郝老师尖子生学案
第五章 曲线运动
一、运动的分类
1. 直线运动
①匀速直线运动: F 合 = 0。
②匀变速直线运动: F 合≠ 0;F 合为恒力且与速度共线。 ③非匀变速直线运动: F 合 为变力且与速度共线 。 2. 曲线运动
①匀变速曲线运动: F 合≠ 0;F 合为恒力且与速度不共线。 ②非匀变速曲线运动: F 合 为变力且与速度不共线 二、曲线运动
。
1. 定义:物体运动轨迹是曲线的运动。
2. 条件:运动物体所受合外 (或 a 的方向)力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。(vo≠0;F≠0)
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, 运动轨迹是一条曲线) 。 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。
三、运动的合成分解(即位移、速度、加速度、的合成与分解)
1. 定义:已知分运动求合运动叫做运动的合成; 已知合运动求分运动叫做运动
的分解。运算法则:平行四边形定则、三角形法则、多边形法则。
2. 合运动的性质和轨迹: 由初速度和合加速度共同决定。
①两个匀速直线运动的合运动为一匀度直线运动,因为
a 合 =0。
a 合 =
②一匀速直线运动与一匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,因为 恒量。若二者共线则为匀变速直线运动,若不共线则为匀变速曲线运动。
③两个匀变速直线运动的合运动为一匀变速运动,
a 合 = 恒量。若合初速度与
合加速度共线则为匀变速直线运动,反之,不共线则为匀变速曲线运动
郝老师尖子生学案
3. 曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系
(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向夹角中,
且向合力方向一侧弯曲。
(2)合力的效果: 合力沿切线方向的分力 F2 改变速度的大小,沿垂直于切线方
向的分力 F1 改变速度的方向。(即切向加速度只改变速度的大小, 不改变速度的方向;法向加速度只改变速度的方向,不改变速度的大小)
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率将增大。②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率将减小。③当合力方向与速度方向垂直时, 物体的速率不变。(举例:匀速圆周运动)
4. 经典实例(1)绳拉物体
①合运动: 是实际的运动。对应的是合速度。②方法: 把合速度分解为 沿绳方向 和垂直于绳方向 。
( 2)小船过河问题 (一条宽度为 L 的河流,已知船在静水中的速度为 V 船 ,水流
速度为 V 水)
v 船
模型一:怎样过河时间 t 最短?
v
d
θ v 水
t m in
d
, x
d sin
v 船
tan
v 船 v 水
郝老师尖子生学案
模型二: 直接位移 x 最短若 v 水 v v 船 d θ v 水 当 v 水 时, xmin=d, t , v 船 sin cosv 水 v 船 模型三: 若 v 水 >v 船,怎样渡河船漂下的距离最短?间接位移 xmin 最短 ? v 船 v 船 d θ A θ v 水 当 v 水 船 时, xmin d v水 >v L , cos v船 d ,船t cosv v 船 sin v 水 (v水 - v船 smin cos ) L 船四、平抛运动v sin 1. 定义: 平抛运动竖直做自由落体运动,水平方向上做匀速直线运动。 2. 速度:vx v0 合速度 : vv 2 2 vy gt x v y 方向: tan vy gt vx vo x v0t 3. 位移: 2y 1 gt 合位移: x合x y 2 方向: tan y 2 x1 gt 2 vo 2 4. 时间由 : y1 2 gt 得 t2 y (由下落的高度 y 决定) 2 g 5. tan2tan 速度与水平方向夹角的正切值为位移与水平方向夹角正切值的 6.平抛物体任意时刻 瞬时速度 方向的反向延长线与初速度方向延长线的交点到抛出点的距 离都等于水平位移的一半。 ( A 是 OB 的中点)。 2 倍。 郝老师尖子生学案 五、斜抛运动 1. 定义:将物体以初速度 V0 斜向上方或斜向下方抛出,物体只在重力作用下 的运动。 2. 运动性质: 加速度为重力加速度的匀变速曲线运动,轨迹为抛物线。 3. 基本规律 ①水平方向上: V 0x=V 0cosθ,F 合 x=0。 ②竖直方向上: V 0y=V 0sin θ, F 合 y=mg。 六、斜面上的平抛运动规律 郝老师尖子生学案 七、类平抛运动 考点一:沿初速度方向的水平位移: 根据 s v0t,b 1 at2, mgsin 2 ma s v0 2b . gsin . 考点二:入射的初速度: a' mgsin m g sin , b 1 a' t 2 , a v0t 2 1 a't 2 , 2 t v0 g sin 2b 2b . g sin 考点三: P 到 Q 的运动时间: a mgsin m g sin ,b 八、匀速圆周运动 (物体的运动轨迹是圆的运动叫做圆周运动, 物体运动的线速 度大小不变的圆周运动即为匀速圆周运动) ( 1)匀速圆周运动有关的物理量 1. 线速度: 质点通过的圆弧长跟所用时间的比值。 v s t r 2 r 2 fr 2 nr 单位:米 / 秒, m/s T 2 2. 角速度: 质点所在的半径转过的角度跟所用时间的比值。 t T 2 f 2 n 单位:弧度 / 秒, rad/s 3. 周期:物体做匀速圆周运动一周所用的时间。 T 2 r v 2 单位:秒, s 4. 频率:单位时间内完成圆周运动的圈数。 f 1 T 单位:赫兹, Hz 5. 转速:单位时间内转过的圈数。 n N t 单位:转/ 秒,r/s , nf ( 条件是转速 n 的单位必须为转 / 秒)