曲線運動總結(jié)范文.doc

曲線運動總結(jié)范文 4.曲線運動萬有引力定律 一、曲線運動目的要求曲線運動中質(zhì)點的速度和加速度特點、運動的合成與分解知識要點 1、曲線運動的特點、作曲線運動的物體，速度始終在軌跡的切線方向上，因此，曲線運動中可以肯定速度方向在變化，故曲線運動一定是變速運動；、曲線運動中一定有加速度且加速度和速度不能在一條直線上，加速度方向一定指向曲線運動凹的那一邊。 2、作曲線運動的條件物體所受合外力與速度方向不在同一直線上。 中學(xué)階段實際處理的合外力與速度的關(guān)系常有以下三種情況、合外力為恒力，合外力與速度成某一角度，如在重力作用下平拋，帶電粒子垂直進入勻強電場的類平拋等。 、合外力為變力，大小不變，僅方向變，且合外力與速度垂直，如勻速圓周運動。 、一般情誤況，合外力既是變力，又與速度不垂直時，高中階段只作定性分析。 3、運動的合成與分解運動的合成與分解包含了位移、加速度、速度的合成與分解。 均遵循平行四邊形法則。 （一般采用正交分解法處理合運動與分運動的關(guān)系）中學(xué)階段，運動的合成與分解是設(shè)法把曲線運動（正交）分解成直線運動再用直線運動規(guī)律求解。 常見模型船渡河問題；繩通過定滑輪拉物體運動問題例題分析例 1、關(guān)于運動的合成與分解，下列說法正確的是（BCD）A、兩個直線運動的合運動一定是直線運動；B、兩個互成角度的勻速直線運動的合運動一定是直線運動；C、兩個勻加速運動的合運動可能是曲線運動；D兩個初速為零的勻加速直線運動互成角度，合運動一定是勻加速直線運動；說明本例題作為概念性判斷題，可采用特例法解決。 例 2、河寬為d，水流速度為v1，船在靜水中速度為v2，且v1v2，如果小船航向與河岸成角斜向上游，求 （1）它渡河需多少時間？ （2）如果要以最短時間過河，船頭應(yīng)指向何方？此時渡河位移為多少？ （3）如果要以最短位移渡河，船頭應(yīng)指向何方？此時渡河時間為多少？拓展當v1v2時，討論以上三問？例 3、如圖在高出水面h的河岸上通過定滑輪用恒定速率v0拉繩，使船A靠岸，求當繩與水平夾角為時，船速VA為多大？根據(jù)結(jié)論說明靠岸過程中，船作什么性質(zhì)運動？ 二、平拋運動目的要求學(xué)會用運動分解的方法求解曲線運動。 知識要點 1、平拋運動特點僅受重力作用，水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體，是一種勻變速曲線運動；軌跡是條拋物線。 2、平拋運動規(guī)律（從拋出點開始計時） （1）、速度規(guī)律VX=V0VY=gt V與水平方向的夾角tg=gt/v0 （2）、位移規(guī)律X=v0t(證明軌跡是一條拋物線)1gt S與水平方向的夾角tg=gt/2v0=Y=22tg21 （3）、平拋運動時間t與水平射程X平拋運動時間t由高度Y決定，與初速度無關(guān)；水平射程X由初速度和高度共同決定。 （4）、平拋運動中，任何兩時刻的速度變化量V=gt（方向恒定向下）例題分析例 1、一物體作平拋運動，它在落地前1秒內(nèi)它的速度與水平方向的夾角由30平拋運動的初速度；平拋運動的時間；平拋運動高度。 小結(jié)研究和分析平拋運動，重在對兩個分運動規(guī)律的理解和應(yīng)用，即水平方向勻速直線運動，豎直方向自由落體運動規(guī)律的靈活交替運用。 例 2、質(zhì)點在斜面（傾角為）上以初速度V0水平拋出，落在斜面上B點，求飛行時間t?0變成600，求 三、平拋運動實驗與應(yīng)用實驗?zāi)康拿枋鲞\動軌跡、求初速度實驗原理利用水平方向勻速運動x=v0t，豎直方向自由落體y=221gt得ygxV20?測出多組x、y算出v0值，再取平均值。 實驗器材平拋運動實驗器材一套，刻度尺等。 實驗步驟見教材注意事項安裝斜槽固定在水平桌面上時，注意斜槽出口切線水平；每次讓小球從同一高度靜止釋放。 例題分析例 1、如圖所示，在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格邊長L=1.25cm,若小球在平拋運動途中的幾個位置如圖中的a,b,c,d。 則小球平拋運動的初速度的計算式為v0=()(用L g表示).其值是()(g=9.8m/s2)例 2、房內(nèi)高處有白熾燈S，可看成點光源，如果在S所在位置沿著垂直于墻的方向扔出一個小球A，如圖所示，不計空氣阻力，則A在墻上的影子的運動情況是（D）A、加速度逐漸增大的直線運動，B、加速度逐漸減小的直線運動C、勻加速直線運動，D、勻速直線運動。 四、勻速圓周運動目的要求學(xué)會利用描述勻速圓周運動有關(guān)物理量分析有關(guān)事例知識要點 1、物體運動的軌跡是圓周或是圓周一部分叫圓周運動；作圓周運動的物體相等時間內(nèi)通過的弧長相等稱為勻速圓周運動。 2、描述勻速圓周運動的有關(guān)量及它們的關(guān)系 （1）、線速度 （2）、角速度 （3）、周期 （4）、頻率 （5）、向心加速度雖然勻速圓周運動線速度大小不變，但方向時刻改變，故勻速圓周運動是變速運動；向心加速度大小不變但方向時刻改變（始終指向圓心），故勻速圓周運動是一種變加速運動。 例題分析例 1、如圖所示為皮帶傳動裝置，右輪半徑為r，a為它邊緣的一點，左側(cè)是大輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r。 b為小輪上一點，它到小輪中心距離為r，c、d分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動中不打滑，則（C D）A、a點與b點線速度大小相等；B、a點與b點角速度大小相等；C、a點與c點線速度大小相等；D、a點與d點向心加速度大小相等；本例主要考查線速度、角速度、向心加速度概念，同時抓住兩個核心若線速度一定時，角速度與半徑成反比；若角速度一定，線速度與半徑成正比。 例 2、如圖所示，A、B兩質(zhì)點繞同一圓心按順時針方向作勻速圓周運動，A的周期為T1，B的周期為T2，且T1T2，在某時刻兩質(zhì)點相距最近，開始計時，問 （1）何時刻兩質(zhì)點相距又最近？ （2）何時刻兩質(zhì)點相距又最遠？ 五、圓周運動動力學(xué)目的要求圓周運動向心力，牛頓第二定律的特定應(yīng)用。 知識要點 1、勻速圓周運動特點 （1）速度大小不變無切向加速度；速度方向改變有向心加速度a=RRv22? （2）合外力必提供向心力 2、變速圓周運動特點 （1）速度大小變化有切向加速度；速度方向改變有向心加速度。 故合加速度不一定指向圓心。 （2）合外力不一定全提供向心力，合外力不一定指向圓心。 3、向心力表達式224?向RfmRTmRmRvmmaF22224? 4、處理圓周運動動力學(xué)問題般步驟 （1）確定研究對象，進行受力分析； （2）建立坐標系，通常選取質(zhì)點所在位置為坐標原點，其中一條軸與半徑重合； （3）用牛頓第二定律和平衡條件建立方程求解。 例題分析例 1、物體質(zhì)量為m，在下列各種情況中作勻速圓周運動，半徑為R，周期為T，分析其向心力，列出動力學(xué)表達式 （1）置于水平轉(zhuǎn)動的圓盤上隨之一起作圓周運動； （2）置于豎直轉(zhuǎn)動圓筒內(nèi)壁的物體，隨之一起轉(zhuǎn)動； （3）飛機在空中水平勻速轉(zhuǎn)圈。 例 2、如圖所示，用長為l的輕繩一端固定在O點，另一端拴質(zhì)量為m的小球，并令小球在豎直平面內(nèi)繞O點作圓周運動，求小球在圓周的最高點時速度和拉力特點及最低點時速度和拉力特點？ 六、萬有引力定律目的要求復(fù)習萬有引力定律、宇宙速度、人造衛(wèi)星及應(yīng)用知識要點 1、萬有引力定律（1687年）221rmmGF?適用于兩個質(zhì)點或均勻球體；r為兩質(zhì)點或球心間的距離；G為萬有引力恒量（1798年由英國1067.6G? 2、天體運動的研究天體運動可看成是勻速圓周運動其引力全部提供向心力2vmr2vmrrMmG2?可得GM?物理學(xué)家卡文迪許利用扭秤裝置測出）2211/kgmN?22rMmG?討論 （1）由22rMmG?可得GMv?r越大，V越小。 （2）由rmr23r r越大，越小。 （3）由rTmrMmG222?可得GMrT32?r越大，T越大。 （4）由向marMmG?2可得2rGMa?向r越大，a向越小。 3、萬有引力定律的應(yīng)用主要涉及兩個方面 （1）測天體的質(zhì)量及密度（萬有引力全部提供向心力）22?4RM得?由rTmrMmG2?得2324?GTrM?又?3?33233?RGTr （2）行星表面重力加速度、軌道重力加速度問題（重力近似等于萬有引力）MmG?表面重力加速度xxRGMgmgR?軌道重力加速度?22hRGMgmghRGMm? 4、人造衛(wèi)星、宇宙速度 （1）人造衛(wèi)星分類（略）其中重點了解同步衛(wèi)星 （2）宇宙速度（弄清第一宇宙速度與發(fā)衛(wèi)星發(fā)射速度的區(qū)別）例題分析例 1、利用下列哪組數(shù)據(jù)，可以計算出地球質(zhì)量（A B）A、已知地球半徑和地面重力加速度B、已知衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動的軌道半徑和周期C、已知月球繞地球作勻速圓周運動的周期和月球質(zhì)量D、已知同步衛(wèi)星離地面高度和地球自轉(zhuǎn)周期本例從各方面應(yīng)用萬有引力提供向心力來求出不同條件下地球（行星）質(zhì)量表達式。 例 2、某同步衛(wèi)星相對地面是靜止的，已知地球半徑是6400km，地面重力加速度g=9.8m/s2。 求 （1）同步衛(wèi)星離地面高度h； （2）同步衛(wèi)星線速度v（36000000m；3100m/s）拓展同步通訊衛(wèi)星運動的軌道平面應(yīng)在地球上空什么位置？5.動量 一、沖量和動量目的要求復(fù)習動量和動量定理、動量守恒定律。 知識要點1.動量按定義，物體的質(zhì)量和速度的乘積叫做動量p=mv動量是描述物體運動狀態(tài)的一個狀態(tài)量，它與時刻相對應(yīng)。 動量是矢量，它的方向和速度的方向相同。 2.沖量按定義，力和力的作用時間的乘積叫做沖量I=Ft沖量是描述力的時間積累效應(yīng)的物理量，是過程量，它與時間相對應(yīng)。 沖量是矢量，它的方向由力的方向決定（不能說和力的方向相同）。 如果力的方向在作用時間內(nèi)保持不變，那么沖量的方向就和力的方向相同。 高中階段只要求會用I=Ft計算恒力的沖量。 對于變力的沖量，高中階段只能利用動量定理通過物體的動量變化來求。 要注意的是沖量和功不同。 恒力在一段時間內(nèi)可能不作功，但一定有沖量。 例題分析例1質(zhì)量為m的小球由高為H的光滑斜面頂端無初速滑到底端過程中，重力、彈力、合力的沖量各是多大？特別要注意，該過程中彈力雖然不做功，但對物體有沖量。 例2一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度水平向右運動，碰到一塊豎硬的大理石后被彈回，沿著同一直線以2m/s的速度水平向左運動，碰撞前后鋼球的動量有沒有變化？變化了多少？解取水平向右的方向為正方向，碰撞前鋼球的速度v=2m/s，碰撞前鋼球的動量為P=mv=0.22kgm/s=0.4kgm/s。 碰撞后鋼球的速度為v=0.2m/s，碰撞后鋼球的動量為p=m v=-0.22kgm/s=-0.4kgm/s。 p=p-P=-0.4kgm/s-0.4kgm/s=-0.8kgm/s，且動量變化的方向向左。 例3一個質(zhì)量是0.2kg的鋼球，以2m/s的速度斜射到堅硬的大理石板上，入射的角度是45?，碰撞后被斜著彈出，彈出的角度也是45?，速度大小仍為2m/s，用作圖法求出鋼球動量變化大小和方向？m Hvv v v45?45?動量是矢量，求其變化量可以用平行四邊形定則在一維情況下可首先規(guī)定一個正方向，這時求動量的變化就可以簡化為代數(shù)運算了。 解碰撞前后鋼球不在同一直線運動，據(jù)平行四邊形定則，以p和P為鄰邊做平行四邊形，則p就等于對解線的長度，對角線的指向就表示的方向smkgsmkgppp/24.0/4.04.0)(2222?方向豎直向上。 45?45?-p pp 二、動量定理目的要求復(fù)習動量定理及其應(yīng)用知識要點1.動量定理物體所受合外力的沖量等于物體的動量變化。 既I=p動量定理表明沖量是使物體動量發(fā)生變化的原因，沖量是物體動量變化的量度。 這里所說的沖量必須是物體所受的合外力的沖量（或者說是物體所受各外力沖量的矢量和）。 動量定理給出了沖量（過程量）和動量變化（狀態(tài)量）間的互求關(guān)系。 現(xiàn)代物理學(xué)把力定義為物體動量的變化率tPF?（牛頓第二定律的動量形式）。 動量定理的表達式是矢量式。 在一維的情況下，各個矢量必須以同一個規(guī)定的方向為正。 2.利用動量定理定性地解釋一些現(xiàn)象3.利用動量定理進行定量計算利用動量定理解題，必須按照以下幾個步驟進行明確研究對象和研究過程。 研究對象可以是一個物體，也可以是幾個物體組成的質(zhì)點組。 質(zhì)點組內(nèi)各物體可以是保持相對靜止的，也可以是相對運動的。 研究過程既可以是全過程，也可以是全過程中的某一階段。 進行受力分析。 只分析研究對象以外的物體施給研究對象的力。 所有外力之和為合外力。 研究對象內(nèi)部的相互作用力（內(nèi)力）會改變系統(tǒng)內(nèi)某一物體的動量，但不影響系統(tǒng)的總動量，因此不必分析內(nèi)力。 如果在所選定的研究過程中的不同階段中物體的受力情況不同，就要分別計算它們的沖量，然后求它們的矢量和。 規(guī)定正方向。 由于力、沖量、速度、動量都是矢量，在一維的情況下，列式前要先規(guī)定一個正方向，和這個方向一致的矢量為正，反之為負。 寫出研究對象的初、末動量和合外力的沖量（或各外力在各個階段的沖量的矢量和）。 根據(jù)動量定理列式求解。 例題分析例1以初速度v0平拋出一個質(zhì)量為m的物體，拋出后t秒內(nèi)物體的動量變化是多少？例2雞蛋從同一高度自由下落，第一次落在地板上，雞蛋被打破；第二次落在泡沫塑料墊上，沒有被打破。 這是為什么？ 三、動量守恒定律目的要求復(fù)習動量守恒定律及其應(yīng)用。 知識要點1.動量守恒定律一個系統(tǒng)不受外力或者受外力之和為零，這個系統(tǒng)的總動量保持不變。 即22112211vmvmvmvm?2.動量守恒定律成立的條件系統(tǒng)不受外力或者所受外力之和為零；系統(tǒng)受外力，但外力遠小于內(nèi)力，可以忽略不計；系統(tǒng)在某一個方向上所受的合外力為零，則該方向上動量守恒。 全過程的某一階段系統(tǒng)受的合外力為零，則該階段系統(tǒng)動量守恒。 3.動量守恒定律的表達形式除了22112211vmvmvmvm?，即p1+p2=p1p1+p2=0，p1=-p2和vm?4.動量守恒定律的重要意義從現(xiàn)代物理學(xué)的理論高度來認識，動量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一。 （另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律。 ）從科學(xué)實踐的角度來看，迄今為止，人們尚未發(fā)現(xiàn)動量守恒定律有任何例外。 相反，每當在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現(xiàn)象時，物理學(xué)家們就會提出新的假設(shè)來補救，最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終。 例如靜止的原子核發(fā)生衰變放出電子時，按動量守恒，反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運動。 但云室照片顯示，兩者徑跡不在一條直線上。 為解釋這一反常現(xiàn)象，1930年泡利提出了中微子假說。 由于中微子既不帶電又幾乎無質(zhì)量，在實驗中極難測量，直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。 （2000年高考綜合題23就是根據(jù)這一歷史事實設(shè)計的）。 又如人們發(fā)現(xiàn)，兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的。 這時物理學(xué)家把動量的概念推廣到了電磁場，把電磁場的動量也考慮進去，總動量就又守恒了。 例題分析例1質(zhì)量為m=0.10kg的小鋼球以Vo=10m/s的水平速度拋出，下落h=5.0m時撞擊一鋼板，撞后速度恰好反向，則鋼板與水平地面的夾角=_.剛要撞擊時小球的動量的大小為_（g=10m/s2)解小鋼球作平拋運動，撞擊鋼板時的豎直分速度Vy=動，所以Vx=Vo=10m/s.而tgn=Vo/Vy=1，所以=450，另外鋼球的末速度為Vt=m/s，于是剛要撞擊時小球的動量大小等于P=mVt=kgm/s例2.質(zhì)量為m的鋼球自高處下落，以速度V1碰地，豎直向上彈回，碰撞時間極短，離地的速率為V2，在碰撞過程中，地面對鋼球的沖量的方向和大小為（）A.向下，m(V1-V2)B.向下，m（V1+V2）C.向上，m(V1-V2)D.向上，m(V1+V2)/+p2/外，還有1221vm?=10m/s.而水平方向作的是勻速運 四、動量守恒定律的應(yīng)用目的要求復(fù)習掌握動量守恒定律的應(yīng)用知識要點1.碰撞兩個物體在極短時間內(nèi)發(fā)生相互作用，這種情況稱為碰撞。 由于作用時間極短，一般都滿足內(nèi)力遠大于外力，所以可以認為系統(tǒng)的動量守恒。 碰撞又分彈性碰撞、非彈性碰撞、完全非彈性碰撞三種。 仔細分析一下碰撞的全過程設(shè)光滑水平面上，質(zhì)量為m1的物體A以速度v1向質(zhì)量為m2的靜止物體B運動，B的左端連有輕彈簧。 在位置A、B剛好接觸，彈簧開始被壓縮，A開始減速，B開始加速；到位置A、B速度剛好相等（設(shè)為v），彈簧被壓縮到最短；再往后A、B開始遠離，彈簧開始恢復(fù)原長，到位置彈簧剛好為原長，A、B分開，這時A、B的速度分別為機械能是否守恒就要看彈簧的彈性如何了。 彈簧是完全彈性的。 系統(tǒng)動能減少全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能，狀態(tài)系統(tǒng)動能最小而彈性勢能最大；彈性勢能減少全部轉(zhuǎn)化為動能；因此、狀態(tài)系統(tǒng)動能相等。 這種碰撞叫做彈性碰撞。 由動量守恒和能量守恒可以證明A、B的最終速度分別為2,vmmmm?彈簧不是完全彈性的。 系統(tǒng)動能減少，一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢能，一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和相同，彈性勢能仍最大，但比?。粡椥詣菽軠p少，部分轉(zhuǎn)化為動能，部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；因為全過程系統(tǒng)動能有損失（一部分動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。 這種碰撞叫非彈性碰撞。 彈簧完全沒有彈性。 系統(tǒng)動能減少全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，狀態(tài)系統(tǒng)動能仍和相同，但沒有彈性勢能；由于沒有彈性，A、B不再分開，而是共同運動，不再過程。 這種碰撞叫完全非彈性碰撞。 可以證明，A、B最終的共mvv?最大，為212122111222mm?（這個結(jié)論最好背下來，以后經(jīng)常要用到。 ）2.子彈打木塊類問題子彈打木塊實際上是一種完全非彈性碰撞。 作為一個典型，它的特點是子彈以水平速度射向原來靜止的木塊，并留在木塊中跟木塊共同運動。 下面從動量、能量和牛頓運動定律