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    第五章曲线运动复习(好)精品教育.ppt

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    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=2.0104kg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3.0105N,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=1105N,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=m42rn2得:FN=137.75N 方向:竖直向下,(2)由FN+mg=m42rn2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 6.671011 Nm2kg2)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1/4B、卫星的角速度减小到原来的1/2C、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1/2C、根据公式可知,地球提供的向心力将减小到原来的1/4D、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,T1T2Bv1v2,T1T2Cv1v2,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(),

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