曲線運動知識點總結

2021-10-16 19:16:53 字數 2751 閱讀 9888

(2).平拋運動的處理方法

通常,可以把平拋運動看作為兩個分運動的合動動:乙個是水平方向(垂直於恒力方向)的運動,乙個是豎直方向(沿著恒力方向)的運動。

(3).平拋運動的規律

以拋出點為座標原點,水平初速度v0方向為沿x軸正方向,豎直向下的方向為y軸正方向,建立如圖所示的座標系,在該座標系下,對任一時刻t.

在平拋運動中時間t是解題關鍵

①速度分速度, vy=gt,

合速度,.為合速度v與x軸夾角

②位移分位移, ,

合位移,.為合位移與x軸夾角.

=2(4).平拋運動的性質

做平拋運動的物體僅受重力的作用,故平拋運動是曲線運動。

練習:1.週日海濱,某同學向海中投擲一小石子,石子在空中畫出一條優美的拋物線落入海水中,若不計空氣阻力,下述說法正確的是( )

a.石子在空中只受重力作用

b.石子在空中受重力和手給它的推力

c.石子在空中運動過程中,速度方向不斷變化

d.石子在空中運動過程中,動能大小保持不變

2.如圖所示,相對的兩個斜面,傾角分別為37°和53°,在頂點把兩個小球以同樣大小的初速度分別向左、向右水平丟擲。小球都落到斜面上。若不計空氣阻力,則a、b兩球運動時間之比為( )

a. 1∶1 b. 4∶3 c. 16∶9 d. 9∶16

三、圓周運動

1.勻速圓周運動

1定義:相等的時間內通過的圓弧長度都相等的圓周運動。

描述圓周運動的幾個物理量:

線速度v:大小為通過的弧長跟所用時間的比值,方向為圓弧該點的切線方向:v=s/t;

角速度ω:大小為半徑轉過的角度跟所用時間的比值 ω=ψ/t

週期t:沿圓周運動一周所用的時間;頻率f=1/t

頻率f **速n):每秒鐘完成圓周運動的圈數。

線速度、角速度、週期、頻率之間的關係:

f=1/t, ω=2π/t=2πf, v=2πr/t =2πrf =ωr

注意:ω、t、f三個量中任乙個確定,其餘兩個也就確定,但v還和r有關;

同軸轉動:固定在同一根轉軸上轉動的物體其相等;

皮帶傳動:用皮帶傳動的皮帶輪輪緣(皮帶觸點大小相等。

2.向心力和向心加速度

1. 做勻速圓周運動的物體所受的合外力總是指向圓心,作用效果只是使物體速度方向發生變化。

2. 向心力:使物體速度方向發生變化的合外力。它是個變力;

向心力是根據力的作用效果命名的,不是性質力(物體受力分析時要注意,沒有向心力)

3. 向心力fn的大小跟物體質量、圓周半徑和運動的角速度有關

fn4. 向心加速度an:向心力產生的加速度,只是描述線速度方向變化的快慢。

公式:an

方向:總是指向圓心,時刻在變化,是乙個變加速度。

5.圓周運動中向心力的特點:

勻速圓周運動:合外力大小 ,方向始終與方向垂直且指向 ,是物體做勻速圓周運動的條件。

變速圓周運動:在變速圓周運動中,合外力不僅大小隨時間改變,其方向也不沿半徑指向圓心,合外力沿半徑方向的分力提供向心力,使物體產生向心加速度,改變速度的 ,合外力沿軌道切線方向的分力,使物體產生切向加速度,改變速度的 。

3.勻速圓周運動的例項分析

1. 向心力可以是幾個力的合力,也可是某個力的分力,是個效果力。

2. 火車轉彎問題:外軌略高於內軌,使得火車所受重力和支援力的合力f合提供向心力:

f合=mg tanθ=mv02/r

如果火車不按照規定速度轉彎,會對鐵軌造成一定損害。

v>v0v3. 汽車過拱橋問題:

汽車以速度v過圓弧半徑為r的橋面最高點時,fnmg;

通過凹形橋最低點時,fnmg。

練習1.在下列情況中,汽車對凸形橋頂部的壓力最小的是( )

a.以較小的速度駛過半徑較大的橋;

b.以較小的速度駛過半徑較小的橋;

c.以較大的速度駛過半徑較大的橋:

d.以較大的速度駛過半徑較小的橋.

4.圓周運動中的臨界問題:

關於臨界問題總是出現在變速圓周運動中,豎直平面內的圓周運動是典型的變速圓周運動,一般情況下,只討論最高點和最低點的情況:

如圖所示,沒有物體支撐的小球,在豎直平面內做圓周運動過最高點的情況:

<1> 臨界條件:小球達到最高點時繩子的拉力;(或軌道的彈力)剛好等於零,小球的重力提供其做圓周運動的向心力,即上式中的v0是小球通過最高點的最小速度,通常叫臨界速度。v0

<2> 能過最高點的條件: v≥v0(此時繩、軌道對球分別產生拉力、壓力)。

<3> 不能過最高點的條件:v 如圖所示,有物體支撐的小球在豎直平面內做圓周運動過最高點的情況:

<1> 臨界條件:由於硬桿和管壁的支撐作用,小球恰能達最高點的臨界速度。

<2> 如圖所示的小球過最高點時,輕杆對小球的彈性情況:

當時,輕杆對小球有豎直向上的支援力,其大小等於小球的重力,即。

當時,杆對小球的作用力的方向豎直向上,大小隨速度的增大而減小,

其取值範圍是:。 當時,。

當時,杆對小球有指向圓心的拉力,其大小隨速度的增大而增大。

<3> 如圖所示的小球過最高點時,光滑硬管對小球的彈力情況,同上面圖(1)的分析。

(1)小球離開軌道落到距地面高為r/2處時,小球的水平位移是多少?

(2)小球落地時速度為多大?

4.離心現象及其應用

1. 離心運動:做勻速圓周運動的物體,在所受合力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下,就做逐漸遠離圓心的運動。物體做離心運動的原因是慣性,而不是受離心力。

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