第五章 曲线运动知识结构图ppt课件.ppt
第五章 曲线运动知识结构图,曲线运动,运动合成与分解,抛体运动(曲线特例一),速度特点,运动规律(性质),做曲线运动条件,研究方法,化曲为直,合运动分运动,研究方法(建立直角坐标系),位移 速度 加速度 力 关系(平行四边形定则),性质:等时性 等效性 独立性,斜抛和平抛定义,研究方法和运动规律,位移,速度公式和影响因素,思想迁移,应用,经典问题,运动合成分解遵守原则,一,二,三,圆周运动(曲线特例二),描述圆周运动的物理量V,T,f,n,a向,F向定义特点,匀速圆周运动 定义,受力条件,相应公式,变速圆周运动定义,受力条件,特点,圆周运动实例,应用,汽车,火车转弯问题,拱凹桥,超失重问题,离心和向心运动,圆周运动经典问题,水流星轨道模型,轻杆 圆管模型,四,五,六,应用,七,物体运动规律条件分析,圆锥摆 圆锥模型,曲线运动,速度特点,运动规律(性质),做曲线运动条件,一,1,质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线切线方向,2,曲线运动是一种变速运动(速度方向时刻变化),3,合力的方向(加速度的方向)与物体速度方向不在共线,我们只看速度方向与合力(或加速度)方向关系不看二者大小关系。,4 物体曲线运动弯曲反向:,轨迹弯曲偏向 受力的一侧,右侧两图速度是增大还是减小?,合运动分运动,研究方法(建立直角坐标系),位移 速度 加速度 力 关系(平行四边形定则),运动合成与分解,二,1,分运动(水平运动)(竖直运动),合运动(蜡块实际的运动),运动的合成,运动的分解,平行四边形定则,2,注意:水平和竖直都是匀速直线运动,合运动是匀速直线 运动(速度与位移同向) 水平是匀速直线 竖直是初速度为零的匀加速直线运动合成轨迹如何?,经典问题,性质:等时性 等效性 独立性,3,运动合成与分解遵守原则,(1)合运动与分运动所用时间相同,(2)两个分运动的共同运动效果和一个合运动的运动效果相同,(3)两个分运动是相互独立的,互相不影响。,4,5,(1)小船过河问题,(2)拉伸转动 问题,问题1 : 当V船V水 时和V船V水时 (1)最短时间过河 (2)最短位移过河,一个绳子(速度V1)连接一个实际运动的物体(V2)物体匀速,求:绳子速度和运动物体速度的关系?,斜抛和平抛定义,研究方法和运动规律,位移,速度公式和影响因素,三 抛体运动,1,2,斜抛: (1)初速度倾斜 (2)只受重力作用,平抛:,(1)初速度水平,(2)只受重力作用,近似处理:当 Gf(重力远远大于阻力时候可以看成抛体运动),规律:各种抛体运动都是匀变速运动(a=g) 匀变速直线:竖直上抛,竖直下抛运动(v向与g共线)匀变速曲线:平抛,斜抛,斜下抛等等(v向与g不共线),平抛研究方法:(建立坐标系)画曲为直 (把上一节运动的分解运动到这里),水平方向: 匀速直线运动 竖直方向: 竖直方向自由落体运动 (V0=0,a=g),3,X,y,(速度方向与x轴交点为水平位移中点),4,5典型问题,(已知位移关系来接求解剩余关系),描述圆周运动的物理量V,T,f,n,a向,F向定义特点,四 圆周运动,1,f=1/T,线速度方向沿着轨迹切线,角速度是矢量。,V=R,向心力:圆周运动中改变物体速度方向的力。 (下文详述)向心加速度:向心力产生的加速度,注意: (1)同一个转轴上的物体角速度相同,(2)同一个皮带上的质点(或靠摩擦传动的两个轮子) 线速度大小一定相同.,例题如果RA:RB:RC=2:1:1求:ABC,线速度之比?角速度之比?,例题 地球平均半径为6.4103km,物体位于北纬60度的质点求:角速度多大? 线速度多大?,匀速圆周运动 定义,受力条件,相应公式,2,(1)匀速圆周运动:质点在任意相等时间内通过的弧长相等。匀速指的是速率。,(2)受力条件:质点所受合力大小不变,方向始终指向圆心,匀速圆周运动是变速运动,有加速度。,变速圆周运动定义,受力条件,特点,3,对于匀速圆周运动:,(1) 合力大小不变 方向 始终指向圆心 与速度垂直作用是改变速度的方向,变速圆周运动中,(2)合力大小方向都变 方向不指向圆心与速度不垂直切向分力: 改变速度大小法向分力:(提供向心力)改变速度方向,在圆周运动中速度与合力方向关系如何?,合力与速度方向成锐角 是加速圆周运动合力与速度方向成钝角是减速圆周运动,V,V,O,汽车,火车转弯问题,五圆周运动实例分析,1,(1)汽车匀速转弯请分析汽车所受向心力来源?(2)汽车质量为m,,转弯半径为R,求安全行驶速度?(3) 已经m,,R,路面倾角为,求安全行驶速度?,B 火车转弯问题(火车匀速通过)不计摩擦,火车的拐弯处轨道面倾角为两轨道间距为L,两轨高度差为h,转弯半径为R,重力加速度g求: (1)火车不挤压内外轨道速度?,(2)火车挤压内轨条件?(3)火车挤压外轨条件?,A 汽车转弯问题(汽车匀速转弯),在以上问题中如果互动摩擦因数为 ,则火车不挤压内外轨道条件?,拱凹桥,超失重问题,离心运动和向心运动,2,A,B,C,汽车以相同的速度通过以上ABC三点,在那点最容易爆胎?,如果在c点速度足够大将出现什么现象?,3,水流星(单摆)轨道模型,轻杆 圆管模型,圆锥摆 圆锥模型,六 圆周运动经典问题分析,1,2,(1)要想做完整的圆周运动,在最高点的最小速度多大?(2)要想做完整的圆周运动在最低点速度多大?已知 R,g,(1)要想做完整的圆周运动,在最高点 的最小速度多大?(2)要想做完整的圆周运动在最低点速度 多大?已知 R,g,4,(1)A,B不同个轨道区别?(2)求周期(已知 L,g)(3)分析临界角速度?(已知,L),细绳一端系着质量为M=0.6kg 的物体,静止在水平圆盘上,另一端通过光滑的小孔吊着质量为m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔的距离为0.2m,并已知M与圆盘的最大静摩擦力为2N,现使此圆盘绕中心轴线转动,问角速度在什么范围内可使m处于静止状态?(取g10m/s2),5 临界问题,如图所示,匀速转动的水平圆盘上,沿半径方向两个用细线相连小物体A、B的质量均为m,它们到转轴距离分别为20cm,。A、B与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍试求:(1)当细线上开始出现张力时,圆盘的角速度。 (2)当A开始滑动时,圆盘的角速度。 (3)当即将滑动时,烧断细线,A、B状态如何?,光滑水平上一绳连接两个物体用轻绳子连接两个小球A,B如图,质量分别为m,距离分别为L,转动角速度为,绳子承受最大拉力为Fm求:(1) OA,AB段绳子拉力之比? (2)转动最大速度为多大?,物体相对侧壁静止转动匀速转动与加速转动过程中受力分析?,