高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,6.,向心力,6.向心力,高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业,一、向心力,一、向心力,1.,定义,:,做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原,因是它受到了指向,_,的合力,这个力叫作向心力。,2.,方向,:,始终沿着,_,指向,_,。,3.,表达式,:,(1)F,n,=_,。,(2)F,n,=_,。,圆心,半径,圆心,m,2,r,1.定义:做匀速圆周运动的物体产生向心加速度的原圆心半径圆心,4.,效果力,:,向心力是根据力的,_,来命名的,凡是产生向心加速度的力,不管属于哪种性质,都是向心力。,作用效果,4.效果力:向心力是根据力的_来命名的,凡是,二、变速圆周运动和一般曲线运动,二、变速圆周运动和一般曲线运动,1.,变速圆周运动的合力,:,变速圆周运动的合力产生两个方向的效果。,1.变速圆周运动的合力:变速圆周运动的合力产生两个方向的效果,(1),跟圆周相切的分力,F,t,:,产生,_,加速度,此加速度,描述线速度,_,变化的快慢。,(2),指向圆心的分力,F,n,:,产生,_,加速度,此加速度,描述速度,_,改变的快慢。,切向,大小,向心,方向,(1)跟圆周相切的分力Ft:产生_加速度,此加速度切,2.,一般的曲线运动的处理方法,:,一般的曲线运动中,可以把曲线分割成许多很短的小,段,每一小段可看作一小段,_,研究质点在这一小,段的运动时,可以采用圆周运动的处理方法进行处理。,圆弧,2.一般的曲线运动的处理方法:圆弧,【,思考辨析,】,(1),匀速圆周运动的向心力是恒力。,(,),(2),匀速圆周运动的合力就是向心力。,(,),(3),所有圆周运动的合力都等于向心力。,(,),【思考辨析】,(4),向心力和重力、 弹力一样,是性质力。,(,),(5),向心力的作用是改变物体的速度,产生向心加,速度。,(,),(6),变速圆周运动的合力同样满足,F,n,=,。,(,),(4)向心力和重力、 弹力一样,是性质力。(),提示,:,(1),。做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变,方向不断变化,是变力。,(2),。匀速圆周运动的速度大小不变,表明合力在速度方向上没有分量,即合力一定沿半径方向,合力就是向心力。,(3),。对于匀速圆周运动,合力一定等于向心力,但一般的圆周运动的合力不一定等于向心力。,提示:(1)。做匀速圆周运动的物体的向心力大小不变,方向不,(4),。向心力是根据作用效果命名的力,它可以是一,个力,也可能是几个力的合力,是效果力。,(5),。向心力的作用是改变物体的速度方向,同时产,生向心加速度。,(6),。变速圆周运动的合力在沿半径方向的分力,F,n,满足公式,F,n,=,。,(4)。向心力是根据作用效果命名的力,它可以是一,一向心力,考查角度,1,向心力的来源,【,典例,1】,(2018,长春高一检测,),下列关于匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中,正确的是,(,),世纪金榜导学号,38026024,一向心力,A.,物体除其他的力外还受到向心力的作用,B.,物体所受的合力提供向心力,C.,向心力是一个恒力,D.,向心力的大小一直在变化,A.物体除其他的力外还受到向心力的作用,【,解析,】,选,B,。物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力,并不是还要受到一个向心力作用,故,A,项错误,;,物体做匀速圆周运动需要向心力,所以物体的合外力正好提供向心力,让物体做匀速圆周运动,故,B,项正确,;,物体做匀速圆周运动需要向心力,它始终指向圆心,【解析】选B。物体做匀速圆周运动需要一个指向圆心的合外力,并,因此方向不断改变,向心力不是恒力,故,C,项错误,;,做匀速圆周运动的物体所需的向心力大小恒定,方向始终指向圆心,故,D,项错误。,因此方向不断改变,向心力不是恒力,故C项错误;做匀速圆周运动,【,核心归纳,】,1.,匀速圆周运动中向心力的方向,:,方向时刻在变化,始终指向圆心,与线速度的方向垂直。,2.,向心力的特点,:,由于向心力的方向与物体运动方向始终垂直,故向心力不改变线速度的大小,只改变线速度的方向。,【核心归纳】,3.,向心力的来源,:,匀速圆周运动中,向心力等于物体的合外力,常等效为三种情况,:,合力充当向心力,某一个力充当向心力,某个力的分力充当向心力。,3.向心力的来源:匀速圆周运动中,向心力等于物体的合外力,常,高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业,【,易错提醒,】,(1),向心力是效果力,是某个力或几个力的等效力,受力分析时不分析向心力。,(2),匀速圆周运动中,物体所受的合力就是向心力,所以合力一定指向圆心。,【易错提醒】,考查角度,2,向心力的动力学分析,【,典例,2】,(2018,六安高一检测,),如图所示,装置,BOO,可绕竖直轴,OO,转动,可视为质点的小球,A,与两轻细线,连接后分别系于,B,、,C,两点,装置静止时细线,AB,水平,细,线,AC,与竖直方向的夹角,=37,。已知小球的质量,m=,1 kg,细线,AC,长,L=1 m,B,点距,C,点的水平和竖直距离,考查角度2 向心力的动力学分析,相等。,(,重力加速度,g,取,10 m/s,2,sin 37= ,cos 37= ),世纪金榜导学号,38026025,相等。(重力加速度g取10 m/s2,sin 37=,(1),若装置以一定的角速度匀速转动时,线,AB,水平且张力恰为,0,求线,AC,的拉力大小,?,(2),若装置匀速转动的角速度,1,= rad/s,求细线,AC,与,AB,的拉力分别多大,?,(3),若装置匀速转动的角速度,2,= rad/s,求细线,AC,与,AB,的拉力分别多大,?,(1)若装置以一定的角速度匀速转动时,线AB水平且张力恰为0,【,解题探究,】,(1),线,AB,水平且张力恰为,0,时,小球受几个力作用,?,什么力提供向心力,?,提示,:,小球受重力和细线,AC,的拉力,二者的合力,(,细线,AC,的拉力的水平分力,),给小球提供向心力。,【解题探究】,(2),当装置匀速转动的角速度为,1,= rad/s,和,2,= rad/s,时,如何判断细线,AB,和,AC,中是否有拉力,?,(2)当装置匀速转动的角速度为1= rad/s和,提示,:,细线,AC,的拉力的竖直分力和重力平衡,故细线,AC,中肯定有拉力,;,细线,AB,中是否有拉力要求出当细线,AB,水,平且恰好没有拉力时装置的角速度,和细线,AB,恰好竖,直时的角速度,比较,1,= rad/s,、,2,= rad/s,和,、,的大小,若比,小,则细线,AB,中有拉力,;,若比,大且比,小,则细线,AB,中无拉力,;,若比,大,则细,线,AB,中有拉力。,提示:细线AC的拉力的竖直分力和重力平衡,故细线AC,【,正确解答,】,(1),线,AB,水平且张力恰为,0,对小球受力,分析,在竖直方向,T,AC1,= =12.5 N,【正确解答】(1)线AB水平且张力恰为0,对小球受力,(2),当细线,AB,上的张力为,0,时,小球的重力和细线,AC,张力的合力提供小球圆周运动的向心力,有,:,mgtan 37=m,2,Lsin 37,解得,:,(2)当细线AB上的张力为0时,小球的重力和细线,由于,1,则细线,AB,上有拉力,设为,T,AB1,AC,线上的拉力为,T,AC2,根据牛顿第二定律得,:,由于1 rad/s,当,2,= rad/s,时,细线,AB,在竖直方向绷直,拉力为,T,AB2,仍然由细线,AC,上张,力,T,AC3,的水平分量提供小球做圆周运动需要的向心力。,则mgtan53=m2Lsin 53,T,AC3,sin 53=m Lsin 53,T,AC3,cos 53-mg-T,AB2,=0,解得,:T,AC3,=20 N,T,AB2,=2 N,答案,:,(1)12.5 N,(2)12.5 N,1.5 N,(3)20 N,2 N,TAC3sin 53=m Lsin 53,【,核心归纳,】,解决圆周运动问题的一般步骤,(1),明确研究对象,:,如果涉及两个或两个以上的物体时,首先得明确研究对象,这是研究问题的关键。,(2),运动情况分析,:,确定圆周运动的轨道平面和圆心位置,分析物体做圆周运动的半径,r,和涉及的物理量,v,、,或,T,。,【核心归纳】,(3),受力分析,:,对物体进行受力分析,找出沿着轨道半,径方向的力,(,包括某些力在该方向上的分力,),它或它,们的合力充当向心力。,(4),列方程求解,:,根据牛顿第二定律,即,F,n,=ma,n,=,=mr,2,=mv=m r,列方程并求解。,(3)受力分析:对物体进行受力分析,找出沿着轨道半,【,易错提醒,】,分析匀速圆周运动中向心力的三点注意,(1),确定物体在哪个平面内做圆周运动,确定运动轨迹的圆心,以便确定向心力的方向。,(2),对物体进行受力分析,注意只分析性质力不分析效果力。,【易错提醒】分析匀速圆周运动中向心力的三点注意,(3),确定物体的合力,匀速圆周运动中合力就是向心力。或者确定物体的合力等效于哪一力或哪一力的分力,该力或该分力就是向心力。,(3)确定物体的合力,匀速圆周运动中合力就是向心力。或者确定,【,过关训练,】,1.,如图所示,A,、,B,两物块置于绕竖直轴匀速转动的水平圆盘上,两物块始终相对圆盘静止,已知两物块的质量,m,A,r,B,则下列关系一定正确的是,(,),【过关训练】,A.,角速度,A,B,B.,线速度,v,A,a,B,D.,向心力,F,A,F,B,A.角速度ABB.线速度vAr,B,则,v,A,v,B,故,B,项错误,;,向心加速度,a=,2,r,相同,r,A,r,B,则,a,A,a,B,故,C,项正确,;,向心力,F=m,2,r,相等,r,A,r,B,m,A,G,B.NGB.NG,故,A,项,正确,B,、,C,、,D,项错误。,【解析】选A。b点可以认为是圆周运动的最低点,【,核心归纳,】,用圆周运动规律处理一般曲线运动的思路,(1),化整为零,:,根据微分思想,将曲线运动划分为很多很,短的小段。,(2),建理想模型,:,将曲线运动的某小段视为圆周运动,圆,半径等于该小段曲线的曲率半径。,(3),问题求解,:,应用圆周运动规律求解一般曲线运动所,给问题,此时向心力公式,F,n,=m =m,2,r,仍然适用。,【核心归纳】用圆周运动规律处理一般曲线运动的思路,【,过关训练,】,1.,如图所示,物块,P,置于水平转盘上随转盘一起运动,且与转盘相对静止,图中,c,沿半径指向圆心,a,与,c,垂直,下列说法正确的是,(,),【过关训练】,A.,当转盘匀速转动时,P,受摩擦力方向为,b,方向,B.,当转盘加速转动时,P,受摩擦力方向可能为,c,方向,C.,当转盘加速转动时,P,受摩擦力方向可能为,a,方向,D.,当转盘减速转动时,P,受摩擦力方向可能为,d,方向,A.当转盘匀速转动时,P受摩擦力方向为b方向,【,解析,】,选,D,。物块受重力、弹力、摩擦力三个力的作用,合力等于摩擦力。当转盘匀速转动时,摩擦力沿,c,方向充当向心力,A,错误,;,当转盘加速转动时,摩擦力沿,b,方向,一个分力为向心力,另一个分力为切向力使物体速率增大,B,、,C,错误,;,当转盘减速转动时,摩擦力沿,d,方向,一个分力为向心力,另一个分力为切向力,使物体速率减小,D,正确。,【解析】选D。物块受重力、弹力、摩擦力三个力的作用,合力等于,2.(,多选,)(2018,开封高一检测,),如图所示,质量为,m,的小球,从位于竖直平面内的圆弧形曲面上下滑,由于摩擦力的作用,小球从,a,到,b,运动速率增大,b,到,c,速率恰好保持不变,c,到,d,速率减小,则,(,),2.(多选)(2018开封高一检测)如图所示,质量为m的小,A.,小球,ab,段和,cd,段加速度不为零,但,bc,段加速度为零,B.,小球在,abcd,段过程中加速度全部不为零,C.,小球在整个运动过程中所受合外力大小一定,方向始终指向圆心,D.,小球只在,bc,段所受合外力大小不变,方向指向圆弧圆心,A.小球ab段和cd段加速度不为零,但bc段加速度为零,【,解析,】,选,B,、,D,。小球,ab,段和,cd,段速度大小在变化,故存在加速度,;,而,bc,段虽然速度大小不变,但方向时刻在变化,因此也存在加速度,由于做曲线运动,因此加速度一定不为零,故,A,项错误,B,项正确,;,只有做匀速圆周运动时,所受合外力大小一定,方向始终指向圆心,而小球,ab,段和,cd,段速度大小在变化,故,C,项错误,D,项正确。,【解析】选B、D。小球ab段和cd段速度大小在变化,故存在加,【,补偿训练,】,1.,如图所示是磁带录音机的磁带盒的示意图,A,、,B,为缠绕磁带的两个轮子,其半径均为,r,。在放音结束时,磁带全部绕到了,B,轮上,磁带的外缘半径为,R,且,R=3r,。现在进行倒带,使磁带绕到,A,轮上。倒带时,A,轮是主动轮,其角速度是恒定的,B,轮是从动轮。经测定磁带全部绕到,A,轮上需要的时间为,t,。则从开始倒带到,A,、,B,两轮的角速度相等所需要的时间,(,),【补偿训练】,高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业,【,解析,】,选,B,。在,A,轮转动的过程中,半径均匀增大,角速度恒定,根据,v=r,知线速度均匀增大,设从开始倒带到,A,、,B,两轮的角速度相等所需要的时间为,t,此时磁带边缘上各点的速度大小为,v,。将磁带边缘上各点的运动等效看成一种匀加速直线运动,加速度为,a,磁带,【解析】选B。在A轮转动的过程中,半径均匀增大,角速度恒定,总长为,L,则有,:v,2,-(r),2,=(3r),2,-v,2,=2a ,得,v= r,结合加速度的定义得,:,代入得 解得,t= t,。,故,B,项正确,A,、,C,、,D,项错误。,总长为L,则有:v2-(r)2=(3r)2-v2=2a,2.,一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图甲所示,曲线上,A,点的曲率圆定义为,:,通过,A,点和曲线上紧邻,A,点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫作,A,点的曲率圆,其半径,叫作,A,点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成,角的方向以速度,v,0,抛出,如图乙所示。则在其轨迹最高点,P,处的曲率半径是,(,),2.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动,高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业,【,解析,】,选,C,。物体做斜上抛运动,最高点速度即为斜,上抛的水平速度,v,P,=v,0,cos,最高点重力提供向心力,mg=m ,由两式得,=,【解析】选C。物体做斜上抛运动,最高点速度即为斜,【,拓展例题,】,考查内容,:,体育竞技中的圆周运动,【,典例,】,(2018,武威高一检测,),如图所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到被男运动员拉着的女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,目测体重为,G,的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为,30,重力加速度为,g,估算该女运动员,(,),【拓展例题】考查内容:体育竞技中的圆周运动,A.,受到的拉力为,2G,B.,受到的拉力为,G,C.,向心加速度为,g,D.,向心加速度为,2g,A.受到的拉力为2G,【,正确解答,】,选,A,。女运动员做圆锥摆运动,由对女运,动员受力分析可知,受到重力、男运动员对女运动员的,拉力,竖直方向合力为零,由,Fsin30=G,解得,:F=2G,F,合,=Fcos 30= G,故,A,项正确,B,项错误,;,水平方向的,合力提供匀速圆周运动的向心力,有,Fcos 30=ma,向,即,2mgcos 30=ma,向,所以,a,向,= g,故,C,、,D,项错误。,【正确解答】选A。女运动员做圆锥摆运动,由对女运,高一物理曲线运动精讲优练配套ppt课件课时作业,