第五章_曲線運(yùn)動(dòng)總復(fù)習(xí)

1、第五章第五章 曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)曲 線 運(yùn) 動(dòng)速度方向-切線方向運(yùn)動(dòng)性質(zhì)-變速運(yùn)動(dòng)條件-物體所受合外力與速度不在同一直線上特例平 拋勻速圓周運(yùn)動(dòng)研究方法-運(yùn)動(dòng)的合成與分解平行四邊形定則運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性，獨(dú)立性條件： 只受重力有水平初速度規(guī)律：水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)飛行時(shí)間：只取決于高度運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻變速運(yùn)動(dòng)描述運(yùn)動(dòng)的物理量線速度 角速度 周期頻率 轉(zhuǎn)速 向心加速度運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：變速曲線運(yùn)動(dòng)條件：合外力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力.合外力不足以提供向心力-離心運(yùn)動(dòng)知識(shí)結(jié)構(gòu)2.2. 運(yùn)動(dòng)性質(zhì)運(yùn)動(dòng)性質(zhì): :軌跡是曲線軌跡是曲線; ;運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻在改變是運(yùn)動(dòng)方向時(shí)刻在改變是 ；一定具有加速

2、度，一定具有加速度， 。3.3.運(yùn)動(dòng)的條件：運(yùn)動(dòng)的條件：運(yùn)動(dòng)物體所受合外力方向跟運(yùn)動(dòng)物體所受合外力方向跟它的速度方向它的速度方向 。1.1.速度方向：速度方向：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某點(diǎn)速度做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某點(diǎn)速度方向是曲線在該點(diǎn)的方向是曲線在該點(diǎn)的 。變速運(yùn)動(dòng)變速運(yùn)動(dòng)合外力不為零合外力不為零切線方向切線方向不在同一直線上不在同一直線上4.4.軌跡特點(diǎn)：軌跡特點(diǎn)：物體曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡應(yīng)在合力物體曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡應(yīng)在合力F F與與速度速度v v方向之間，并且合力方向之間，并且合力F F指向指向 。軌跡的內(nèi)側(cè)軌跡的內(nèi)側(cè)1 1、速度變化的運(yùn)動(dòng)必是曲線運(yùn)動(dòng)嗎？、速度變化的運(yùn)動(dòng)必是曲線運(yùn)動(dòng)嗎？2 2、加速度變

3、化的運(yùn)動(dòng)必是曲線運(yùn)動(dòng)嗎？、加速度變化的運(yùn)動(dòng)必是曲線運(yùn)動(dòng)嗎？ 3 3、曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？、曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？ 4 4、變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)？、變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)？5 5、曲線運(yùn)動(dòng)的速度一定變？、曲線運(yùn)動(dòng)的速度一定變？ 6 6、做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力一定不為零？、做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合力一定不為零？7 7、物體在恒力下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)、物體在恒力下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)? ? 8 8、物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)？、物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)？ 9 9、加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng)？、加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng)？ 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò) 錯(cuò)錯(cuò)對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)對(duì)對(duì) 如圖所

4、示如圖所示, ,物體在恒力的作用下沿曲線從物體在恒力的作用下沿曲線從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B,B,此時(shí)突然使力反向此時(shí)突然使力反向, ,物體的運(yùn)動(dòng)情況是物體的運(yùn)動(dòng)情況是( )( ) A A、物體可能沿曲線、物體可能沿曲線BaBa運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) B B、物體可能沿直線、物體可能沿直線BbBb運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) C C、物體可能沿曲線、物體可能沿曲線BcBc運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng) D D、物體可能沿曲線、物體可能沿曲線B B返回返回A AC1、合運(yùn)動(dòng)：物體合運(yùn)動(dòng)：物體 ；4、原則：、原則：運(yùn)動(dòng)的合成是惟一的，而運(yùn)動(dòng)的分解不是惟一運(yùn)動(dòng)的合成是惟一的，而運(yùn)動(dòng)的分解不是惟一的，通常按運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效果分解。的，通常按運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的實(shí)際效

5、果分解。分運(yùn)動(dòng)：物體同時(shí)參與合成的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。分運(yùn)動(dòng)：物體同時(shí)參與合成的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。平行四邊形定則或三角形定則平行四邊形定則或三角形定則實(shí)際的運(yùn)動(dòng)實(shí)際的運(yùn)動(dòng)3、實(shí)質(zhì)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指、實(shí)質(zhì)：運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指 的合的合成與分解。成與分解。a、v、xn 等時(shí)性等時(shí)性 : 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等n 獨(dú)立性獨(dú)立性 :一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其它分運(yùn)動(dòng)的影響分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行，不受其它分運(yùn)動(dòng)的影響n 等效性等效性 :各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)規(guī)律有完全相同的效果規(guī)律有完全相同的

6、效果 同一性：同一物體同一性：同一物體n2、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系判斷兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)直線運(yùn)動(dòng)還是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)？勻變速運(yùn)動(dòng)還是勻變速運(yùn)動(dòng)還是變加速運(yùn)動(dòng)變加速運(yùn)動(dòng)？合力的方向或加速度的方向與合合力的方向或加速度的方向與合速度的方向是否同一直線速度的方向是否同一直線合力或加速度是否恒定合力或加速度是否恒定判斷：判斷：1 1、兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)、兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)? ?2 2、一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)與一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)？3、兩個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)、兩

7、個(gè)初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)?4 4、兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)兩個(gè)初速度不為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)?討論： 兩個(gè)兩個(gè)互成角度互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)有哪些類型？的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)有哪些類型？ 1.1.兩勻速運(yùn)動(dòng)合成為兩勻速運(yùn)動(dòng)合成為 2.2.一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)合成為一個(gè)勻速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)勻加速直線運(yùn)動(dòng)合成為 3.3.兩勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為兩勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)為 勻速直線運(yùn)動(dòng)勻速直線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng)勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 勻變速直線運(yùn)動(dòng)勻變速直線運(yùn)動(dòng)或勻變速曲線運(yùn)動(dòng)或勻變速曲線運(yùn)動(dòng)2avv1av12add當(dāng)當(dāng)v船船 垂直于河岸垂直于河岸;tmin= =v

8、船船 dv船v水vv船dv船v水vv船船v水水v船船vm : 外外側(cè)軌道側(cè)軌道(外輪外輪)受力受力若若vvm : 內(nèi)內(nèi)側(cè)軌道側(cè)軌道(內(nèi)輪內(nèi)輪)受力受力例例1火車以某一速度火車以某一速度v通過某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均通過某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是A.軌道半徑軌道半徑R=B.若火車速度大于若火車速度大于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外向平行軌道平面向外C.若火車速度小于若火車速度小于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)向平行軌道平面向內(nèi)D.當(dāng)火車質(zhì)量

9、改變時(shí)，安全速率也將改變當(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，安全速率也將改變2/vg例例2質(zhì)量為質(zhì)量為m的飛機(jī)，以速率的飛機(jī)，以速率v在在水平面上水平面上做半徑為做半徑為R的的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空氣對(duì)飛機(jī)作用力（升力）的大小等于勻速圓周運(yùn)動(dòng)，空氣對(duì)飛機(jī)作用力（升力）的大小等于_B2、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（1）汽車過橋）汽車過橋mgmgN NNmg rvm2rvmmgN2mg失失 重重mgmgN NmgNFrvm2rvmmgN2mg超超 重重過拱形橋時(shí)過拱形橋時(shí)過凹形橋時(shí)過凹形橋時(shí)2、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（2）水流星）水流星O OmgmgN NNmgrvm2mgrvmN2grvO

10、OmgmgN NmgNrvm2mgrvmN2在最高點(diǎn)時(shí)在最高點(diǎn)時(shí)在最低點(diǎn)時(shí)在最低點(diǎn)時(shí) N0曲線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)m的的受力情況受力情況最高點(diǎn)的最高點(diǎn)的速度速度最低點(diǎn)的最低點(diǎn)的受力受力輕繩輕繩輕桿輕桿圓管圓管AOmBLAOmBLAOmBR重力、繩重力、繩的拉力的拉力重力、桿的拉重力、桿的拉力或支持力力或支持力重力、外管壁重力、外管壁的支持力或內(nèi)的支持力或內(nèi)管壁的支持力管壁的支持力gLvA0Av0AvT-mg=mV2/R如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量 m=2.0m=2.010104 4kgkg的汽車以不變的速率先后駛的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為過凹形橋面和凸形橋面，兩

11、橋面的圓弧半徑均為20m20m。如果。如果橋面承受的壓力不得超過橋面承受的壓力不得超過3.03.010105 5N N，則：，則：（1 1）汽車允許的最大速率是多少？）汽車允許的最大速率是多少？（2 2）若以所求速度行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多大？）若以所求速度行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多大？（g g取取10m/s10m/s2 2）NNGG解：解：RvmmgN2(1)由由得：得：v=10m/sRvmNmg2(2)由由得：得：N N=1=110105 5N N長為長為0.5m0.5m的輕桿（不計(jì)質(zhì)量），的輕桿（不計(jì)質(zhì)量），OAOA繞繞O O點(diǎn)在豎直平點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，

12、A A端連著一個(gè)質(zhì)量為端連著一個(gè)質(zhì)量為m m2kg2kg的小的小球。求在下述的兩種情況下，通過球。求在下述的兩種情況下，通過最高點(diǎn)最高點(diǎn)時(shí)時(shí)桿桿對(duì)對(duì)物體物體的作用力的大小和方向。的作用力的大小和方向。(1)(1)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2.0r/s2.0r/s；(2)(2)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為1.0r/s1.0r/s；(3)(3)若桿改成繩，將會(huì)怎樣若桿改成繩，將會(huì)怎樣? ?解：解：(1)(1)由由F FN N+mg=m4+mg=m42 2n n2 2r得得:F:FN N=137.75N=137.75N 方向：豎直向下方向：豎直向下(2)(2

13、)由由F FN N+mg=m4+mg=m42 2n n2 2r得：得：F FN N=19.44N=19.44N 方向：豎直向下方向：豎直向下（3 3）一樣）一樣飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做半徑為飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做半徑為400m400m的勻速圓周運(yùn)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率是動(dòng)，其速率是150m150ms s，飛行員的質(zhì)量為，飛行員的質(zhì)量為80kg80kg，取取g g10m/s10m/s2 2，求，求（1 1）飛機(jī)在軌道）飛機(jī)在軌道最高點(diǎn)最高點(diǎn)飛行員頭朝下時(shí)，座椅飛行員頭朝下時(shí)，座椅對(duì)飛行員壓力的大小及方向；對(duì)飛行員壓力的大小及方向；（2 2）飛機(jī)在）飛機(jī)在最低點(diǎn)最低點(diǎn)飛行員頭朝上時(shí)，飛行員對(duì)飛行員頭朝上時(shí)，

14、飛行員對(duì)座椅的壓力大小及方向。座椅的壓力大小及方向。解解：RmVmgFN2(1)由由得：得：F FN N=3700N=3700N(2)由由得：得：RmVmgFN2F FN N=5300N=5300N方向：豎直向下方向：豎直向下方向：豎直向下方向：豎直向下離心運(yùn)動(dòng)：離心運(yùn)動(dòng)：0 F合合Fn勻速圓周運(yùn)動(dòng)：勻速圓周運(yùn)動(dòng)：F合合= = Fn近心運(yùn)動(dòng)：近心運(yùn)動(dòng)：F合合Fn注意：這里的注意：這里的F合合為沿著半徑（指向圓心）的合力為沿著半徑（指向圓心）的合力FnFn為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 雨傘傘面的半徑為雨傘傘面的半徑為r r，離地面高為，離地面高為h h，雨，雨傘柄以角

15、速度傘柄以角速度旋轉(zhuǎn)，使雨滴自邊緣甩旋轉(zhuǎn)，使雨滴自邊緣甩出落于地面成一大圓圈，求此圓圈的半出落于地面成一大圓圈，求此圓圈的半徑徑【解析解析】 水滴從傘面邊緣甩出去以后做平水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運(yùn)動(dòng)，水滴的水平速度為拋運(yùn)動(dòng)，水滴的水平速度為v0r.水滴在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為水滴在空中做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t水滴做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程為水滴做平拋運(yùn)動(dòng)的水平射程為x = v0t =r如圖所示為俯視圖，表示水滴從如圖所示為俯視圖，表示水滴從a點(diǎn)甩離傘面，點(diǎn)甩離傘面，落在地面上的落在地面上的b點(diǎn)；點(diǎn)；O是轉(zhuǎn)動(dòng)軸（圓心），可是轉(zhuǎn)動(dòng)軸（圓心），可見水滴落在地面上形成的圓的半徑為見水滴落在地面上形成的圓的半徑為Rgh2gh2ghwrxr22221r【解析解析】 水滴從傘面邊緣甩出去以后做平水滴從傘面邊緣甩出去以后做平拋運(yùn)動(dòng)