第五章曲线运动
- 格式:doc
- 大小:164.00 KB
- 文档页数:2
第五章曲线运动公式整理一、平抛运动1、水平分运动:位移:x=v0t速度:v x=v02、竖直分运动:位移:h=12gt2速度:v y=gt二、圆周运动:1、线速度定义式:v=st2、线速度与周期关系:v=2πrT3、线速度与频率关系:v=2πf r4、线速度与转速关系:v=2πnr可写成:v=st =2πrT=2πf r =2πnr5、角速度定义式:ω=θt6、角速度与周期关系:ω=2πT7、角速度与频率关系:ω=2πf8、角速度与转速关系:ω=2πn可写成:ω =θt =2πT=2πf =2πn9、线速度与角速度关系:v=ωr10、用线速度表示向心加速度:a n=v 2r 11、用角速度表示向心加速度:a n=ω2r12、用周期表示向心加速度:a n =4π2rT213、用频率表示向心加速度:a n =4π2f 2r14、用转速表示向心加速度:a n =4π2n 2r可写成:a n = v 2r = ω2r = 4π2rT2= 4π2f 2r = 4π2n 2r15、向心加速度与向心力关系:F n=m a n16、用线速度表示向心力:F n=m v 2r 17、用角速度表示向心力:F n=mω2r18、用周期表示向心力:F n= m4π2rT219、用频率表示向心力:F n=m4π2f 2r20、用转速表示向心力:F n=m4π2n 2r可写成:F n=m a n =m v 2r =mω2r = m4π2rT2=m 4π2f 2r =m 4π2n 2r。
精品文档第五章曲线运动知识点总结§ 5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1. 定义:物体运动轨迹是曲线的运动。
2. 条件:运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3. 特点: ①方向:某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型:变速运动(速度方向不断变化) 。
③F 合 ≠0,一定有加速度 a 。
④F 合 方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合 可以分解成水平和竖直的两个力。
4. 运动描述——蜡块运动涉及的公式:vvyv v x 2v y 2v xv yPtan蜡块的位置v xθ二、运动的合成与分解1. 合运动与分运动的关系: 等时性、独立性、等效性、矢量性。
2. 互成角度的两个分运动的合运动的判断:①两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动。
②速度方向不在同一直线上的两个分运动, 一个是匀速直线运动, 一个是匀变速直线运动,其合运动是匀变速 曲线运动, a 合为分运动的加速度。
③两初速度为 0 的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为 0 的匀加速直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。
当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加速度在同一直线上时,合运动是匀变速直线运动,否则即为曲线运动。
三、有关“曲线运动”的两大题型(一)小船过河问题模型一: 过河时间 t 最短:模型二: 直接位移 x 最短:v 船vvv船ddθv 水θ v 水当 v 水<v 船 时, x min =d ,tm ind d td,v 船, xv 船 sinsintanv 船cosv 水v 水v 船.精品文档模型三:间接位移x 最短:v 船v船dθAθv 水当 v 水>v 船时,x min dcostd,cos v 船 sinsmin(v水 - v船cos )Lv船sin v水L,v船v 船v 水(二)绳杆问题 ( 连带运动问题 )1、实质:合运动的识别与合运动的分解。
第五章 曲线运动第1单元 运动的合成与分解 平抛物体的运动一、曲线运动1.曲线运动的条件:质点所受合外力的方向(或加速度方向)跟它的速度方向不在同一直线上。
物体能否做曲线运动要看力的方向,不是看力的大小。
2.曲线运动的特点:曲线运动的速度方向一定改变,所以是变速运动。
二、运动的合成与分解(猴爬杆)1.从已知的分运动来求合运动,叫做运动的合成,包括位移、速度和加速度的合成,由于它们都是矢量,所以遵循四边形定则。
2.求已知运动的分运动,叫运动的分解,解题按实际“效果”分解,或正交分解。
3.合运动与分运动的特征:①运动的合成与分解符合平行四边形法则。
分运动共线时变成了代数相加减。
——矢量性 ②合运动与分运动具有“同时性”——同时性 ③每个分运动都是独立的,不受其他运动的影响——独立性 ④合运动的性质是由分运动决定的——相关性⑤实际表现出来的运动是合运动⑥速度、时间、位移、加速度要一 一对应⑦运动的分解要根据力的作用效果(或正交分解)4.两个互成角度的直线运动的合运动是直线运动还是曲线运动?三、应用举例:1. 过河问题例1、一条宽度为L 的河流,水流速度为V s ,已知船在静水中的速度为V c ,那么: (1)怎样渡河时间最短?(2)若V c >V s ,怎样渡河位移最小?(3)若V c <V s ,怎样注河船漂下的距离最短? 分析与解:(1)如图2甲所示,设船上头斜向上游与河岸成任意角θ,这时船速在垂直于河岸方向的速度分量V 1=V c sin θ,渡河所需时间为:θsin c V Lt =.可以看出:L 、V c 一定时,t 随sin θ增大而减小;当θ=900时,sin θ=1,所以,当船头与河岸垂直时,渡河时间最短,cV L t =min. (2)如图2乙所示,渡河的最小位移即河的宽度。
为了使渡河位移等于L ,必须使船的合速度V 的方向与河岸垂直。
这是船头应指向河的上游,并与河岸成一定的角度θ。
第五章曲线运动
第七节生活中的圆周运动
【课标要求】
1.能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力,分析生活和生产中的离心现象。
2.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。
【学习目标】
1.掌握圆周运动的特点,会分析铁路的弯道、拱形桥和航天器中的失重现象。
2.自主学习,合作探究,通过分析生活中的圆周运动问题学会构建物理模型的思想方法。
3.激情投入,关注圆周运动的规律与日常生活的联系。
【重难点】
1、重点:分析向心力来源
2、难点:临界问题的讨论和分析 【使用说明与学法指导】
1. 15分钟研读课本26-29页的内容,明确火车弯道、拱形桥和航天器中的失重现象。
2.结合生活中的实例分析向心力来源和离线运动。
3. 带★的C 层选做,带★★的BC 层选做。
【课前预习】
一、 火车转弯问题
1.如图甲所示,若火车正在内外轨等高的轨道处转弯,请对火车进行受力分析并说明什么力提供火车做圆周运动的向心力?
2.如图乙示,若火车正在内外轨不等高处转弯,(轮缘与轨道间没有侧压
力)请对火车进行受力分析,思考什么力提供火车做圆周运动的向心力?
二、离心运动
1.做圆周运动的物体,在合外力突然消失时,将会怎样?
2.结合生活实际,举出物体做离心运动的例子。
在这些例子中离心运动是有益的还是有害的?
【我的疑问】请写出你的疑问,让我们在课堂上解决。
【课内探究】
探究点一:火车转弯问题
情景1:新华网北京2013年7月25日电,弯道限速80公里,通过时速180公里,后果会如何?2013年7月24日深夜,随着一声巨响,西班牙一列快速列车行驶至距加利西亚自治区首府圣地亚哥-德孔波斯特拉车站3公里处一个弯道时脱轨,造成至少77人死亡。
列车在弯道居然超速100公里,实乃“死亡狂奔”。
我们为什么要在火车转弯时限制速度呢? 问题1:设火车质量m 、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r ,为了消除火车车轮对路轨的侧向压力,试推导火车安全拐弯的速度。
问题2:若列车行驶的速度大于规定速度,火车轮缘对哪个轨道有侧压力?
问题3:若列车行驶的速度小于规定速度,火车轮缘对哪个轨道有侧压力?
探究二:汽车过拱桥的问题
情景2:汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行使,很容易发生爆胎,你知道原因吗?快通过下面问题的分析来寻找原因吧。
问题4:有一辆质量为800kg 的小汽车驶上圆弧半径为50m 的拱形桥。
(g 取10m/s 2
)
甲 α
乙 天上最美的是星星,人间最美的是真情
(1)若汽车到达桥顶时速度为5m/s ,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?
(3)若有一辆质量为800kg 的小汽车,驶上圆弧半径为50m 的凹形桥,在最低点时速度为2m/s 求:在最低点车对桥的压力多大?
【学以致用】
1.为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象,可以( ) A .增大汽车转弯时的速度 B .减小汽车转弯时的速度 C .增大汽车与路面间的摩擦 D .减小汽车与路面间的摩擦
2.汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行使,其中最容易发生爆胎的点是( )。
(假定汽车运动速率不变) A .a 点 B .b 点 C .c 点 D .d 点
★3. 如图所示,光滑水平面上,小球m 在拉力F 作用下做匀速圆周运动,若小球运动到P 点时,拉力F 发生变化,关于小球运动情况的说法正确的是( ) A .若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa 做离心运动 B .若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa 做离心运动 C .若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pb 做离心运动 D .若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pc 做近心运动
★★4.一根长为0.4m 的细绳,当它受到5N 的拉力时会被拉断,现在它的一端拴着一个质量为
0.4㎏的小球,以另一端为中心,使小球在竖直平面内做圆周运动,当它经过最低点时能将绳子拉断的线速度至少是多少?
【知识链接】
列车脱轨的几种不同原因
列车脱轨危及行车安全,轻者中断行车,扰乱运输秩序;重者车毁人亡,造成重大经
济损失和社会影响。
事实证明,列车脱轨是各种影响脱轨的不利因素综合作用的结果,对影响列车脱轨必须进行全面系统的分析研究,客观的分析列车脱轨的原因、机理,才能采取合适的技术和管理措施,减少甚至杜绝脱轨事故的发生。
造成列车脱轨的受力条件有两类,一类是使轮重减少的,一类是使轮轨之间横向力加大的,它们都有可能导致一个车轮爬上或跳上钢轨,造成轮对的另一端车轮掉道,从而产生列车脱轨。
一般说来,造成列车脱轨的具体原因主要来源于轨道、机车车辆、列车操控及其他因素等方面。
引自5月5日《北京科技报》,作者:北京交通大学土木建筑学院副教授。