1、 - 1 - 曲线运动 1理解曲线运动的条件和特点 ( 1)曲线运动的条件: ( 2)曲线运动的特点: 1在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线的切线方向。 曲线运动是变速运动,这是因为曲线运动的速度方向是不断变化的。 3做曲线运动的质点,其所受的合外力一定不为零, 一定具有加速度。 2理解运动的合成与分解 物体的实际运动往往是由几个独立的分运动合成的,由已知的分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成;由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解。 运动的合成与分解基本关系: 1分运动的独立性; 2运动的等效性(合运动和分运动是等效替代关系,不能并存); 3运动的
2、等时性; 4运动的矢量性(加速度、速度、位移都是矢量,其合成和分解遵循平行四边形定则。 ) 3.理解平抛物体的运动的规律 ( 1)物体做平抛运动的条件: ( 2)平抛运动的处理方法 : (3)平抛运动的规律 位移 分位移tVx 0, 221 gty 合位移2220 )21()( gttVs ,02tan Vgt. 为合位移与 x轴夹角 . 速度 分速度0VVx , Vy=gt, 合速度220 )( gtVV ,0tan Vgt. 为合速度 V与 x轴夹角 (4)平抛运动的性质 : - 2 - 4.理解圆周运动的规律 (1)匀速圆周运动:质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的弧长相等,这种运动
3、就叫做匀速周圆运动。 (2)描述匀速圆周运动的物理量 线速度 v : 角速度 : 周期 T和频率 f : (3)描述匀速圆周运动的各物理量间的关系 :rfrT rV 22(4)向心力:是按作用效果命名的力,其动力学效果在于产生向心加速度,即只改变线速度方向,不会改变线速度的大小。对于匀速圆周运动物体其向心力应由其所受合外力提供。rmfrTmrmrVmmaF nn 222 222 44 . 类型一: 运动的合成与分解的应用 例 1 一条宽度为 L的河流,水流速度为 Vs,已知船在静水中的速度为 Vc,那么: ( 1)怎样渡河时间最短? ( 2)若 VcVs,怎样渡河位移最小? ( 3)若 VcF
4、向 ,内轨道对轮缘有侧压力, F合 -N=mv2/R 即当火车转弯时行驶速率不等于 V0时,其向心力的变化可由内外轨道对轮缘侧压力自行调节,但调节程度不宜过大,以免损坏轨道 。 类型四:水平面内和竖直面内的圆周运 动问题 ( 1) 无支承 的小球,在竖直平面内作圆周运动过最高点情况: 临界条件:由 mg+T=mv2/L知,小球速度越小,绳拉力或环压力 T越小,但 T的最小值只能为零,此时小球以重力为向心力,恰能通过最高点。即 mg=mv临 2/R 结论:绳子和轨道对小球没有力的作用(可理解为恰好转过或恰好转不过的速度),只有重力作向心力,临界速度 V临 =gR能过最高点条件: V V临 (当
5、V V临 时,绳、轨道对球分别产生拉力、压力) 不能过最高点条件: VV临 (实际上球还未到最高点就脱离了 轨道 ) 最高点状态 : mg+T1=mv高 2/L (临界条件 T1=0, 临界速度 V临 =gR, V V临 才能通过 ) 最低点状态 : T2- mg = mv低 2/L 高到低过程机械能守恒 : 1/2mv低 2= 1/2mv高 2+ mgh ( 2) 有支承 的小球,在竖直平面作圆周运动过最高点情况 : 临界条件:杆和环对小球有支持力的作用知)(由 RUmNmg 2当 V=0时, N=mg(可理解为小球恰好转过或恰好转不过最高点) 圆心。增大而增大,方向指向随即拉力向下时,当时
6、,当增大而减小,且向上且随时,支持力当vNgRvNgRvNmgvNgRv)(000作用时,小球受到杆的拉力,速度当小球运动到最高点时时,杆对小球无作用力,速度当小球运动到最高点时长短表示)(力的大小用有向线段,但(支持)时,受到杆的作用力,速度当小球运动到最高点时NgRvNgRvmgNNgRv0恰好过最高点时,此时从高到低过程 mg2R=1/2mv2 1、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的摩擦力,方向同木块运
7、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 2、 用长短不同,材 料相同的同样粗细的绳子,各拴着一个质量相同的小球,在光滑水平面上做匀速圆周运动,则( ) 两个小球以相同的线速度运动时,长绳易断 两个小球以相同的线速度运动时,短绳易断 两个小球以相同的角速度运动时,长绳易断 两个小球以相同的角速度运动时,短绳易断 - 4 - A B C D A、 B、 C、 D、 3、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,要使车速为 v时车轮与路面之间的横向(
8、即垂直于前进方向)摩擦力等于零,关于正确的表达式是( ) A、Rgv 2sin B、Rgv 2tan C、Rgv 22sin D、Rgv 22tan 4、如图所示,一皮带传动装置,右轮的半径为 r, A为它边缘上一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为 4r,小轮的半径为 2r, B点为小轮上到轮中 心的距离为 r, C点和 D点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中皮带不打滑,则( ) A、 A点和 B点的线速度大小相等 B、 A点与 B点的角速度大小相等 C、 A点与 C点的线速度大小相等 D、 A点与 D点的向心加速度大小相等 5、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。
9、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( ) A a处为拉力, b 处为拉力; B a处为 拉力, b 处为推力; C a处为推力, b 处为拉力; D a处为推力, b 处为推力; 6、一细绳长为 0.6m,下端系一质量 1kg的小桶,桶底放一质量为 0.5kg的木块,现给小桶一个初速度使它沿竖直面做圆周运动,若小桶在圆弧最低点获得的初速度是 4m/s,那么: ( 1)这时绳子拉力的大小为多少? ( 2)木块对桶底的压力大小为多少? ( 3)小桶能不能顺利通过圆弧的最高点 - 5 - 7.AB 是竖直平面内的四分之一
10、圆弧轨道,其末端水平,且与水平地面间的竖直高度差为 h,如图所示。一小球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为 R,小球的质量为 m,不计一切阻力与摩擦。求 (1)小球运动到 B 点时的速度大小; (2)小球经过圆弧轨道的末端 B点时所受轨道支持力 NB是多大? (3)小球 落地点 距圆弧轨道末端 的水平距离 x. 8.如图所示, ABC是光滑的轨道,其中 AB 是水平的, BC 为竖直平面内的半圆,半径为 R,且与 AB 相切。质量 m的小球 在 A点 以 初 速度 v0沿轨道 的内侧 到达最高点 C,并从 C点飞出落在水平地面上。已知当地的重力加速度为 g, 求: ( 1)小球
11、 运动到 C点的速度为多大? ( 2)小球在 C点受到轨道的压力为多大? ( 3)小球落地点到 B点的距离为多大? 9. 山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动一滑雪坡由 AB和 BC组成, AB是倾角为 37 的斜坡, BC 是半径为 R=5m 的圆弧面,圆弧面和斜面相切于 B,与水平面相切于 C,如图所示,AB竖直高度差 hl=8.8m,竖直台阶 CD 高度差为 h2=5m,台阶底端与倾角为 37 的斜坡 DE 相连运动员连同滑雪装备总质量为 80kg,从 A点由静止滑下通过 C点后飞落到 DE上 (不计空气阻力和轨道的摩擦阻力, g取 10m/s2, sin37=0.6 , cos37=0.8) 求: (1)运动员到达 C 点的速度大小; (2)运动员经过 C 点时轨道受到的压力大小; (3)运动员在空中飞行的时间
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