《曲线运动知识结构》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，