高中物理必修二曲线运动讲义.doc

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1、曲线运动一.曲线运动1.运动性质——变速运动，加速度一定不为零2.速度方向——沿曲线一点的切线方向3.质点做曲线运动的条件（1）从动力学看，物体所受合力方向跟物体的速度不再同一直线上，合力指向轨迹的凹侧。（2）从运动学看，物体加速度方向跟物体的速度方向不共线二.抛体运动：只在重力作用下的运动.特殊：平抛运动1.定义:水平抛出的物体只在重力作用下的运动.2.性质:是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动,轨迹是抛物线.3.平抛运动的研究方法(1)平抛运动的两个分运动:水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动.(2

2、)平抛运动的速度水平方向:;竖直方向:合速度:（求合速度必用）,方向:(3)平抛运动的位移水平方向水平位移：竖直位移：sy=gt2合位移：（求合位移必用）方向：tgφ＝4.平抛运动的轨迹:抛物线；轨迹方程：v0v1v2v1yv2y△v图5-2-3运动时间为,即运行时间由高度h决定,与初速度v0无关.水平射程,即由v0和h共同决定.相同时间内速度改变量相等,即△v=g△t,△v的方向竖直向下.三.圆周运动a.非匀圆周运动：合力不指向圆心，但向心力（只是合力的一个分力）指向圆心。b.1.匀速圆周运动(1)运动学特征:v

3、大小不变,T不变,ω不变,a向大小不变;v和a向的方向时刻在变.匀速圆周运动是变加速运动.(2)动力学特征:合外力（向心力）大小恒定,方向始终指向圆心.基本公式及描述圆周运动的物理量(1)线速度方向:质点在圆弧某点的线速度方向沿圆弧该点的切线方向.大小:(s是t时间内通过的弧长).(2)角速度大小:(单位rad/s),其中φ是t时间内转过的角度.(3)周期频率做圆周运动的物体在单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数,叫做频率,也叫转速.单位:Hz.(4)v、ω、T、f的关系,,(5)向心加速度（状态量）物理意义:描述线速

4、度方向改变的快慢.大小:方向:总是指向圆心即方向始终在变.所以不论a的大小是否变化,它都是个变化的量.3.向心力F（状态量，只看瞬时对应的各个物理量即可求得数值，不需过多考虑）①作用效果:产生向心加速度,不断改变质点的速度方向,而不改变速度的大小.②大小:③匀速圆周运动的向心力就是合外力,而在非匀速圆周运动中,向心力是合外力沿半径方向的分力,而合外力沿切线方向的分力改变线速度的大小.4.质点做匀速圆周运动的条件:(1)质点具有初速度;(2)质点受到的合外力始终与速度方向垂直;(3)合外力F的大小保持不变,且若,质点

5、做离心运动;若,质点做近心运动;若F=0,质点沿切线做直线运动.基本模型问题与方法图5-1-7θv一.绳子与杆末端速度的分解方法绳与杆问题的要点，物体运动为合运动，沿绳或杆方向和垂直于绳或杆方向的运动为分运动。例题：1.如图5-1-7岸上用绳拉船，拉绳的速度是,当绳与水平方向夹角为θ时，船的速度为v/cosθ二.小船过河最值问题（合运动为船的轨迹）1．渡河最少时间：在河宽、船速一定，水速任意时，渡河时间（垂直位移比垂直速度）　，合运动（船的轨迹）沿v的方向进行。2．渡河最小位移v水v船θv若船头偏向上游的角度为渡河

6、时间（垂直位移比垂直速度）　，最短位移为d。.v水θvαABEv船若，则不论船的航向如何，总是被水冲向下游，α角越大，船漂下的距离x越短，根据船头与河岸的夹角应为，船最短距离为：渡河时间（垂直位移比垂直速度）附加：没有船速小于或等于水速时，渡河最短位移=d河宽的情况渡河航程最短有两种情况：①船速v2大于水流速度v1时，即v2>v1时，合速度v与河岸垂直时，最短航程就是河宽；②船速v2小于水流速度vl时，即v2

7、1的末端为圆心，以v2的长度为半径作圆，从v1的始端作此圆的切线，该切线方向即为最短航程的方向，三：竖直平面问题绳杆模型（水平面内做圆周运动的临界问题可以与竖直平面问题类化）竖直平面内的圆周运动（1）绳子模型小球在竖直平面内做圆周运动（一定不是匀速圆周运动）vmvm图5-3-4①过最高点临界条件:绳子的拉力（或轨道的弹力）刚好等于零,小球的重力充当向心力,设v临是小球能通过最高点的最小速度,则：mg=，v0＝②能过最高点的条件:v≥v.0③不能通过最高点的条件:v

8、模型物体可以做匀速圆周运动情况vmvm图5-3-5①临界条件:由于硬杆或管壁的支撑作用,小球能到达最高点的临界速度v临＝0,轻杆或轨道对小球的支持力:N=mg②当最高点的速度v＝时,杆对小球的弹力为零.③当0时,杆对小球有拉力（或管的外壁对小球有竖直向下的压力）：F＝－mg，而且：v↑→F↑四：