《物理：5.1《曲线运动》课件2(新人教版必修2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理：5.1《曲线运动》课件2(新人教版必修2)（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 曲线运动知识要求 类：运动的合成与分解 类：曲线运动中质点的速度沿轨道的切 线方向，且必具有加速度；平抛运动；匀 速率圆周运动，线速度和角速度，周期， 圆周运动的向心加速度a=v2/R。 技能要求 一、解题思路： 1、明确研究对象； 2、确定研究对象运动的轨道平面和圆心位置 ，以便确定向心力的方向。 3、分析物体的受力情况（注意：向心力是根 据效果命名的“效果力”，分析物体的受力时， 切不可在性质力以外再添加一个向心力）； 4、以沿半径方向和垂直半径方向建立直角坐 标系，则沿半径方向的合力提供物体做圆周运 动的向心力。 二、圆周运动中的临界问题 1、外界不能提供支持力的物体的圆周运动， 如细
2、绳系着的物体、沿圆环内壁在竖直平面内 做圆周运动时，物体通过最高点时其速度必须 满足 。（试推导） 2、外界可以提供支持力的物体做圆周运动， 如有轻杆或管约束的物体在竖直平面内做圆周 运动时，物体通过最高点时的速度必须满足 。（试推导）mg=mV2/r.Mg-N=mV2/R0三、人造卫星的变轨问题 F供 ；F需 。当F供F需时，卫星向着圆心方向偏离轨道，r变 小，引力做正功动能增大，V变大， F需增大 ，到 F供=F需时达到新的平衡。例题一 在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当 车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一 些，路面与水平面间的夹角为。设拐弯路段是 半径为R的圆弧，要使车速
3、为v时车轮与路面之 间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零， 应等于（ ）本题的关键是圆心的位置水平面a向？a向？圆心圆心mgNF向变成地下通道啦！例题二 （1999全国）如图，细杆的一端与一小球相连， 可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速 度，使它在竖直平面内做圆周运动，图中a、b分 别是小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作 用力可能是（ ） Aa处为拉力，b处为拉力； Ba处为拉力，b处为推力； Ca处为推力，b处为拉力； Da处为推力，b处为推力； a处不可能是推力AB例题三 （2001上海）组成星球的物质是靠引力吸引在 一起的，这样的星球有一个最大的自转速率， 如果超过了该速
4、率，星球的万有引力将不足以 维持其赤道附近的物体做圆周运动。由此能得 到半径为R、密度为、质量为M且均匀分布 的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确 的是（ ） AD例题四 一光滑的圆锥体固定在水平桌面上，其轴线沿 竖直方向，其顶角为60，如图所示。一条长 为l的轻绳，一端固定在锥顶O点，另一端拴一 质量为m的小球，小球以速率v绕圆锥的轴线 做水平面内的匀速圆周运动。 Olm例题分析与解答 （1） 水平方向 Tsin-Ncos=m2lsin 竖直方向 Tcos+Nsin=mgOlmmgTN得：T=mgcos+m2lsin2 N=mgsin-m2lsincos现VV0,所以小球已经离开锥面 例
5、题五一宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量 M，做如下的实验：取一根细线穿过光滑的水平细直管，细线一 端拴一质量为m的砝码，另一端连接在固定的测力计上，手握细 直管策动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周运动，停止策动 细直管，砝码可继续在同一竖直平面内做完整的圆周运动，如图 所示。此时观察测力计，得到当砝码运动到圆周的最低点和最高 点两位置时测力计的读数差为F。已知引力恒量为G，试根据题 中所提供的条件和测量结果，求出该星球的质量M。 例题分析与解答 先求出这个星球的重力加速度g0， 最高点T2+mg0=mV22/r 最低点T1-mg0=mV12/r机械能守恒F=T2-T1，
6、g0=F/6m=GM/R2得M=FR2/6Gm例题六 （2003年江苏省高考题，12分）据美联社 2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9 大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的 新行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约 为288年. 若把它和地球绕太阳公转的轨道都 看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳 距离的多少倍. （最后结果可用根式表示） 例题分析与解答 设太阳的质量为M，地球的质量为m0，绕太阳 公转的周期为T0，与太阳的距离为R0，公转角 速度为0； 新行星的质量为m，绕太阳公转的周期为T， 与太阳的距离为R，公转角速度为， 根据万有引力定律和牛顿定律，得 作业1、 人造卫星的
7、轨道半径越大，则（ ） A速度越小，周期越小 B速度越小，周期越大 C速度越大，周期越小 D速度越大，周期越大 B作业2、 同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1 ，加速度为a1，地球赤道上物体自转的 向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2， 地球半径为R，下列关系中正确的有（ ） Aa1/a2=r/R Ba1/a2=r2/R2 Cv1/v2=R2/r2 Dv12/v22=R/r A D作业3、太阳从东边升起，西边落下，是地球上的自然现象，但在某些条件下，在纬 度较高地区上空飞行的飞机上，旅客可以看到太阳从西边升起的奇妙现象。 这些条件是( ) A 时间必须是在清晨，飞机正在由东向西飞行，飞机的
8、速度必须较大 B 时间必须是在清晨，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度必须较大 C 时间必须是在傍晚，飞机正在由东向西飞行，飞机的速度必须较大 D 时间必须是在傍晚，飞机正在由西向东飞行，飞机的速度不能太大 C看到太阳从西边升起的时间必须是清晨还是傍晚 ？以地球为参照物太阳是从东方升起西边落下，这是因 为地球在处西向东转动。飞机只有由东向西飞才能看到太阳从西边升起 。作业4、 一圆盘可绕过盘心的竖直轴转动，在圆盘上放置一 木块，木块随圆盘一起匀速转动，如图所示，则（ ） A木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆心 B木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆心 C因木块随圆盘一起运动，故木块受到圆盘对它
9、 的摩擦力，方向同木块运动方向一致 D摩擦力总是阻碍物体运动，所以木块受到圆盘 对它摩擦力方向与木块运动方向相反B木块有离圆心而去的运动趋势，静摩 擦力的方向与此运动趋势相反。作业5、 火车转弯时，若火车超速行驶，则与正常速率 行驶比较（ ） A外轨对轮缘的侧压力减小 B内轨对轮缘的侧压力增大 C铁轨对火车的支持力增大 D火车受的支持力不变外 轨内 轨GNFF小于 mV2/R时 出现F大于 mV2/R 时出现C外轨的侧压力的竖直 分力出现相当于火车 的重力增大。作业6、DA作业7、 如图所示，轻杆长2L，中点装在水平轴 O点，两端分别固定着小球A、B，A和B 球质量分别为m、2m，整个装置在竖
10、直 平面内做圆周运动，当杆绕O转动到某一 速度时，A球到达最高点，此时球A与杆 之间恰好无相互作用力，求此时O轴所受 力大小和方向。 OAB分析 先研究A球 mg=mV2/L,V2=gL. 再研究B球 T-2mg=2mV2/L,T=4mg. 最后研究杆，受力图如右OABTB=4mgNo=TB=4mg轴所受压力为4mg，方向向下。作业8、 有人利用安装在气球载人舱内的单摆来确定气球的 高度。已知该单摆在海平面处的周期是T0。当气球 停在某一高度时，测得该单摆周期为T。求该气球 此时离海平面的高度h。把地球看做质量均匀分布 的半径为R的球体。 h=R（T-T0）/T0 作业9、 宇航员站在一星球表
11、面上的某高处，沿水平方向抛出 一个小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出 点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速增大到2 倍，则抛出点与落地点之间的距离为 L。已知两落地 点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数 为G。求该星球的质量M。 先画示意图HV0 哪一段是L？L2V0求这个星球的重力加速度gs.作业10、 半径为R1m的光滑细圆管放在水平面上，通 过十字支架固定于圆心O处，如图所示。设可 视为质点的质量分别为m3kg、M=4kg的两 小球放在管中，它们之间有少量炸药。点燃炸 药后，它们各自做匀速圆周运动，则 （1）它们第一次相遇时，M、m各转过多少角 度？ （2）若炸
12、药中有E42J的化学能转化为M、 m 的动能，那么从爆炸分离到它们第一次相遇 经过多少时间？ （3）在上述条件下从爆炸分离经过多长时间 ，圆管受到两小球作用力的合力第一次为60N ？ OMm(1) mv1=MV2V1=4m/s,V2=3m/s(2) t= 2 R/(V1+V2)=0.9s(3) N1=mV12/R=48N,N2=MV22/R=36N合力为60N时，两力要垂直，N1N2t2=T/4=2 R/4(V1+V2 )=0.224s作业11、 在方向水平的匀强电场中，一不可伸长 的不导电细线的一端连着一质量为m的 带电小球，另一端固定于O点，把小球拉 起至细线与场强平行，然后无初速释放 ，
13、已知小球沿图示轨迹运动到最低点的 另一侧时，线与竖直方向的最大夹角为 ，如图所示，求小球经过最低点时细 线对小球的拉力。 分析 给图三位置加字母ABC从A到C，减少的重力势能等于增加的电势能mgLcos =EqL(1+sin )从A到B，用动能定理。mV2/2-0=WG+WE=mgL-EqL在B点，T-mg=mV2/LT=3mg-2mg石器时代sf http:/www.shiqisifu.cc/ 石器时代sf twc19tvu 分量从来都不会计较的！在小青她爹跑船运之前，我们就曾经做过这种蔬菜零售的生意，当然，我们主要是卖自己种的各种蔬菜。直到现在，一 个小推车和几个箩筐家伙什儿什么的，还搁在
14、杂物棚子里呢，取出来就可以用！”耿英一直被乔氏抓着手不断爱抚着挪动不了。听到这里，就笑 着说：“我说呢，娘娘家的院门儿怎么没有门槛儿呢？敢情是为了小推车进出方便啊！”乔氏亲切地看着耿英，点点头说：“是啊！我们家上两 辈儿人也都是种菜，并且自己推销卖菜的。听我们小青她爹说，卖菜用的小推车都已经用坏好几个了呢。所以啊，我们家的院门儿从来都没有门 槛儿的。”看到耿老爹依然沉吟着没有说话，乔氏想一想又说：“还有啊，顺着大街往前走不远，就有一个水果批发市场。只要一次购买的数量 足够多，价格是相当低廉的。你们批发出来以后再摆地摊，或者走街串巷零售出去，差价也是很可观的呢！你们父子几个只要受得了辛苦，还用
15、担心挣不下两钱儿？”听乔氏说得有一些道理，耿老爹终于决定不再继续南下了。再者说了，这武汉三镇本来就是他离家之前心下里暗自确定的 目的地儿啊！尽管由于天灾的缘故，在汉口镇上立足的计划已经无奈落空了，但要是在武昌镇上能够成功立足也是很理想的事情呢！于是，他答 应乔氏，暂且带着三个儿女在白家住下来。并且接受乔氏的建议，决定父子们权且先当几天蔬菜、水果零售小摊贩了。等这家的男主人白百大回 来之后，再做下一步的打算。说干就干。当天上午，耿家父子四人就去看了巷子北面的菜地，并和几个菜农聊了好一会儿，还看了他们种的各种 蔬菜。临了又顺便买了两斤黄瓜，三斤芹菜，四斤豆角，五斤油菜和一个大冬瓜。小青姑娘高高兴兴地为耿家父子们当了一回向导。近晌午时分 ，耿正扛着大冬瓜，耿老爹等人各提着一种蔬菜，浩浩荡荡地返回了白家。小青一进门儿就喊：“姆妈哎，我们凯旋归来耶！”乔氏正在烧水做 饭，听到女儿俏皮的喊声出屋一看，笑着说：“哎哟哟，怎么买了这么多菜回来！”大家把菜都放在过厅的地上。耿老爹说：“
