第四讲 曲线运动及万有引力定律.ppt

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1、第四讲曲线运动及万有引力定律高玉镶【知识要点】一、运动的合成与分解位移、速度、加速度都是矢量，矢量的合成、分解都遵守平行四边形定则．二、平抛运动物体在一定的高度处以一定的初速度水平抛出，抛出后只在重力作用下的运动叫平抛运动．三、匀速圆周运动轨迹是圆周的运动叫圆周运动．物体做圆周运动时，如果在任何相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动叫做匀速圆周运动．四、万有引力定律及应用任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比．一、运动的合成与分解位移、速度、加速度都是矢量，矢量的合成、分解都遵守平行四边形定则．1．运动合成求几个运动的合运动，包

2、括合位移、合速度、合加速度，叫做运动的合成．运动的合成遵守平行四边形定则．合运动具有如下特征：(1)等时性：分运动与合运动是同一时间内完成的，即把物体的各分运动联系起来的物理量是时间t，各分运动总是同时开始，同时结束．(2)独立性：在运动中，一个物体可以参与几种不同形式的运动，任何一个方向上的运动都按其本身规律进行，不会因其他方向运动的存在(或运动发生变化)而受到影响．2．运动的分解求某一个运动的分运动(运动合成的逆运算)，叫运动的分解．分解一个运动时，要依据运动实际效果确定分解方向．例:相对运动问题要涉及运动的合成和分解在研究物体的运动涉及两个参照物(一个静止的参照物、一个运动的参照物)时

3、，此时研究对象相对运动参照物的运动叫相对运动。运动参照物相对静止参照物的运动叫牵连运动。研究对象相对静止参照物的运动叫绝对运动。这三个运动的关系是：绝对运动等于相对运动加牵连运动，这种相加是矢量相加。二、平抛运动物体在一定的高度处以一定的初速度水平抛出，抛出后只在重力作用下的运动叫平抛运动。1．特点:只受重力作用，a=g恒定，因此是匀变速曲线运动。2．规律:平抛运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动，如图所示。（1）速度：平抛运动是水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动的合运动，如图所示。（2）位移：（3）下落时间：(4)轨迹方程平抛:平抛可看作是水平方

4、向的匀速运动与竖直方向自由落体运动的合运动.X=V0t,Y=gt2/2三、匀速圆周运动轨迹是圆周的运动叫圆周运动．物体做圆周运动时，如果在任何相等的时间里通过的圆弧长度都相等，这种运动叫做匀速圆周运动．1、描述匀速圆周运动的物理量（1）周期T：物体沿圆周运动一周所用的时间。在国际单位制，周期的单位是秒。（2）频率f：单位时间内物体转过的圈数。在国际单位制中，频率的单位是赫兹。（3）线速度v：物体通过圆弧各点时的速度。其大小等于物体通过的弧长与通过这段弧长所用的时间之比，表示为：v=Δs/Δt=2πr/T（4）角速度ω：在匀速圆周运动中，连接运动质点和圆心的半径所转过的角度跟所用时间的比值叫做

5、匀速圆周运动的角速度。表示为：ω=2π/T匀速圆周运动的角速度是个恒星，国际单位是弧度／秒。（7）向心力：产生向心加速度的力叫做向心力。（5）T、f、v、ω的关系(6）向心加速度a：物体做匀速圆周运动时，它在任意一点的加速度都指向圆周中心，故称为向心加速度。方向：指向圆心，时刻在变化。方向：始终指向圆心。2、向心力公式的应用求解圆周运动问题，关键是明确向心力的来源，即什么力充当向心力．现将常见的几种情况归纳如下．(1)水平面内的匀速圆周运动例如：放在水平圆盘上的物体随圆盘转动、火车转弯、锥摆等问题．(2)竖直平面内的圆周运动例如：物体通过拱桥或凹桥的问题；绳子一端系一个物体，在竖直面内做圆周

6、运动的问题．(3)竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题.例1:水平面内的匀速圆周运动例2:锥摆GF火车转弯F合例3:竖直平面内的圆周运动例4:竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题四、万有引力定律及应用1．万有引力定律任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们距离的平方成反比。表示为其中，G称为万有引力常量，G＝6.67×10-11N·m2/kg2。注意点：（1）万有引力公式只适用于两个质点，但对于两个质量分布均匀的球体也可用此式计算，只是把球的质量视为集中在球心，r就是两球心间的距离。如果两个物体间的距离远远大于两物体的线度，也可用此式计

7、算。（2）两个物体间的万有引力是一对作用力和反作用力。万有引力定律的发现规律的发现：中学物理在讲述万有引力定律之前总要介绍开普勒定律，这是由于万有引力定律的发现与开普勒定律是密不可分的。式中r代表行星的轨道半径，T代表行星的公转周期。又根据牛顿第二定律，太阳对行星的引力是行星做匀速圆周运动的向心力，若把行星绕太阳的运动近似地认为是匀速圆周运动，根据开普勒第三定律(1)式中的m2表式行星的质量。(2)式中的G是