精品-优秀PPT课件--精品-优秀PPT课件--专题3 曲线运动与万有引力

66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
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16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。

有心力场近似
局限性
在研究天体运动时，由于天体之间的距离 极大，可以近似地将万有引力视为均匀力 场，简化计算过程。
万有引力定律不适用于微观领域和高速运 动的物体间相互作用，此时需要考虑量子 力学和狭义相对论等其他理论。
REPORT
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ANALYSIS
SUMMAR Y
03
曲线运动与万有引力的 关系
一个地球仪、一个小球、一个稳定的平桌 面。
实验结论
通过实验可以发现，小球受到地球的万有 引力作用，沿着一定的轨迹运动，形成了 天体运动的规律和特点。
实验三：研究物体在太空中的运动的实验
实验目的
通过模拟物体在太空中的运动，了解 物体在太空中的运动规律和特点。
实验步骤
将小球放置在稳定的平桌面上，然后 将真空容器盖在平桌面上，排除空气 ，观察小球的轨迹和运动情况。
车辆的行驶过程中，圆周运动起着重要的作用，如轮胎的滚动、方向盘的控制等。
详细描述
车辆在行驶过程中，轮胎与地面的接触点在不断地改变，形成圆周运动。这种圆周运动使得车辆能够顺利地转弯 、刹车和加速。同时，方向盘的控制也涉及到圆周运动，通过调整方向盘的角度，可以改变车辆的行驶方向。
卫星轨道的运动与万有引力
卫星的稳定运行和精确控制。
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05
实验演示与结论
实验一：验证万有引力定律的实验
实验目的
通过实验验证万有引力定律，了解万有引力定律在现实生活中的应用 。
实验材料
两个不同质量的球体、一根细线、一个秤、一个稳定的平桌面。
实验步骤
将两个球体用细线悬挂起来，让它们稳定地停在空中，然后将稳定的 平桌面放置在两个球体下方，观察球体的运动情况。

A.物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小一定不变 B.物体所受弹力不变，摩擦力大小减小了 C.物体所受的摩擦力的方向沿竖直方向 D.物体所受弹力逐渐增大，摩擦力大小可能不变
11变式题 如图 16－2 所示，能正确描述质点运动 到 P 点时的速度和加速度的方向关系的是( )
例 2 船在静水中的速度为 v，流水的速度为 u，河 宽为 L.(1)为使渡河时间最短，应向什么方向划船？此时
[2010·江苏卷] 如图 16－4 所示，一块橡皮用细线 悬挂于 O 点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移
图18-1
例 2 有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图 18－3 所示，长为 L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在 半径为 r 的水平转盘边缘．转盘可绕穿过其中心的竖直 轴转动．当转盘以角速度 ω 匀速转动时，钢绳与转轴在 同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 θ.不计钢绳的重
如图 18－4 所示，在绕中心轴 OO′转动的圆筒内壁 上，有一物体随圆筒一起转动．在圆筒的角速度逐渐增大 的过程中，物体相对圆筒始终未滑动，下列说法中正确的 是( )
图17-7
球到达斜面底端时的速度为多大？
例 1 如图 18－1 所示为一皮带传动装置，右轮的半径为 r，a 是它边缘上的一点，左侧是一轮轴，大轮的半径为 4r，小轮的 半径为 2r，b 点在小轮上，到小轮中心的 所示，A、B 两个齿轮的齿数分别为 z1、 z2，各自固定在过 O1、O2 的轴上，其中过 O1 的轴与电动 机相连接，此轴的转速为 n1，求：
A.大小和方向均不变 B.大小不变，方向改变 C.大小改变，方向不变 D.大小和方向均改变
动，求当 A 球沿墙下滑距离为2l 时 A、B 两球的速度 vA
和 vB 的关系．(不计一切摩擦) 例 1 在同一平台上的 O 点抛出的 3 个物体，做平抛

一个物体做平抛运动，已知重力 加速度为 g。根据下列已知条件， 既可以确定初速度大小，又可以
确定飞行时间的是( C )
A．水平位移大小 B．下落高度 C．落地时速度大小和方向 D．从抛出到落地的位移大小
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)以一定的初速度水平抛出的物体的运动是平抛运动。( × )
A．vsinθ
B．vcosθ
C．vtanθ
D．vcotθ
如图所示，物体 A、B 经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A 物体受水平向右的力 F 的作用，此时 B 匀速下降，A 水平向左
运动，可知( B )
A．物体 A 做匀速运动 B．物体 A 做加速运动 C．物体 A 所受摩擦力逐渐增大 D．物体 A 所受摩擦力不变
(×)
(7)从同一高度水平抛出的物体，不计空气阻力，初速度大的落
地速度大。( √ )
如图所示为足球球门，球门宽为 L。一个球员在球门中心正前 方距离球门 s 处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角(图中 P 点)。球员顶球点的高度为 h。足球做平抛运动(足球可看成质
点，忽略空气阻力)，则( B )
如图所示，人在岸上拉船，已知船的质量为 m，水的阻力恒为
f，当轻绳与水平面的夹角为θ时，船的速度为 v，此时人的拉
力大小为 F，则( AC )
A．人拉绳行走的速度为 vcosθ
B．人拉绳行走的速度为 v
cosθ C．船的加速度为Fcosθ－f
m D．船的加速度为F－f
m
3、小船渡河问题 船的实际运动：合运动 三种速度：船在静水中的速度v1、水的流速v2、船的 实际速度v。 三种情景 (1)过河时间最短 (2)过河路径最短(v2<v1时) (3)过河路径最短(v2>v1时)：

第四章 曲线运动 万有引力与航天
第4讲
万有引力与航天
内容 索引
考点一 开普勒行星运动定律 考点二 万有引力定律的理解 考点三 万有引力定律的应用 考点四 宇宙航行
练出高分
考点一 开普勒行星运动定律 的一个 焦点 上.
1.第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是 椭圆 ，太
2.第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在 相
自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线
，与它们之间距离r的平方
(1)公式适用于 质点 间的相互作用.当两个物体间的距离远大
考点二 万有引力定律的理解
√
×
×
考点二 万有引力定律的理解
4
5
6
4.地球半径为 R，一物体在地球表面受到的万有引力为 F F 受到的万有引力为 3 ，则该处距地面的高度为( B ) 3 A.2R C. 3R B.( 3－1)R D.3R
考点三 万有引力定律的应用 应用万有引力定律时注意的问题 1.估算天体质量和密度时应注意的问题 的只是中心天体的质量，并非环绕天体的质量.
(1)利用万有引力提供天体做圆周运动的向心力估算天体
(2)区别天体半径R和卫星轨道半径r，只有在天体表面附近
4 3 r≈R；计算天体密度时，V＝ πR 中的R只能是中心天体 3
过 相等 的面积.
3.第三定律：所有行星的轨道的 半长轴 的三次方跟它的 公
a3 2＝k 方的比值都 相等 .其表达式为 T ，其中a是椭圆轨道
行星绕太阳公转的周期，k是一个对所有行星都相同的常量
考点一 开普勒行星运动定律
判断下列说法是否正确.
动.( × ) 率比较慢.(
(1) 开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫

道运动。
本课件通过实例和图解，详细解释了曲 线运动和万有引力之间的联系，帮助学
生深入理解这一物理现象。
对未来研究的思考
本课件虽然已经较为全面地介绍了曲线运动与万有引力之间的关系，但仍有许多 值得进一步探讨和研究的问题。
例如，可以进一步研究不同质量、速度和轨道形状对曲线运动的影响，以及万有 引力在不同环境下的变化规律。这些问题的研究将有助于更深入地理解物理现象 ，并为实际应用提供理论支持。
曲线运动与万有引力关系的实例分析
万有引力定律
万有引力定律指出任何两个物体间都存 在相互吸引的力，其大小与两物体的质 量成正比，与两物体间距离的平方成反 比。万有引力是维持行星沿轨道运动的 重要力。
VS
卫星绕地球运动
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对 卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向 心力，使卫星能够稳定地绕地球运动。
例如地球上的抛物线运动，由于受到 地球引力的作用，物体的运动轨迹发 生偏转，最终形成抛物线运动。
曲线运动的形成
由于万有引力的作用，物体在运动过 程中受到的力矩不为零，导致物体的 运动轨迹发生偏转，形成曲线运动。
04
曲线运动与万有引力的实 例分析
天体运动的实例分析
天体运动轨道
行星绕太阳运动的轨道是椭圆，地球绕太阳运动过程中，地球与太阳之间的万有引力提供向心力，使地球沿椭圆 轨道运动。
曲线运动的分类
匀速曲线运动
物体在恒力作用下，速度大小保 持不变的曲线运动。
变速曲线运动
物体在变力作用下，速度大小发 生变化的曲线运动。
曲线运动的特点
速度方向时刻变化
01
由于曲线运动的速度方向与轨迹切线方向一致，因此速度方向
时刻变化。

唯用一枝瘦笔，剪一段旧时光，剪掉喧嚣尘世的纷纷扰扰，剪掉终日的忙忙碌碌。情也好，事也罢，细品红尘，文字相随，把寻常的日子，过得如春光般明媚。光阴珍贵，指尖徘徊的时光唯有珍惜，朝圣的路上做一个谦卑的信徒，听雨落，嗅花香，心上植花田，蝴蝶自会来，心深处自有广阔的天地。旧时光难忘，好的坏的一一纳藏，不辜负每一寸光阴 在我十八岁那年，我的父亲成了一个傻子。 我可能从没想过我的生活会因为这场意外而变得天翻地覆，我曾经一直想要逃离这个家，后来我的父亲傻了，我自由了，却发现已经无法割舍这里的一切。 一
烦恼时，友情如醇绵的酒；痛苦时，友情如清香的茶；快乐时，友情如轻快的歌；孤寂时，友情如对饮的月…… 友情是一汪温泉，是共同烦恼和喜悦的点点滴滴，最后汇聚成一条友情的河，在生命里潺潺不息。
友情是一缕轻柔的风，是懊恼时送来的缕缕畅意，是烦闷时真诚互吐的心曲，是节日时互赠的声声祝语……那时的友情，是一卷明朗的画，无论何时想起都清爽亮丽；是生命里郁郁葱葱的树木，一年四季常青。 一个人的天空是狭小的、单调的。友情织成的天空，是广阔的，也是灿烂的。友情能给你的生活增添情趣，让你更多的洞悉外面的世。 友情是一股互助的动力，是互相欣赏的知己。是成功时的互相致意，是失败时永恒的鼓舞，是一曲豪迈的歌，何时唱起都激昂如昔。 友情，又像是一杯浓浓的咖啡，是成熟后的淡淡的香醇与苦涩，是愚人节一个善意的玩笑，是生日时的那一句：生日快乐！ 你是天上的云，我就是吹动你的风，我们彼此依赖，互相信任，互相关心。 友情，有时是一种无声的陪伴，是桌子前的两两对坐，无言亦是懂得。友情是一处温暖的海港，静静地接待疲惫的你靠岸。
小心翼翼珍藏着，和母亲在一起的美好时光。母亲身体一直不好，最后的几年光景几乎是在医院渡过，然而和母亲在一起的毎一刻都是温暖美好的。四年前，母亲还是离开了这个世界，离开了我。生命就是如此脆弱，逝去和別离，陈旧的情绪某年某月的那一刻如水泻闸。水在流，云在走，聚散终有时，不贪恋一生，有你的这一程就是幸运。那是地久天长的在我的血液中渗透，永远在我的心中，在我的生命里。 时光就是这么不经用，很快自己做了母亲，我才深深的知道，这样的爱，不带任何附加条件，不因万物毁灭而更改。只想守护血浓于水的旧时光，即便峥嵘岁月将容颜划伤，相信一切都是最好的安排。那时的时光无限温柔，当清水载着陈旧的往事，站在时光这头，看时光那头，一切变得分明。执笔书写，旧时光的春去秋来，欢喜也好，忧伤也好，时间窖藏，流光曼卷里所有的宠爱，疼惜，活色生香的脑海存在。

域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点。若带电粒
子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正
确判断的是（ ）
a
A． 带电粒子所带电荷的符号；
b
B． 带电粒子在a、b两点的受力方向；
C． 带电粒子在a、b两点的速度何处较大；
D．带电粒子在a、b两点的电势能何处较大。
问题2：会根据运动的合成与分解求解船过河 问题。
无支撑（如球与绳连结，沿内轨道的“过山车”）
有支撑（如球与杆连接，车过拱桥）
有约束
无约束
例13、小球A用不可伸长的细绳悬于O点，在 O点的正下方有一固定的钉子B，OB=d，初 始时小球A与O同水平面无初速度释放，绳长 为L，为使小球能绕B点做完整的圆周运动，
如图15所示。试求d的取值范围。
mA
O L
量M。
问题11：会用万有引力定律计算天体的平均密度。 通过观测天体表面运动卫星的周期T，，就可以 求出天体的密度ρ。 例19、如果某行星有一颗卫星沿非常靠近此恒星 的表面做匀速圆周运动的周期为T，则可估算此恒 星的密度为多少?
例20、一均匀球体以角速度ω绕自己的 对称轴自转，若维持球体不被瓦解的唯 一作用力是万有引力，则此球的最小密 度是多少？
sh in V 0 t 1 2g sin t2,
由此可求得落地的时间t。问：你同意上述解法吗？若同 意，求出所需的时间；若不同意，则说明理由并求出你认 为正确的结果。会根据匀速圆周运动的特点分析求解皮带传动 和摩擦传动问题。
• 凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动）的 两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；
d D B C 图15
5．在质量为M的电动机飞轮上，固定着一个 质量为m的重物，重物到轴的距离为R，如图 24所示，为了使电动机不从地面上跳起，电 动机飞轮转动的最大角速度不能超过

（限于圆轨道）
Ⅱ
6．宇宙速度
Ⅰ
06.07.2020
2
考纲要求
Ⅰ 对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识 别和直接使用
Ⅱ 对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系； 能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理 和判断等过程中运用
06.07.2020
3
知识网络
条件： F合 与初
2H ) g
由几何知识可知 x2 ? H 2 ? s 2
解得
v?
v02
?
( t
?
H
2H g
)2
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27
七.曲线运动的一般研究方法
研究曲线运动的一般方法就是正交分解 法。将复杂的曲线运动分解为两个互相垂直 方向上的直线运动。一般以初速度或合外力 的方向为坐标轴进行分解。
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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？
★决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线
06.07.2020
10
如图所示
v1
v
a1
a
o 常见的类型有：
v2 a2
⑴a=0：匀速直线运动或静止。
⑵a恒定：性质为匀变速运动，分为：① v、a同向，匀加 速直线运动；②v、a反向，匀减速直线运动；③v、a成角 度，匀变速曲线运动（轨迹在v、a之间，和速度v的方向相 切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到。）
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二、匀速圆周运动
1.特点：匀速圆周运动是线速度大小不变的运动， 因此它的角速度、周期和频率都是恒定不变的, 物体受的合外力全部提供向心力.
5．运动的性质和轨迹

2020/12/11
图226
(1)若CD部分传送带不运转，求米袋沿传送带所能 上升的最大距离．
﹡(2)若要米袋能被送到D端，求CD部分顺时针运转
的速度应满足的条件及米袋从C端到D端所用时间 的取值范围．
【解析】这类题目一般都是较难题，解题时一定 要分析清楚摩擦力是动力还是阻力，摩擦力的种 类和方向，还要将运动和力的关系以及物理过程 的程序理顺，才能有清晰的解题思路．
2020/12/11
在匀强磁场中，有一摆球带正电的单摆 ，摆动平面与磁场方向垂直，如图316所示．球在摆 动过程中(不计空气阻力的作用)( ) A．由于受到磁场力的作用，摆球机械能不守恒 B．摆球每次通过最低点时，摆线上的拉力总是相等 C．摆球每次通过最低点时，向心力
总是相等 D．摆球每次通过最高点时，摆线上
数为0.8，木块与圆盘的最大静摩擦力 与相同条件下的滑动摩擦力相同．
若要保持木块不相对圆盘滑动，
圆盘转动的角速度最大值约为(取
g10m/s2)( )
A．8 rad/s
C. 124 rad/s
2020/12/11
B． 2 rad/s D. 60 rad/s
图317
【解析】木块在转到最低点时由于重力的分力背离
2020/12/11
[例 1] 2012·江西测试2010 年我国一些地区如江西、湖 南、福建、贵州、广西、重庆等地均发生了严重的洪水灾害．在 一次抗洪救灾中，洪水形成了一条宽 60m，水流速度 v1＝6m/s 的大河，救灾人员所用小船在静水中的行驶速度为 v2＝3m/s.
(1)若救灾人员在河中O点(O点到河对岸距离为60m)处救起 一名受灾群众，急需运往河对岸救治，则他最快用多长时间运 动到河边？