45m，水平射出一个以36km/h的速度沿射击方向逃离的敌舰，如果炮弹的出口速度是610m/s（不计阻力），问敌舰距我炮台多远时开炮才能命中？,练习6,分析：1800m,如图所示，小球从倾角为37°的斜面底端的正上方以15m/s的速度水平抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上，求： (1)小球在空中飞行时间； (2)抛出点距斜面底端的高度,练习7,如图所示，两斜面的倾角分别为37o和53o，在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出，小球都落在斜面上，若不计空气阻力，则A、B两小球运动时间之比为 。,练习8,练习9,如图为平抛运动轨迹的一部分，已知条件如图所示。 求v0 和 vb 。,匀速圆周运动,v = r,1、描述圆周运动快慢的物理量：,线速度v 、角速度 、转速n 、周期T,2、匀速圆周运动的特点及性质,变加速曲线运动,线速度的大小不变,匀速圆周运动,3、两个有用的结论：,皮带上及轮子边缘上各点的线速度相同,同一轮上各点的角速度相同,如图所示，甲轮和乙轮半径之比是21，A，B两点分别为甲乙两轮的边缘上的点，C点在甲轮上，它到转轴的距离是甲轮半径的1/4，甲轮以角速度转动，皮带不打滑， 求A，B，C三点的: (1)线速度大小之比； (2)角速度大小之比； (3)向心加速度大小之比,练习11,分析：,向心加速度和向心力,1、方向：,2、物理意义：,3、向心加速度的大小：,3、向心力的大小：,4、向心力的来源：,匀速圆周运动：合力充当向心力,向心加速度,向心力,始终指向圆心,描述线速度方向变化的快慢,1、方向：,始终指向圆心,沿半径方向的合力,2、作用：,只改变速度的方向，不改变速度的大小,几种常见的匀速圆周运动,火车转弯,圆锥摆,转盘,滚筒,（4）解方程，对结果进行必要的讨论。,运用向心力公式解题的步骤：,（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。,（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。,（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。,几种常见的圆周运动,圆台筒,汽车过桥,（4）解方程，对结果进行必要的讨论。,运用向心力公式解题的步骤：,（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。,（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。,（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。,八、竖直面内的变速圆周运动,G,T1,G,T2,1）最低点,2）最高点,讨论：,当T2=0时，最高点的 速度最小，最小值为：,1、轻绳连接小球,2、轻杆连接小球,1）最低点,2）最高点,杆受拉时,杆受压时,2如图所示，长为l的轻杆，一端固定一个小球；另一端固定在光滑的水平轴上，使小球在竖直平面内做圆周运动，小球过最高点时速度为v，下列叙述中不正确的是： （ ）,Av的值可以小于 B当v由零逐渐增大时，小球在最高点所需向心力也逐渐增大 C当v由值逐渐增大时，杆对小球的弹力逐渐增大 D当v由值逐渐减小时，杆对小球的弹力逐渐减小,D,3、长为L的细线，拴一质量为m的小球，一端固定于O点。让其在水平面内做匀速圆周运动(这种运动通常称为圆锥摆运动)，如图所示。当摆线L与竖直方向的夹角是,(1) 线的拉力F； (2) 小球运动的线速度的大小；,质量为1000kg的汽车驶过一座拱桥，已知桥面的圆弧半径是90m，g =10m/s2，求： （1）汽车以15m/s的速度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力？ （2）汽车以多大速度驶过桥顶时，汽车对桥面压力为零？,3.如图6-68所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，轨道半径为R，小球在轨道的最高点对轨道的压力恰好等于零，问： 小球离开轨道到落地过程中的水平位移为多少？ 小球落地时的速度大小为多少？,如图所示，质量 m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m。如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则： （1）汽车允许的最大速率是多少？ （2）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多大？（g取10m/s2）,练习12,分析：,v=10m/s,N=1×105N,练习13,长为0.5m的轻杆（不计质量），OA绕O点在竖直平面内做圆周运动，A端连着一个质量为m2kg的小球。求在下述的两种情况下，通过最高点时物体对杆的作用力的大小和方向。 (1)杆做匀速圆周运动的转速为2.0r/s； (2)杆做匀速圆周运动的转速为1.0r/s； (3)若杆改成绳，将会怎样?,分析：,(1)由FN+mg=m·42rn2得：FN=137.75N 方向：竖直向下,(2)由FN+mg=m·42rn2得：FN=19.44N 方向：竖直向下,（3）一样,飞机在竖直平面内做半径为400m的匀速圆周运动，其速率是150ms，飞行员的质量为80kg，取g10m/s2，求 （1）飞机在轨道最高点飞行员头朝下时，座椅对飞行员压力的大小及方向； （2）飞机在最低点飞行员头朝上时，飞行员对座椅的压力大小及方向。,练习14,分析：,FN=3700N,方向：竖直向下,FN=5300N,方向：竖直向下,雨伞伞面的半径为r，离地面高为h，雨伞柄以角速度旋转，使雨滴自边缘甩出落于地面成一大圆圈，求此圆圈的半径,练习15,分析：,离心运动与向心运动,离心运动：0 F合Fn,供需,匀速圆周运动：F合= Fn,供=需,向心运动：F合Fn,供需,注意：这里的F合为沿着半径（指向圆心）的合力,第六章 万有引力定律复习,知识点梳理 一、开普勒行星运动定律 二、万有引力定律： 三、万有引力理论在天文学上应用的两个方面 四、人造卫星与宇宙航行、同步卫星,行星的运动,行星运动定律,1、第一定律（轨道定律）,2、第二定律（面积定律）,3、第三定律（周期定律） R 3/ T2 =k （K是一个只与中心天体质量有关的物理量）,练习1：下列关于表达式 的说法中正确的是：( ) A、k是一个普适恒量，对于绕行星运动的卫星和绕太阳运动的行星都是相同的 B、k是一个对于绕太阳运动的不同行星有不同数值的常数 C、k是一个对于绕太阳运动的不同行星有相同数值的常数，且该常数只跟太阳质量有关 D、对于绕地球运动的不同的卫星，k的数值也是相同的，但此k值只跟地球质量有关,练习,万有引力定律（牛顿） 自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比。,（G 6.67×1011 N·m2kg2） 卡文迪许,适用条件： 两个质点 两个质量分布均匀球体,一、计算物体m在天体M(如地球)表面基本思路,受到的重力等于万有引力,练习,6、据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星， 其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量 为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。 由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为（ ） A、0.5 B、2 C、3.2 D、4,练习,7、1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号 小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km。 若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体， 小行星密度与地球相同。已知地球半径6400km，地球 表面重力加速度为g。这个小行星表面的重力 加速度为（ ） A. 400g B. C. 20g D.,二、已知环绕天体计算天体质量的基本思路(2),例如：已知太阳的某行星的公转周期T、轨道半径r，能不能由此求出太阳的质量M？,将行星(或卫星)的运动 看成是匀速圆周运动， 万有引力等于向心力.,注意：只可求出中心天体的质量M， 求不出环绕体的质量m。,行星或卫星的线速度v、角速度、周期T 与其轨道半径r的关系,定性结论：r越大，an、v、越小，T越大。,练习,10、人造卫星绕地球做圆周运动，假如卫星线速度 减小为原来的1/2，卫星仍做圆周运动，则（ ） A、卫星的向心加速度减小到原来的1/4 B、卫星的角速度减小到原来的1/2 C、卫星的周期增大到原来的8倍 D、卫星的周期增大原来的2倍,练习,11、已知地球半径为R，地面重力加速度为g， 一颗离地面高度为R的人造地球卫星做匀速 圆周运动，则可知（ ） A卫星的加速度大小为 B卫星的角速度为 C卫星的周期为 D卫星的线速度大小为,练习,14、假如一做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径 增大到原来的2倍后仍做匀速圆周运动，则：（ ） A、根据公式可知，卫星运动的线速度将增大 到原来的2倍 B、根据公式可知，卫星所需的向心力将减小 到原来的1/2 C、根据公式可知，地球提供的向心力将减小 到原来的1/4 D、根据上述B和C中给出的公式可知，卫星 运动的线速度将减小到原来的,运行速度： 指卫星在轨道上绕 地球转动时的线速度,发射速度： 指被发射 物体离开地面时的速 度。（物体被发射后， 不再受到推力，完全 凭借惯性向前运动。）,总结：,第二宇宙速度,第一宇宙速度,第三宇宙速度,物体落回地面,物体在地面附近绕地 球做匀速圆周运动,物体绕地球运转，运 动轨迹是椭圆。,物体绕太阳运动,物体飞出太阳系,四、行星或卫星的线速度v、角速度、周期T 与其轨道半径r的关系,定性结论：r越大，an、v、越小，T越大。,r越大，运行速度越小。,r越大，发射速度越大 r越小，发射速度越小 rR时，发射速度最小,结论：7.9km/s是小的发射速度，同时，也是最大的环绕速度。,练习,17：已知地球的半径为R，自转的角速度为， 地球表面的重力加速度为g，试求地球同步卫星 正常运动时离地面的高度。,一、计算物体m在天体M(如地球)表面基本思路,基础知识回顾,受到的重力等于万有引力,黄金代换,M地球质量 g地表重力加速度,二、已知环绕天体计算天体质量的基本思路(2),万有引力等于向心力,行星或卫星的线速度v、角速度、周期T 与其轨道半径r的关系,定性结论：r越大，an、v、越小，T越大。,r越大，运行速度越小。,r越大，发射速度越大 r越小，发射速度越小 rR时，发射速度最小,结论：7.9km/s是小的发射速度，同时，也是最大的环绕速度。,离心运动,向心运动,物体落回地面,物体在地面附近绕地 球做匀速圆周运动,物体绕地球运转，运 动轨迹是椭圆。,卫 星 变 轨,卫星绕天体稳定运行时，万有引力提供了卫星做圆周运动的向记力。或由于某种原因，其速度突然变化，则卫星会做向心运动或离心运动。在变轨处，运动速度 ，加速度 （填变或不变）。在变轨处，若速度增大，则做 ，若速度减小，则做 。,卫 星 变 轨,练习,20、一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来 的线速度是v1，周期是T1，假设在某时刻它向后 喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动， 运动的线速度是v2，周期是T2，则（ ） Av1v2，T1T2 Bv1v2，T1T2 Cv1v2，T1T2 Dv1v2，T1T2,练习,21、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1， 然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将 卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相 切于P点（如图），则卫星分别在1、2、3轨道上正常运 行时，以下说法正确的是（ ） A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度 大于它在轨道2上经过Q点的加速度 D卫星在轨道2上经过P点时的加速度 等于它在轨道3上经过P点的加速度,练习,18：同步卫星离地心距离为r，运动速度为v1， 加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转 的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球 半径为R，则以下正确的是：（ ）,双星问题,双星问题的特点是：相互的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，且二者有共同的角速度和周期，二者的轨道半径之和是二者之间的距离。解题时要注意，双星各自的轨道半径与它们之间的距离不相同。,练习,22、宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以 两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至 于因万有引力的作用而吸引到一起。设二者的质量分 别为m1和m2，二者相距为L，求： （1）双星的轨道半径之比； （2）双星的线速度之比； （3）双星的角速度之比；,练习,23：某球状行星具有均匀的密度，若在赤道上随行星 一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星 自转周期为（万有引力常量为G）：（ ）,练习,24：一宇航员为了估测一星球的质量，他在该星球的 表面做自由落体实验：让小球在离地面h高处自由下 落，他测出经时间t小球落地，又已知该星球的半径 为R，试估算该星球的质量。,练习,25：在某星球表面以初速度v竖直向上抛出一个物体， 它上升的最大高度为H。已知该星球的半径为R， 求此星球上的第一宇宙速度。,练习,26：某行星运动一昼夜时间T6h，若用弹簧秤在 其“赤道”上比“两极”处测量同一物体重力时读数 小10（行星视为球体）。试求： （1）该行星的平均密度多大？ （2）设想该行星自转角速度加快到某一值时， 在“赤道”上的物体会“飘”起来，这时的自转周期是多少？,练习,28：（07天津）我国绕月探测工程的预先研究和工程 实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为 m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的 第一宇宙速度为，对应的环绕周期为， 则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的 速度和周期分别为（ ）,