曲線運動知識點總結與經典題

2022-05-02 08:54:05 字數 2242 閱讀 4493

a)沿繩的方向被牽引,繩長縮短,繩長縮短的速度等於左端繩子伸長的速度。即為v;

b)垂直於繩以定滑輪為圓心的擺動,它不改變繩長。這樣就可以求得船的速度為, 當船向左移動,α將逐漸變大,船速逐漸變大。雖然勻速拉繩子,但物體a卻在做變速運動。

④平拋運動

1.運動性質

a)水平方向:以初速度v0做勻速直線運動.

b)豎直方向:以加速度a=g做初速度為零的勻變速直線運動,即自由落體運動.

c)在水平方向和豎直方向的兩個分運動同時存在,互不影響,具有獨立性.

d)合運動是勻變速曲線運動.

2.平拋運動的規律

以拋出點為座標原點,以初速度v0方向為x正方向,豎直向下為y 正方向,如右圖所示,則有:

分速度合速度分位移

合位移 ★ 注意:合位移方向與合速度方向不一致。

3.平拋運動的特點

a)平拋運動是勻變速曲線運動,故相等的時間內速度的變化量相等.由△v=gt,速度的變化必沿豎直方向,如下圖所示.

任意兩時刻的速度,畫到一點上時,其末端連線必沿豎直方向,且都與v構成直角三角形.

b)物體由一定高度做平拋運動,其運動時間由下落高度決定,與初速度無關.由公式。可得,落地點距拋出點的水平距離由水平速度和下落時間共同決定。

4.平拋運動中幾個有用的結論

①平拋運動中以拋出點0為座標原點的座標系中任一點p(x、y )的速度方向與豎直方向的夾角為α,則;其速度的反向延長線交於x軸的處。

②斜面上的平拋問題:從斜面水平丟擲,又落回斜面經歷的時間為:

三、圓周運動

1.基本公式及概念

1)向心力:

定義:做圓周運動的物體所受的指向圓心的力,是效果力。

方向:向心力總是沿半徑指向圓心,大小保持不變,是變力。

★勻速圓周運動的向心力,就是物體所受的合外力。

★向心力可以是重力、彈力、摩擦力等各種力,也可以是各力的合力或某力的分力

★勻速圓周運動:物體做勻速圓周運動時受到的外力的合力就是向心力,向心力大小不變,方向始終與速度方向垂直且指向圓心,這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(或所有外力沿半徑方向的分力的向量和)提供向心力,使物體產生向心加速度,改變速度的方向.合外力沿軌道切線方向的分力,使物體產生切向加速度,改變速度的大小。

2)運動參量:

線速度:

角速度:

週期(t) 頻率(f)

向心加速度:

向心力:

2.豎直平面內的圓周運動問題的分析方法

豎直平面內的圓周運動,是典型的變速圓周運動,對於物體在豎直平面內做變速圓周運動的問題,中學物理中只研究物體通過最高點和最低點的情況。在最高點和最低點,合外力就是向心力。

(1)如右圖所示為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。

即式中的v0小球通過最高點的最小速度,通常叫臨界速度

②能過最高點的條件:v>v0,此時繩對球產生拉力f

③不能過最高點的條件:v (2)有物體支撐的小球在豎直平面內做圓周運動的情況:

① 臨界條件:由於硬桿和管壁的支撐作用,小球恰能達到

最高點的臨界速度v0=0

②右圖中(a)所示的小球過最高點時,輕杆對小球的彈力的情況:

當0當v=,fn =0。

當v>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右圖(b)所示的小球過最高點時,光滑硬管對小球的彈力情況與硬桿對小球的彈力類似。

3.對火車轉彎問題的分析方法

在火車轉彎處,如果內、外軌一樣高,外側軌道作用在外側輪緣上的彈力f指向圓心,使火車產生向心加速度,由於火車的質量和速度都相當大,所需向心力也非常大,則外軌很容易損壞,所以應使外軌高於內軌.如右圖所示,這時支援力n不再與重力g平衡,它們的合力指向圓心.如果外軌超出內軌高度適當,可以使重力g 與支援力的合力,剛好等於火車所需的向心力.

另外,錐擺的向心力情況與火車相似。

4.離心運動

①做圓周運動的物體,由於本身具有慣性,總是想沿著切線方向運動,只足由於向心力作用,使它不能沿切線方向飛出 ,而被限制著沿圓周運動,如下圖所示.

②當產生向心力的合外力消失,f=0,物體便沿所在位置的切線方向飛}ii去,如右圖a所示.

③當提供向心力的合外力不完全消失,而只是小於應當具有的向心力,,即合外力不足提供所需的向心力的情況下,物體沿切線與圓周之間的一條曲線運動.如右圖b所示.

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