第五章 抛体运动 知识清单
曲线运动
定义:运动轨迹是曲线的运动。
速度的方向:沿着曲线在某点的切线方向。
运动的性质:做曲线运动的物体速度方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。如果加速度不变,则物体的运动是匀变速曲线运动;如果加速度变化,则物体的运动是非匀变速曲线运动。
4、做曲线运动的条件:
运动学条件:加速度与速度方向不共线;
动力学条件:合外力与速度方向不共线。
5、曲线运动的轨迹与力(加速度)和速度方向的关系:轨迹应该夹在力与速度方向之间并越来越接近向力的方向,但永远达不到力的方向。
二、运动的合成与分解
1、合运动与分运动
(1)定义:一个物体同时参与几个运动,那么物体实际发生的运动叫做合运动,参与的那几个运动叫做分运动。
(2)性质:
①等效性:各分运动的共同效果与合运动效果相同;
②等时性:各分运动与合运动同时发生、和结束;
③独立性:各分运动之间彼此独立、互不影响;
④同体性:各分运动和合运动是同一物体的运动。
2、运动的合成与分解
(1)定义:由已知的分运动求合运动的过程,叫运动的合成;由已知的合运动求分运动的过程,叫运动的分解。
(2)运算法则:遵循平行四边形法则。
3、两个互成角度的直线运动的合运动性质的判断方法:
依据“合力(或合加速度)与合初速度方向的关系”来判断。若合力(或合加速度)与合初速度方向共线,则做匀变速直线运动(当合力为零时,做匀速直线运动);若合力(或合加速度)与合初速度方向不共线,则做匀变速曲线运动。
小船过河问题(d指河宽)
最短时间:当船头与河岸垂直时,过河时间最短。即t=d/v船。
最短位移:①v船>v水时,s=d;②v船绳杆(物体)关联速度问题解决思路
首先确定物体的合速度,即物体的实际速度;
将合速度按效果分解为沿着绳(杆或物体)方向的分速度和垂直绳(杆或物体)方向的分速度。
确定关联关系,即由于绳或杆不可伸长,按“沿着绳(杆或物体)方向的分速度相等”列式求解。
三、抛体运动
定义:将物体以一定的初速度抛出去,物体只在重力作用下的运动,叫做抛体运动。
分类:竖直上抛、竖直下抛、平抛、斜上抛、斜下抛。
平抛运动
定义:将物体以一定的初速度沿水平方向抛出去,物体只在重力作用下的运动,叫做平抛运动。
解决方法:“化曲为直”,即利用运动的分解,将曲线运动这一合运动分解为水平和竖直两个方向的分运动。
运动性质:在水平方向上,做匀速直线运动;在竖直方向上,做匀加速直线运动(自由落体运动)。
(4)运动规律:
①在水平方向上,vx=v0 、 x=v0 t;
②在竖直方向上,vy=gt 、 y=gt2/2;
③两个推论
i、做平抛(或类平抛)运动的物体,任一时刻瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点。
ii、做平抛(或类平抛)运动的物体,在任一时刻任一位置处,设其速度方向与水平方向的夹角为θ,位移与水平方向的夹角为α,则tanθ=2tan α。
(5)解题根据——“两个三角形和一个关系式”
“两个三角形”,即速度三角形和位移三角形;
“一个关系式”,指tanθ=2tan α。
(6)求时间的方法
①利用水平位移和竖直位移求时间,即 由x=v0 t或y=gt2/2求时间;
②利用竖直分速度求时间,即由vy=gt 求时间;
③由 y=gT2求时间。
平抛与斜面结合的“两种”题型
I、顺着斜面的平抛运动:
i、方法:分解位移
ii、运动特征:
①位移偏向角等于斜面倾角θ
②落回斜面上时速度方向与斜面的夹角与初速度大小无关,只与斜面的倾角有关
③落回斜面上时的水平位移与初速度的平方成正比。
II、对着斜面的平抛运动:
i、方法:分解速度
ii、运动特征:
①竖直速度与水平速度之比等于斜面倾角的正切。
②该时刻是全运动过程的中间时刻。
③距斜面最远的距离d=。
类平抛
定义:物体所受合外力恒定,且与初速度方向垂直的运动都叫做类平抛运动。
特点:
①受力,所受合外力恒定,且与初速度方向垂直;
②运动,沿初速度方向做匀速直线运动,在合外力方向做匀加速直线运动。
分析方法——“化曲为直”,与平抛分析方法一致
将合运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和沿合外力方向的由静止开始的匀加速直线运动。
斜抛运动
分类:斜上抛和斜下抛。
解决方法:利用运动的分解,将合运动分解为水平和竖直两个方向的分运动。
运动性质:
①斜上抛:水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动;
②斜下抛:水平方向做匀速直线运动,竖直方向做具有一定初速度的加速直线运动。
四、实验:“探究平抛运动的特点”的注意事项
斜槽末端的切线必须调整水平,保证小球做平抛运动;
用来固定白纸的平板必需竖直,因为白纸上要显示平抛运动的轨迹,而平抛运动是在竖直平面内的运动;
小球每次必须从斜槽上同一位置滚下,以保证小球每次平抛运动的轨迹相同;
4、坐标原点不是槽口的端点,而应该是小球球心在木板上的投影。