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第五章 曲線運(yùn)動(dòng),一、曲線運(yùn)動(dòng),問題1、曲線運(yùn)動(dòng)是一定是變速運(yùn)動(dòng)嗎？,問題2、如何確定曲線運(yùn)動(dòng)速度方向？,2、速度方向：是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向,問題3、曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？是什么原因使速度方向改變的？,1、一定是變速度運(yùn)動(dòng),4、力的方向總是指向曲線的內(nèi)側(cè),3、曲線運(yùn)動(dòng)的條件： F合與V的方向不在一條直線上,問題4：力的方向與曲線彎曲的方向有何關(guān)系？,二、運(yùn)動(dòng)的合成和分解,1、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的概念,3、合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,1）已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)——運(yùn)動(dòng)的合成,2）已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)——運(yùn)動(dòng)的分解,2、運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法,1）獨(dú)立性,2）等時(shí)性,即速度、位移、加速度的合成和分解——遵循平行四邊形定則,4、兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合成可以是直線運(yùn)動(dòng)也可以是曲線運(yùn)動(dòng),3）等效性,關(guān)于船過河問題的討論,1、船在靜水中的運(yùn)動(dòng)問題,2、船在流水中的運(yùn)動(dòng)問題,1）船速大于水速,2）水速大于船速,1)最短時(shí)間,2)最小位移,?最短時(shí)間,?最小位移,?最短時(shí)間,?最小位移,三、平拋物體的運(yùn)動(dòng),1、條件,1）給水平初速度,2）只受重力作用,2、特性,是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),加速度為重力加速度g,3、規(guī)律,是水平勻速運(yùn)動(dòng)和豎直自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),1）位移,2）速度,,,,,可以證明,,例2、從A點(diǎn)以水平速度v0拋出小球，不計(jì)空氣阻力。小球落在 傾角為α的斜面上B點(diǎn)，速度方向與斜面夾角為β，如圖所示。則小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小vB＝_______，小球在空中 飛行的時(shí)間t＝____________。,例1、水平拋出一個(gè)小球，經(jīng)過一段時(shí)間球速與水平方向成 α角，再經(jīng)過1秒球速與水平方向成β角，求小球的初速 大小。,4、規(guī)律的應(yīng)用,方法：利用分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，運(yùn)用合成分解的方法,例3．如圖所示，在“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，用一張印 有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l=1.25cm。若小 球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中 的a、b、c、d所示，則小球平拋的初 速度的計(jì)算式為vo= （用 l、g表示），其值是 （取g=9.8m/s2），小球在b點(diǎn)的速率是 。,例4、如圖為平拋運(yùn)動(dòng)軌跡的一部分， 已知條件如圖所示。 求：,四、勻速圓周運(yùn)動(dòng),1、概念：,1）質(zhì)點(diǎn)在圓周上運(yùn)動(dòng),2）相等的時(shí)間內(nèi)通過的圓弧長度相等,2、快慢的描述,?定義：弧長s和時(shí)間t的比值,?公式：,?矢量：,?定義：半徑轉(zhuǎn)過的角度?和時(shí)間t的比值,?公式：,?矢量,單位 m/s,單位 rad/s,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間,1）線速度,2）角速度,3) 周 期,4）頻率f,?定義：1秒內(nèi)完成圓周運(yùn)動(dòng)的次數(shù),是周期的倒數(shù)，即f=1/T。,5）轉(zhuǎn)速n,?定義：,質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間里做圓周運(yùn)動(dòng)的圈數(shù),?單位：1/s又稱Hz,?標(biāo)量：單位是r/s或r/min,3、關(guān)系：,,（n為r/s),,五、向心力 向心加速度,1、向心力,1）方向,總是指向圓心,2）作用,只改變速度的方向,3）由物體所受到的合力提供,4）大小,2、向心加速度,1）由向心力產(chǎn)生的加速度，方向總是指向圓心,2）是描述速度方向變化快慢的物理量,3）大小,注意：是根據(jù)力的效果命名的，而不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的。,六、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,1、火車轉(zhuǎn)彎,2、汽車過橋,規(guī)定速度,1）凸,2）凹,,3、圓錐擺,例、已知：,七、離心現(xiàn)象及其應(yīng)用,1、離心和向心運(yùn)動(dòng),1）定義：,2）條件,3）路線,沿切線或切線圓周之間的某一條曲線,2、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止,圓周運(yùn)動(dòng),向心運(yùn)動(dòng),離心運(yùn)動(dòng),,,離心,向心,做半徑不斷變小的圓周運(yùn)動(dòng),八、豎直面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng),,,,,G,T1,G,T2,1）最低點(diǎn),2）最高點(diǎn),討論：,當(dāng)T2=0時(shí)，最高點(diǎn)的 速度最小，最小值為：,1、輕繩連接小球,2、輕桿連接小球,1）最低點(diǎn),2）最高點(diǎn),①桿受拉時(shí),②桿受壓時(shí),例1、在火車拐彎時(shí)，為了減小火車輪緣與鐵軌之間的 擠壓，要把外軌抬高，同時(shí)規(guī)定火車通過彎道的速度。 設(shè)外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn), 彎道處的半徑為R，內(nèi)、外軌距為d,火車拐彎時(shí)的速率為v (1）證明： （ θ很小時(shí)， tanθ≈sinθ） (2）如果火車不按規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎，會(huì)產(chǎn)生什么后果，為什么？,例2、一根長為L的輕質(zhì)硬桿，兩端各固定一 質(zhì)量為m的小球?，F(xiàn)以桿的中點(diǎn)為軸心， 使兩小球在豎直平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其周期 為 。求在圖所示豎直位置時(shí)， 桿對(duì)兩球的作用力。,例3、如圖所示，質(zhì)點(diǎn)A從某一時(shí)刻開始在豎直平面內(nèi)做勻速圓 周運(yùn)動(dòng)，出發(fā)點(diǎn)是與圓心O等高的a點(diǎn)，與此同時(shí)，位于圓心的 質(zhì)點(diǎn)B自由下落。圓半徑為R，A、B質(zhì)量分別為mA、mB，問： ①質(zhì)點(diǎn)A的角速度滿足什么條件才能使AB相遇？ ②質(zhì)點(diǎn)A的角速度滿足什么條件， AB才能出現(xiàn)速度相同的情況？,