第5章 曲线运动(竖直平面内的圆周运动;用牛顿定律解决圆周运动物体的受力问题)

第四章 曲线运动 万有引力与航天

单元综合提升

本章主要方法

本章内容可理解为牛顿运动定律在曲线运动中的应用。复习过程中要注意以下几种方法．

1．在研究复杂曲线运动时，要树立运动的合成与分解的意识。除了将复杂的曲线运动分解城相互垂直的直线分运动外，还可以将分运动合成为物体发生的实际运动。同时，还应深刻体会运动的独立性原理，理解分运动与合运动的等时性、等效性及满足平行四边形定则的特点。

2．平抛运动与类平抛运动的处理方法．

平抛运动可分解为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，其中，运动时间与合速度与水平方向的夹角是联系合运动与分运动的桥梁，当涉及位移时，要扣住时间，在涉及速度应扣住角度。

3．处理匀速圆周运动的运动学问题的方法。

除了熟记描述量间的公式关系外，还应注意：○1两个重要的结论：即不打滑的皮带传动时，两轮上与皮带接触的各点线速度大小相等；同一转轮上的各点的角速度大小相同；○2利用t可计算匀速圆周运动的运动时间；○3圆周追及问题可通过巧换参考系进行计算。

4．处理圆周运动的动力学问题的方法

○1匀速圆周运动满足物体的合外力等于向心力的动力学特征，关系式22224vFmmrmrT合是处理匀速圆周运动的动力学问题的关键规律，其中，分析向心力的来源和大小与确定圆周半径是难点，应引起重视。

○2变速圆周运动只在特殊位置才满足物体的合外力等于向心力的关系，如竖直平面内的圆周运动问题，只有最高点与最低点才满足此关系。同时，竖直平面内的圆周运动最高点存在速度的临界值，对轻绳模型：小球能到达最高点的最小速度minvgr。对轻杆模型：小球能到达最高点的条件是v≥0。

5．解答天体运动问题的思路与方法

中学阶段研究的天体运动大都将天体的正常运动视为匀速圆周运动，解决这类问题的轨迹规律是：222224MmvGmmrmrmarrT，同时还有下列内容值得高度重视：一个模型（天体运动的模型）、两个加速度相等（重力加速度与向心加速度）、三个力相等（万有引力、向心力、重力）四个问题（卫星系统内的完全失重、同步卫星与近地卫星、轨道变换、卫星回收）

高中物理学习材料

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【第五章 曲线运动】

一、曲线运动中值得注意的几个问题

问题一：曲线运动的条件

物体做曲线运动的条件：物体所受的合力方向（加速度的方向）跟它的速度方向不在同一条直线上。

概括：

（1）物体必须有初速度；

（2）必须有合力；

（3）速度与合力的方向不在同一条直线上。

合外力对速度的影响：合外力不仅可以改变速度的大小，还可以改变速度的方向。

如图1-甲，与v共线的分力2F改变速度的大小；与v垂直的分力1F改变速度的方向。

F1F2vF

图1-甲

如图1-乙、1-丙，将合力F沿着速度方向和垂直速度方向分解为1F和2F，沿着速度方向的分力1F产生加速度1a改变速度的大小，垂直速度方向的分力2F产生加速度2a改变速度的方向。 F1F2va1a2F F1F2Fa1a2v

图1-乙 图1-丙

问题二：运动的合成和分解

1. 怎样确定合运动和分运动？

物体的实际运动——合运动。合运动是两个（或几个）分运动合成的结果。当把一个实际运动分解，在确定它的分运动时，两个分运动要有实际意义。

2. 运动合成的规律

（1）合运动与分运动具有等时性；

（2）分运动具有各自的独立性。

3. 如何将已知运动进行合成或分解

（1）在一条直线上的两个分运动的合成

例如：速度等于0v的匀速直线运动与在同一条直线上的初速度等于零的匀加速直线运动的合运动是初速度等于0v的匀变速直线运动。

（2）互成角度的两个直线运动的合运动

两个分运动都是匀速直线运动，其合运动也是匀速直线运动。

一个分运动是匀速直线运动，另一个分运动是匀变速直线运动，其合运动是一个匀变速曲线运动。反之，一个匀变速曲线运动也可分解为一个方向上的匀速直线运动和另一个方向上的匀变速直线运动——为研究复杂的曲线运动提供了一种方法。

初速度为零的两个匀变速直线运动的合运动是一个初速度为零的匀变速直线运动。

高中物理必修二知识点总结：第五章曲线运动（人教版）

这一章是在前边几章的学习基础之上，研究一种更为复杂的运动方式：曲线运动。这也是运动学中更为重要的一部分内容，本章的重难点就在于抛体运动、圆周运动。

考试的要求：

Ⅰ、对所学知识要知道其含义，并能在有关的问题中识别并直接运用，相当于课程标准中的“了解”和“认识”。

Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系，能够解释，在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用，相当于课程标准的“理解”，“应用”。

要求Ⅱ：曲线运动、抛体运动、圆周运动。

知识构建：

新知归纳：

一、 曲线运动

●曲线运动

1、定义：物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。

2．物体做曲线运动的条件

(1）当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，这个合力总能产生一个改变速度方向的效果，物体就一定做曲线运动。

（2）当物体做曲线运动时，它的合力所产生的加速度的方向与速度方向也不在同一直线上。

（3）物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同确定的．

2、曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向，就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动。

物体运动的性质由加速度决定（加速度为零时物体静止或做匀速运动；加速度恒定时物体做匀变速运动；加速度变化时物体做变加速运动）。 3、曲线运动的速度方向

（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切线的方向。

（2）曲线运动的速度方向时刻改变，无论速度的大小变或不变，运动的速度总是变化的，故曲线运动是一种变速运动。

4、曲线运动的轨迹:作曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指向的一方弯曲，若已知物体的运动轨迹，可判断出物体所受合外力的大致方向，如平抛运动的轨迹向下弯曲，圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲等。

●曲线运动常见的类型：

（1）a=0：匀速直线运动或静止。

第五章 曲线运动（四、匀速圆周运动）

教学目标：

一 知识目标：

1.知道什么是匀速圆周运动

2.理解什么是线速度、角速度和周期

3.理解线速度、角速度和周期之间的关系

二 能力目标：

能够匀速圆周运动的有关公式分析和解决有关问题。

三 德育目标：

通过描述匀速圆周运动快慢的教学，使学生了解对于同一个问题可以从不同的侧面进行研究。

教学重点：

1.理解线速度、角速度和周期

2.什么是匀速圆周运动

3.线速度、角速度及周期之间的关系

教学难点：

对匀速圆周运动是变速运动的理解

教学方法：

讲授、推理归纳法

教学用具：

投影仪、投影片、多媒体

教学步骤：

一 导入新课

（1）物体的运动轨迹是圆周，这样的运动是很常见的，同学们能举几个例子吗？（例：转动的电风扇上各点的运动，地球和各个行星绕太阳的运动等）

（2）今天我们就来学习最简单的圆周运动──匀速圆周运动

二 新课教学

（一）用投影片出示本节课的学习目标 1.理解线速度、角速度的概念

2.理解线速度、角速度和周期之间的关系

3.理解匀速圆周运动是变速运动

（二）学习目标完成过程

1.匀速圆周运动

（1）用多媒体投影一个质点做圆周运动，在相等的时间里通过相等的弧长。

（2）并出示定义：质点沿圆周运动，如果在相等的时间里通过的圆弧长度相同──这种运动就叫匀速圆周运动。

（3）举例：通过放录像让学生感知：一个电风扇转动时，其上各点所做的运动，地球和各个行星绕太阳的运动，都认为是匀速圆周运动。

（4）通过电脑模拟：两个物体都做圆周运动，但快慢不同，过渡引入下一问题。

2.描述匀速圆周运动快慢的物理量

1 线速度

a：分析：物体在做匀速圆周运动时，运动的时间t增大几倍，通过的弧长也增大几倍，所以对于某一匀速圆周运动而言，s与t的比值越大，物体运动得越快。

b：线速度

（1）线速度是物体做匀速圆周运动的瞬时速度。

（2）线速度是矢量，它既有大小，也有方向。

（3）线速度的大小