河北省邢台市高中物理第五章曲线运动课件(打包8套)新人教版必修2

文档属性

名称 河北省邢台市高中物理第五章曲线运动课件(打包8套)新人教版必修2
格式 zip
文件大小 8.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2017-12-29 09:22:49

文档简介

课件33张PPT。我们开始学习第一节请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例推出的铅球做曲线运动请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例掷出的标枪做曲线运动请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例飞出的铁饼做曲线运动请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例飞出的炮弹做曲线运动请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例天体做曲线运动请大家举出一些生活中的曲线运动的例子实例翻滚过山车做曲线运动说一说你能不能说清楚 砂轮打磨下来的炽热的微粒它们沿着什么方向运动?
, 说一说你能不能说清楚 飞出去的链球,它们沿着什么方向运动?说一说你能不能说清楚 飞出去的雨滴,它们沿着什么方向运动?说一说我们可以说: 曲线运动速度的方向 刚才的几个物体的运动轨迹都是圆,我们总结曲线运动的方向沿着切线方向,但对于一般的曲线运动是不是也是这样呢?下面我们来做个实验看一看,一般的曲线运动是什么情况.分析总结曲线运动速度的方向演示实验切线我们要明确一个数学概念过曲线上的A、B两点作直线,这条直线叫做曲线的割线。设想B点逐渐向A点移动,这条割线的位置也就不断变化。当B点非常非常接近时,这条割线就叫做在A点的切线。曲线运动速度的方向有了切线的概念质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向。曲线运动中速度的方向时刻在变,所以曲线运动是变速运动。我们已经知道如何确定曲线运动的速度的方向:....abcdvvvv在曲线运动中,运动质点在某一点的即时速度的方向,就是通过这一点的曲线的切线的方向。课堂训练l.关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动速度的方向不断地变化。 但速
度的大小可以不变
C.曲线运动的速度方向可能不变
D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变AB课堂训练 2.对曲线运动中的速度的方向,下列说法正确的是 ( )

A.在曲线运动中,质点在任一位置的速度方向总是与这
点的切线方向相同
B.在曲线运动中,质点的速度方向有时也不一定是沿着
轨迹的切线方向
C.旋转雨伞时.伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,故
水滴速度方向不是沿其切线方向的
D.旋转雨伞时,伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,水
滴速度方向总是沿其轨道的切线方向 AD物体做曲线运动的条件物体在什么情况下做曲线运动呢?让我们观察下面的实验。物体做曲线运动的条件演示实验物体做曲线运动的条件实验总结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.物体将做曲线运动。 物体做曲线运动的条件实例分析1物体做曲线运动的条件实例分析1物体做曲线运动的条件实例分析1物体做曲线运动的条件实例分析1物体做曲线运动的条件实例分析1物体做曲线运动的条件实例分析2物体做曲线运动的条件实例分析3物体做曲线运动的条件实例总结无力不拐弯,拐弯必有力
曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间
而且向合外力的方向弯曲,即合外力指向轨迹凹侧 如图所示,物体在恒力的作用下沿从A曲线运动到B,此时突然使力反向,物体 的运动情况是 ( )
A 物体可能沿曲线Ba运动
B 物体可能沿直线Bb运动
C 物体可能沿曲线Bc运动
D 物体可能沿曲线B返回AC课堂训练做一做取一根稍长的细杆,一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛或纸片做一个尾翼,这就做成了能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。在空旷地带把飞镖斜向上抛出,飞镖在空中的指向就是它做曲线运动速度的方向。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地时的速度方向。改变飞镖的投射角,观察它插至地面时的不同角度。与飞镖在空中做曲线运动的轨迹相联系,体会曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系。显示抛体运动速度方向的飞镖 一、曲线运动
定义:运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动.
二、物体做曲线运动的条件
当物体所受的合力方向跟它的逮度方向不在同
一直线上时,物体将做曲线运动.
三、曲线运动速度的方向
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线
方向.
四、曲线运动的性质
曲线运动过程中速度方向始终在变化,因此曲
线运动是变速运动. 小结我们已经知道了:课堂练习
问题与练习
P7
3
作业
问题与练习
P7
4、5
课件24张PPT。5.1.2运动的合成与分解知识回顾坐标系的选取很重要 研究物体的运动时,坐标系的选取很重要。对于直线运动,最好沿着这条直线建立坐标系,即建立一个一维直线坐标系。小球的位移为: x=v0t知识回顾 对于直线运动,最好沿着这条直线建立坐标系,即建立一个一维直线坐标系。小球的位移为:坐标系的选取很重要提出问题物体的运动轨迹不是直线比如我们将网球以某个角度抛出,其运动的轨迹不是直线而是曲线。怎样研究、描述这样的曲线运动呢?建立平面直角坐标系演示实验以红蜡块运动为例我们以下面实验中的红蜡块的运动为例,看一看怎样在平面直角坐标系中研究物体的运动。实验分析蜡块的运动轨迹是直线吗? 这个实验中,蜡块既向上做匀速运动,又随玻璃管的移动而向右做匀速运动,在黑板的背景前我们看出蜡块是向右上方运动的。那么,蜡块的“合运动”的轨迹是直线吗?合运动是匀速运动吗?这些都不是单凭观察能够解决的。蜡块位置建立直角坐标系蜡块的位置P的坐标:x = vx t
y = vy t蜡块轨迹数学分析消去时间t,得:看出:蜡块相对于黑板的运动轨迹是过原点的一条直线=KX由 x = vx t
y = vy t蜡块位移从计时开始到时刻t,蜡块运动位移的大小是:位移的方向:蜡块速度从计时开始到时刻t,蜡块运动位移的大小是:所以蜡块的速度:实验总结1、物体实际的运动叫合 运动
2、物体同时参与合成的 运动叫分运动
3.由分运动求合运动的过程叫运动的合成
4.由合运动求分运动的过程叫运动的分解几个概念合运动的位移,叫做合位移 合运动的速度,叫做合速度 分运动的位移,叫做分位移 分运动的速度,叫做分速度 合位移与分位移合速度与分速度
实验总结几个特征1.运动的独立性
2.运动的等时性
3.运动的等效性
4.运动的同一性 现在我们探讨了蜡块在玻璃管中的运动,请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与蜡块相似?典型事例:小船过河.对小船在水里的运动加以讨论.探究讨论请大家考虑生活中类似的“蜡块”运动参考答案请大家考虑生活中类似的“蜡块”运动小船过河时的运动情况和蜡块在玻璃管中的运动基本是相同的.首先小船过河时它会有一个自己的运动速度,当它开始行走的时候,同时由于水流的作用,它要顾着水流获得一个与水的运动速度相同的速度.小船自己的速度一般是与河岸成一定角度的,而水流给小船的速度却是沿着河岸的.所以小船实际的运动路径是这两个运动合成的结果.而合速度的大小取决于这两个建度的大小和方向.而小船渡河的时间仅与小船自身的速度有关,与水流的速度是没有关系的 。运动的合成与分解解决实际问题例题分析飞机起飞时以300km/h的速度斜向上飞,飞行方向与水平方面的夹角30o。求水平方向的分速度vx和竖直方向的分速度vy请同学们思考并独立完成例题例题分析例题分析与解题探究讨论 如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动,在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动.合运动的轨迹是什么样的?思考与讨论:
两个直线运动的合成轨迹形状 参考提示:匀速运动的速度V1和匀加速运动的初速度v2的合速度如图所示,而加速度a与v2同向,则a与v合必有夹角,∴ F合与v合必有夹角,因此轨迹为曲线.
两个直线运动的合运动可以是直线运动也可以是曲线运动 实验探究 让玻璃管倾斜一个适当的角度,沿水平方向匀速运动,同时让红色的蜡块沿玻璃管匀速运动,如图所示,请大家思考如何确定红蜡块的位置、运动轨迹以及红蜡块的速度.两个直线运动的夹角不一定是90o提示:平行四边形定则课堂练习 1.关于运动的合成,下列说法中正确的是 ( )

A.合运动的速度一定比每一个分运动的速度大
B.两个速度不等的匀速直线运动的合运动,一
定是匀速直线运动
C.两个分运动是直线运动的合运动,一定是直
线运动
D.两个分运动的时间,一定与它们的合运动的
时间相等BD课堂练习2.小船在静水中的速度是v,今小船要渡过一河流,渡河时小船朝对岸垂直划行,若航行至中心时,水流速度突然增大,则渡河时间将 ( )

A.增大 B.减小 C.不变 D.无法确定C小结 探究曲线运动的基本方法——运动的合成与分解.这种方法在应用过程中遵循平行四边形定则.在解题过程中,实际看到的运动为合运动,其他的运动为分运动.运动的合成与分解包括以下几方面的内容:
(1)速度的合成与分解;
(2)位移的合成与分解;
(3)加速度的合成与分解.
合运动与分运动之间还存在如下的特点:
(1)独立性原理:各个分运动之间相互独立,互不影响.
(2)等时性原理:合运动与分运动总是同时开始,同时结束,它们所经历的时间是相等的.这节课我们学习的主要内容是运动的合成和分解 问题与练习参考解答
1.解:炮弹在水平方向的分速度是
Vx=800×cos60°=400m/s;炮弹在竖直方向的分速度是Vy=800×sin60°=692m/s.如图6-15
?2.解:根据题意,无风时跳伞员着地的速度为V2,风的作用使他获得向东的速度为V1,落地速度V为V1和V2的合速度,如图6-15所示,V= =6.4m/s,与竖直方向的夹角为θ,tanθ=0.8,θ=38.7°
3.答:应该偏西一些。如图6-16所示,因为炮弹有与船相同的向西的速度V1,击中目标的速度V是V1与炮弹射出时速度V2的合速度,所以炮弹射出速度V2应该偏西一些。4.答:如图6-17所示。
向下弯曲的曲线
3.答:应该偏西一些。如图6-16所示,因为炮弹有与船相同的向西的速度V1,击中目标的速度V是V1与炮弹射出时速度V2的合速度,所以炮弹射出速度V2应该偏西一些。课件53张PPT。5.2平抛运动直线或曲线。物体的运动轨迹是
什么?只受重力的作用。2. 物体在曲线运动中受什么力作用?
(忽略空气阻力情况下)3. 为什么物体会沿直线或曲线运动? 当物体所受合力的方向与它的初速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 当物体所受合力的方向与它的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。 以一定的速度v0 将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受重力mg作用的运动,叫做抛体运动。这些大致看做抛体运动 ……抛体运动
的分类抛体运动的初速度v0 沿水平方向。抛体运动的初速度v0 沿竖直向上。抛体运动的初速度v0 沿斜向上或斜向下方向。水平管中喷出的水流这些大致看做平抛运动 ……本节重点研究
平抛运动的规律如何研究平抛运动?研究方法:化曲为直轨迹:曲线运动的分解将其分解为两个方向的运动 一物体以初速度 vo水平抛出,不计空气阻力,经过时间 t 运动到点P,求此时P的位置? (1)建立坐标系
①以抛出点为坐标原点
②以初速度方向为 x 轴方向
③以竖直向下为 y 轴方向描述匀变速直线运动规律的四个基本公式: (2)用坐标(x , y)表示抛体的位置
①水平方向坐标: Oyx 一物体以初速度 vo水平抛出,不计空气阻力,经过时间 t 运动到点P,求此时P的位置? 水平方向不受力 F = 0水平方向没有加速度 a = 0v0匀速直线运动②竖直方向坐标: OGyv0x 一物体以初速度 vo水平抛出,不计空气阻力,经过时间 t 运动到点P,求此时P的位置? 竖直方向受重力 G竖直方向有加速度a = g自由落体运动竖直方向初速度为0两个方向的运动具有等时性③抛体的位置:初速度时间重力加速度(常数)【合位移】【水平位移】【竖直位移】yxyxyxyxyx动画——平抛运动初中数学学的各函数图象,还记得吗?y = kx + b一次函数一般式:反比例函数一般式:y = ax2 + bx + c二次函数一般式:(直)曲线可以用包含 x、y 两个变量的关系式来描述 讨论物体以速度 v0 水平抛出后运动的轨迹。抛体的位置:xyP( x,y)O① ②两式消去 t,得(常量)抛体运动抛物线若物体是斜向上或斜向下抛,运动的规律又如何?斜抛运动斜抛运动应怎样分解便于研究?类比平抛运动的研究方法研究斜抛运动匀速直线运动自由落体运动匀速直线运动匀变速直线运动F = 0a = 0voGg0F = 0Ggvo · cosθvo · sinθa = 0 一物体以初速度 vo水平抛出,不计空气阻力,经过时间 t 运动到点P,求此时P的速度? 类比推导抛体位置的方法
——运动的分解匀速直线运动自由落体运动F = 0a = 0voGg0水平分速度竖直分速度xyOφ而 合速度的大小合速度的方向抛体位移与水平方向的夹角课 堂 小 结 以一定的速度v0 将物体抛出,在空气阻力可以忽略的情况下,物体只受重力mg作用的运动,叫做抛体运动。抛体运动的初速度v0 沿水平方向。1. 抛体运动:2. 平抛运动:平抛运动的位移竖直方向:
自由落体运动水平方向:
匀速直线运动合成3. 研究抛体运动的常用方法及抛体运动的规律: 平抛运动是水平方向匀速直线运动和竖直方向自由落体运动的合运动。平抛运动的速度竖直方向:
自由落体运动水平方向:
匀速直线运动合成 运动时间: 落地水平位移: 落地速度: 任意两个相等时间间隔内的速度变化量相等:4. 平抛运动的其它公式:平抛物体运动时间由高度决定水平位移由高度和初速度共同决定抛体运动的初速度v0 沿斜向上或斜向下方向。5. 斜抛运动:匀速直线运动自由落体运动匀速直线运动匀变速直线运动F = 0a = 0voGg0F = 0Ggvo · cosθvo · sinθa = 0 1. 从同一高度以不同的速度水平抛出两个质量不同的石子,下列说法正确的是( )
A.初速度大的先落地
B.质量大的先落地
C.两个石子同时落地
D.无法判断C 2.一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1s释放一颗炸弹(炸弹质量远远小于飞机的质量,不考虑空气阻力),则这些炸弹落地前在空中组成的图线是( )
A .抛物线 B .水平直线
C .竖直直线 D .倾斜直线 C 3. 一架飞机水平匀速飞行,从飞机上每隔1s释放一颗炸弹(不考虑空气阻力),则这些炸弹落地前在空中组成的图线是( )
A. 抛物线
B. 水平直线
C. 竖直直线
D. 倾斜直线 C 4. 如图为斜向上抛出物体的轨迹,C点是轨迹的最高点,A、B是轨迹上等高的两个点。下列说法中正确的是(不计空气阻力) ( )
A. 物体在 C 点的速度为零
B. 物体在 A 点的速度与在B点的速度相同
C. 物体在 A 点、B 点的水平分速度均等于物体在 C 点的速度
D. 物体在 A、B、C 各点的加速度都相同CD 5. 由A点以水平速度v0 抛出小球,落在倾角为的斜面上的B点时,速度方向与斜面垂直,不计空气阻力,则速大小vB=__________ ,飞行时间t = __________ 。v0 /sinv0/gtan 6. 在水平路上骑摩托车的人,遇到一个壕沟,沟两岸高低差0.8m水平间距5m,摩托车要安全越过这个壕沟,速度至少多大?(忽略空阻力, g =10m/s2 ) 12.5m/s 7.从高为20m的楼顶边缘水平抛出一个小铁球,测出小铁球落地点距离楼底边缘40m,求小铁球抛出时的初速度大小 ?(不考虑空气阻力,g=10m/s2) 解:由:得:故: 8.一子弹从O点以与水平方向成53°,大小为100m/s的初速度斜向上抛出,求2s时物体的速度?(sin53°=0.8,cos53°=0.6)解:当t =2s时:速度v的方向与水平方向成: 9.从高为80m的塔顶以15m/s的速度水平抛出一个小铁球,求小球落地时的速度和整个过程的位移。(不考虑空气阻力g=10m/s2)故:由:解: 1.(1)摩托车能越过壕沟。 水平方向位移x=22m>20m所以摩托车能越过壕沟。 (2)摩托车落地的速度 40.36m/s。 落地速度的方向与地面的夹角 7.42度。 2. 零件做平抛运动的初速度67.4km/h>60km/h 所以该车已超速。 3.答:让小球从斜面上某一位置A无初速度释放;测量小球在地面上的落点P与桌子边沿的水平距离x;测量小球在地面上的落点P与小球静止在水平桌面上时球心的竖直距离y。小球离开桌面的初速度为v=课件23张PPT。抛体运动演示实验以任意角度向空中抛出一个粉笔头. 实际上在这种情况下,空气阻力非常小,一般情况下我们不考虑.这里我们就认为粉笔头只受到重力的作用(如图6.3—l所示).现在请大家考虑一下,生活中有哪些物体的运动与我们刚才实验中的粉笔头情况相似?请同学们观察粉笔头的运动轨迹 抛体运动生活中的实例被运动员扔出去的铁饼、标枪、铅球足球比赛中被球员踢起来在空中飞行的足球;乒乓球比赛中被球拍打出去的乒乓球; 抛体运动什么是抛体运动? 可以看出,生活中有许多这种运动的例子.从这些例子中我们可以看出,所有这些物体都是以一定的初速度被抛出,忽略空气阻力,在只受重力的情况下做曲线运动,我们把这种运动称为抛体运动. 在抛体运动中有一种特殊情况,即物体被抛出时的初速度方向沿水平方向,我们把这样的抛体运动称为平抛运动.平抛运动生活中的实例用力推一下水平桌面上的小球,小球在桌面上滚动,直至以水平方向的初速度飞出平抛运动生活中的实例网球运动员举拍沿水平方向用力击球,球的运动可近似看作平抛运动平抛运动产生条件和运动特点1、条件:初速度沿水平方向,只有重力作用。
2、特点:由于速度方向与受力方向不在一条直线上,故平抛运动是曲线运动,又受力恒定,所以是匀变速曲线运动探究规律竖直方向运动的规律猜测:由于在竖直方向上只受重力作用,它在竖直方向的运动规律很可能与自由落体的规律一样。 平抛运动比直线运动复杂,不容易直接研究它的速度、位移等的变化规律,需要将它分解为较简单的直线运动,这就要用到研究曲线运动基本方法——运动的合成与分解, 探究规律竖直方向运动的规律对比实验法:探究规律竖直方向运动的规律对比实验法:平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.探究规律竖直方向运动的规律 结论:探究规律水平方向运动的规律猜测:由于在水平方向上不受力的作用,它在水平方向的运动规律很可能与匀速运动的规律一样。我们将继续实验……探究规律水平方向运动的规律对比实验法:在右图所示的装置中,两个相同的弧形轨道上面分别装有电磁铁,,将小球分别吸在电磁铁上,然后切断电源,两球同时开始运动,反复实验,观察现象探究规律水平方向运动的规律对比实验法:探究规律水平方向运动的规律 结论:平抛运动在水平方向上的分运动是匀速直线运动.探究规律水平方向运动的规律轨迹分析法:匀速直线运动的特点是速度大小不变,位移均匀地增加.因此我们只要能证明在相等的时间内发生的水平位移相等就可以了. 平抛运动的轨迹图象 根据自由落体运动的位移公式x=1/2gt2我们可以得出,在相邻相等的时间间隔内物体所发生的位移之比为1:3:5:…:(2n+1),那么我们就可以从坐标系中的纵轴上选取长度分别为h、3h、5h的相邻的线段,即选取纵坐标分别为h、4h、9h的三个点.例如选择5、20、45这几个点.如图6.3—4所示,在平抛的轨迹上找出纵坐标与之相对应的点,这些点所对应的横坐标即为平抛运动的水平分运动在相邻相等的时间间隔里所达到的位置. 探究规律水平方向运动的规律轨迹分析法:这样我们就找出了水平分运动在相邻相等的时间间隔内所发生的位移,观察这些水平分位移,可以得到什么规律?探究规律水平方向运动的规律轨迹分析法:平抛运动的水平分运动是匀速直线运动 参考案例获取平抛运动轨迹的方法1参考案例获取平抛运动轨迹的方法2做一做某同学使小球沿课桌水平飞出,用前面所说数码相机来拍摄小球做平抛运动的录像(每秒15帧),并将小球运动的照片打印出来。请问:他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片?小结本节课我们学习的主要内容是: 一.抛体运动
条件:具有一定的初速度;忽略空气阻力;只受重力的作用
初速度为水平方向的抛体运动叫做平抛运动
二、竖直方向的运动规律
受力情况:只受重力作用
初速度情况:无
结论:平抛运动在竖直方向上的分运动是自由落体运动.
三、水平方向的运动规律
受力情况:不受力
初速度情况:有
结论:平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动. 谢谢课件26张PPT。 第4节 圆周运动在物理学中,把质点的运动轨迹是圆或圆弧的一部分的运动叫做圆周运动。思考与讨论(P44)自行车的轮盘,飞轮,后轮中的质点都在做圆周运动。哪些点运动得更快些?思考
两物体均做圆周运动,怎样比较它们运动的快慢?比较物体在一段时间内通过的圆弧的长短比较物体在一段时间内半径转过的角度大小比较物体转过一圈所用时间的多少比较物体在一段时间内转过的圈数描述圆周运动快慢的物理量1、物理意义:描述质点沿圆周运动的快慢。2、定义:质点做圆周运动通过的弧长 Δl 和所用时间 Δt 的比值叫做线速度。3、大小:线速度4、单位:m/s5、方向:质点在圆周某点的线速度方向沿圆周上该点的切线方向。Δl是弧长并非位移当Δt 很小很小时(趋近零),弧长Δl 就等于物体的位移,式中的v ,就是直线运动中学过的瞬时速度。矢量返回o匀速圆周运动定义:物体沿着圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。率匀速圆周运动中的“匀速”指速度不变吗?注意:匀速圆周运动是一 种变加速曲线运动加速度方向在变化返回描述圆周运动快慢的物理量1、物理意义:描述质点转过圆心角的快慢。 2、定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。3、大小:角速度4、单位:rad/sΔθ采用弧度制说明:匀速圆周运动是角速度不变的运动。返回描述圆周运动快慢的物理量物体在单位时间所转过的圈数nr/s或r/min描述物体做圆周运动的快慢 物体运动一周所用的时间物体在单位时间所转过的圈数TfsHz或s-1返回转速周期频率频率越高表明物体运转得越快!转速n越大表明物体运动得越快!描述匀速圆周运动快慢的物理量3、转速:n单位:转/秒 (r/s) 或 转/分 (r/min)4、周期:T 单位:s5、频率:f 单位:Hz或s-1匀速圆周运动是周期不变的运动!匀速圆周运动是角速度不变的运动!1、做匀速圆周运动的物体,线速度   不变,
   时刻在变,线速度是    (恒量或变量),
匀速圆周运动的性质是 ,     
匀速的含义是         。 大小方向变量变速曲线运动线速度的大小不变小试身手2、对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是: ( )
A、相等的时间里通过的路程相等
B、相等的时间里通过的弧长相等
C、相等的时间里发生的位移相同
D、相等的时间里转过的角度相等
E、相等的时间里平均速度相同ABD思考线速度、角速度与周期的关系?设物体做半径为 r 的匀速圆周运动:线速度与周期的关系:角速度与周期的关系:思考线速度与角速度的关系?设物体做半径为r的匀速圆周运动,在Δt内通过的弧长为Δl ,半径转过的角度为Δθ
由数学知识得Δl = rΔθv = rω当V一定时,ω与r成反比当ω一定时,V与r成正比当r一定时,V与ω成正比小结:钟表里的时针、分针、秒针的角速度之比为_______
若秒针长0.2m,则它的针尖的线速度是_______ 1:12:720 某电钟上秒针、分针的长度比为 d1 :d2 =1:2,求:
A:秒针、分针转动的角速度之比是__________
B:秒针、分针尖端的线速度之比是__________
30:160:1自行车车轮每分钟转120周,车轮半径为35cm,则自行车前进的速度多大?一电动机铭牌上标明其转子转速为1440r/min,则可知转子匀速转动时,周期为____s,角速度____1)传动装置线速度的关系a、皮带传动-线速度相等b、齿轮传动-线速度相等同一传动各轮边缘上线速度相同两个重要的结论2)同一轮上各点的角速度关系同一轮上各点的角速度相同对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度相同(2)B、C的角速度相同(3)B、C比A角速度大(4)C比A、B线速度大1、比较图中A、B、C三点线速度的的大小关系A、B、C三点的线速度大小相等三、课堂练习三、两个重要的结论
1、同一传动各轮边缘上线速度相同
2、同一轮上各点的角速度相同 思考地球上的物体随着地球一起饶地轴自转。地球上不同纬度的物体的周期一样吗?角速度一样吗?线速度大小一样吗?
地球半径R=6.4×106m,地球赤道上的物体A随地球自转的周期、角速度和线速度各是多大?若OB与OA成300则B物体的周期、角速度和线速度各是多大?课后练习一个大轮通过皮带带动小轮转动,皮带和两轮之间无滑动,大轮半径是小轮半径的3倍,大轮上一点S离转轴O1的距离是半径的1/3,大轮边缘上一点P,小轮边缘上一点Q,则vQ:vP=_____,vP:vs=_____;vQ:vS=_____ ωP:ωS=______, ωQ:ωP=_____; ωQ:ωs=_____ 巩固练习重要结论:
①同一转盘上各点的角速度相等
②同一皮带轮缘上各点的线速度相等课件16张PPT。第5节、向心加速度复 习 提 问 什么是匀速圆周运动?
“匀速”的含义是什么?那么做匀速圆周运动的物体的加速度有什么样的特点呢?它的方向是什么呢?大小如何计算?匀速圆周运动是变速运动变速运动运动状态改变一定存在加速度思考加速度的定义式是什么?a 的方向与Δv 的方向相同如何确定Δv的方向?速度的变化量Δv曲线运动中的速度的变化量:
用矢量图表示速度变化量作法:从同一点作出物体在一段时间的始末两个速度矢量v1和v2,从初速度v1的末端至末速度v2的末端所作的矢量就是速度的变化量△v 。直线运动中的速度的变化量:
v1=3m/s,水平向东;
v2=5m/s,水平向东.v1=5m/s,水平向东;
v2=3m/s,水平向东.v1=5m/s,水平向东;
v2=3m/s,水平向西.v1Δvv2Δv = 2m/sΔv = -2m/s设质点沿半径为r 的圆做匀速圆周运动,某时刻位于A点,速度为vA ,经过时间△t 后位于B点,速度为vB 。
匀速圆周运动的加速度方向vBΔv小球受哪些力?合外力有何特点?轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动。 看一看OFFFO 小球受力分析 结论: 做匀速圆运动的小球所受合力指向圆心向心加速度结论:当△t很小很小时,△v指向圆心. 向心加速度2.表达式:1.做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心.这个加速度称为向心加速度. 向心加速度1、定义:做匀速圆周运动的物体加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度4、物理意义:描述由于速度方向变化导致速度变化的快慢2、符号:an3、方向:始终指向圆心5、说明:匀速圆周运动加速度的大小不变,方向在时刻改变,所以匀速圆周运动不是匀变速运动,是变加速运动指向圆心4、大小:向心加速度的表达式:v不变时,an与r 成反比ω不变时,an与r 成正比向心加速度的表达式五 小结 1 掌握怎样表示速度的变化量。
 2 匀速圆周运动的加速度的方向是指向圆心的,叫向心加速度。
 3 向心加速度的计算公式为
 4.只改变速度的大小不改变速度的方向例与练2、如图所示装置中,三个轮的半径分别为r、2r、4r,b点到圆心的距离为r,求图中a、b、c、d各点的加速度之比。 例与练练习3.关于北京和广州随地球自转的向心加速度,下列说法中正确的是
A、它们的方向都沿半径指向地心
B、它们的方向都平行于赤道平面指向地轴
C、北京的向心加速度比广州的向心加速度大
D、北京的向心加速度比广州的向心加速度小
BD4.如图所示,A、B两物体作匀速圆周运动时的向心加速度随半径变化的关系图线,其中B图线为双曲线,可得出 ( )
A、A物体运动时的线速度大小保持不变
B、A物体运动时的角速度大小保持不变
C、B物体运动时的角速度保持不变
D、B物体运动的线速度随r而改变A课件34张PPT。5.6 向心力思考1、做匀速圆周运动的物体一定有加速度吗?为什么?2、做匀速圆周运动的物体的加速度有什么特点?写出向心加速度的公式。3.做匀速圆周运动的物体受力有什么特点?
受力的方向和大小如何确定?回顾做匀速圆周运动物体的加速度指向圆心,这个加速度称为向心加速度 an方向始终指向圆心an 哪来的?即an 是如何产生的?根据牛顿第二定律可知物体一定受到了指向圆心的合力,这个合力叫做向心力。向心力1、定义:做匀速圆周运动的物体所受到的指向圆心的合力,叫向心力。 4、效果:只改变v 的方向,不改变v的大小。3、方向:始终指向圆心(与v 垂直);是变力2、符号:Fn因为在运动方向上所受的合外力为0,这个方向上的加速度也为0,所以速度大小不变,只改变速度方向。向心力是不是一种新的性质力?即向心力是不是与重力、弹力、摩擦力一样都是按照某种性质来命名的力?分析F合=F引 =Fn在匀速圆周运动中,合力提供向心力竖直方向上N=G,故T即为合力F合=T=Fn在匀速圆周运动中,合力提供向心力分析轻绳栓一小球,在光滑水平面做匀速圆周运动小球受到哪些力的作用?向心力由什么力提供?T结论:
向心力由重力G和弹力T的合力提供思考:滚筒洗衣机中物体跟着滚筒匀速转动时;
向心力由什么力提供? 分析在匀速圆周运动中,合力提供向心力说明1、向心力是按照效果命名的力,并不是物体额外受到的一个力;受力分析时, 不能多出一个向心力。F合=Fn2、向心力的来源:物体所受的合力提供了物体做匀速圆周运动所需的向心力。(可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质力的合力)在匀速圆周运动中,合力提供向心力向心力的大小与哪些物理量有关呢?体验向心力的大小猜想:向心力大小可能与
_______________有关质量、半径、角速度向心力的大小F合=man向心力大小与多个物理量有关,在分析向心力与某一物理量的关系时,要注意什么?当m、v不变时,Fn与r成反比;当m、r不变时,Fn与v2成正比。当m、ω不变时,Fn与r成正比;当m、r不变时,Fn与ω2成正比.能否利用实验粗略地验证向心力的表达式?F合=Fn一、用向心力演示仪验证方法:控制变量法(F与m , r, ω)1.F与m的关系保持r、ω一定保持m 、 ω一定2.F与ω的关系保持m、r一定3.F与r的关系m大,F也大ω大,F也大r大,F也大两个验证实验1、实验的基本原理?2、实验需要的器材?钢球、细线、白纸、O'3、实验需要测量的数据有哪些?如何测量?F合=mg tanθ秒表、直尺二 用圆锥摆验证从运动的角度求得Fn ;从受力的角度求得F合 ;将Fn 和F合 进行比较验证:g/h=(2πn/t)2转n圈数所用时间t、h实验数据记录二 用圆锥摆验证验证:g/h=(2πn/t)2注意事项1、h 并不等于纸面距悬点的高度2、小球与纸面不能接触3、测 t 时不能太久4、启动小球时应确保小球做的是匀速圆周运动做一做实验器材:
小球 空心圆珠笔杆 细线
实验设计:
细线穿过笔杆,一端拴小球,另一端用手牵住,用力转动笔杆使小球做圆周运动,细线的拉力近似的看成是小球的向心力
实验过程:
(1)在Υ和ω不变时,改变m
(2)在m和ω不变时,改变Υ
(3)在m和Υ不变时,改变ω小结大小作用效果:只改变速度的方向方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中)向

力几种常见的圆周运动m竖直方向:Tcosθ=mg
水平方向:F合=mω2l sinθ竖直方向:F升 cosθ=mg
水平方向:F合=mω2rF合=mg tanθ几种常见的圆周运动竖直方向:N cosθ=mg
水平方向:F合=mω2r竖直方向:N cosθ=mg
水平方向:F合=mω2 R sinθF合=mg tanθ几种常见的圆周运动物体相对转盘静止,随盘做匀速圆周运动竖直方向:N=mg
水平方向:F合=f静=mω2r回顾:A、B一起向左加速,分析A的受力情况。谁提供向心力?静摩擦力指向圆心思考速度增大的圆周运动变速圆周运动速度减小的圆周运动匀速圆周运动所受的合力提供向心力,方向始终指向圆心;如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心,还能做匀速圆周运动吗?当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时,物体做变速圆周运动。切向力Ft :垂直半径方向的合力
向心力Fn :沿着半径(或指向圆心)的合力产生切向加速度,改变速度的大小产生向心加速度,改变速度的方向匀速圆周运动变速圆周运动合力全部 提供向心力合力部分 提供向心力一般曲线运动运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动称为一般曲线运动。一般曲线运动各个地方的弯曲程度不一样,如何研究?把一般曲线分割为许多极短的小段,每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样,表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。小结大小作用效果:只改变速度的方向方向:始终指向圆心(与v 垂直); 是变力来源:合力提供向心力(匀速圆周运动中)向

力向心力的分析思路3、按序分析受力
指向圆心的合力即向心力2、确定圆心、半径
确定圆周运动所在的平面、轨迹、圆心、半径1、确定研究对象小结例与练1.关于圆周运动的合力,下列说法中正确的是 ( )
A.圆周运动的合力方向一定指向圆心
B.匀速圆周运动的合力方向一定指向圆心
C.匀速圆周运动的合力一定不变
D.匀速圆周运动的合力大小一定不变 匀速圆周运动的物体速度大小不变,速度方向不断变化。匀速圆周运动向心力只改变物体速度方向,不改变物体速度大小。BD例与练2.甲、乙两物体都做匀速圆周运动,其质量之比为1:2,转动半径之比为1:2,在相等时间里甲转过60°,乙转过45°,则它们的合力之比为 ( )
A. 1:4  B.2:3  C.8:9  D.4:9 D3.在光滑的横杆上穿着两质量不同的两个小球,小球用细线连接起来,当转台匀速转动时,下列说法正确的是( )
A.两小球速率必相等
B.两小球角速度必相等
C.两小球加速度必相等
D.两小球到转轴距离与其质量成反比 BD例与练例与练4、如图,细杆的一端与一小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度,使它做圆周运动,图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对球的作用力可能是
( )
A.a处为拉力,b处为拉力
B.a处为拉力,b处为推力
C.a处为推力,b处为拉力
D.a处为推力,b处为推力 AB5.质量为m的小球,用长为 l 的线悬挂在O点,在O点正下方处有一光滑的钉子O′,把小球拉到右侧某一位置释放,当小球第一次通过最低点P时:
A、小球速率突然减小
B、小球角速度突然增大
C、小球向心加速度突然增大
D、摆线上的张力突然增大例与练BCD6.如图所示,A、B、C三个质量相等的小球拴在同一条绳子上,且OA=AB=BC,当三个小球在光滑的水平桌面上绕O点做匀速圆周运动时,O、A、B、C始终保持在同一直线上,设OA、AB、BC段绳中的张力分别为F1、F2、F3,A、B、C三球的向心加速度分别为a1、a2、a3。试求:
(1) a1:a2:a3
(2) F1:F2:F3例与练=1:2:3=6:5:3解析:小橡皮受力如图小橡皮恰不下落时,有: f=mg 其中:f=μN
由向心力公式:Fn=mω2r
解以上各式得:
例与练7.如图,半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动,小橡皮块紧帖在圆筒内壁上,它与圆筒的摩擦因数为μ,现要使小橡皮不落下,则圆筒的角速度至少多大?8. 小球做圆锥摆时细绳长L,与竖直方向成θ角,求小球做匀速圆周运动的角速度ω。θL例与练解析:小球的向心力由T和G的合力提供例与练9.南通在北纬32°,求南通所在处质量为1Kg的物体绕地轴做圆周运动所需向心力是多大?(设地球半径R=6400km,COS32°=0.85)AORrO’分析:首先应明确物体做匀速圆周运动; 再确定圆轨迹、圆心、半径。物体随地球自转的角速度ω=2π/T半径 r =R ? cos320∴F=m rω2
=m R? cos320?(2π/T) 2代数得:F=2.87×10-2N课件22张PPT。5.7生活中的圆周运动观察思考火车在水平轨道(内外轨道一样高)上转弯时,所需的向心力由谁提供?这个弹力很大,会对轨道和轮缘造成损坏。如何解决这个问题?外轨内轨外轨对轮缘的弹力分析在转弯处外轨略高于内轨火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上?分析F合=mg tanθ轨道对轮缘无挤压,此时火车的速度为多大?若火车的速度大于或小于这个值时,轨道对轮缘有挤压吗?讨论轮缘受到外轨向内的弹力轮缘受到内轨向外的弹力汽车过桥F压=FN=mg水平桥拱形桥凹形桥拱形桥汽车质量为m,通过桥最高点速度为v,桥半径为R,则在最高点汽车对桥的压力为多大?F合=mg-FN由牛顿第三定律得FN <mg若汽车通过拱桥的速度增大,会出现什么情况?拱形桥当FN = 0 时,汽车脱离桥面,做平抛运动,汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN=0 时,汽车的速度为多大?凹形桥汽车质量为m,通过桥最低点速度为v,桥半径为R,则在最低点汽车对桥的压力为多大?F合=FN-mg由牛顿第三定律得FN >mg若汽车通过凹桥的速度增大,会出现什么情况?结论F压=FN <mgF压=FN =mgF压=FN >mg思考1、航天器在发射升空(加速上升)时,航天员处在超重还是失重状态?2、航天器在轨道正常运行(绕地球做匀速圆周运动)时,航天员处在超重还是失重状态?FN-mg =maFN>mg航天器中的失重现象航天器绕地球做匀速圆周运动,假设它的线速度的大小为v ,轨道半径近似等于地球半径R ,航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg 。有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力,这种说法对吗?正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。离心运动F合 = mω2r,物体做匀速圆周运动F合<mω2r ,物体做逐渐远离圆心的运动F 合= 0 ,物体沿切线方向飞出远离圆心1、定义:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失,或者不足以提供圆周运动所需的向心力时,做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。2、条件:0 ≤F合<mω2r供<需离心运动的应用当脱水筒转得比较慢时,水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力使水滴做圆周运动。当脱水筒转得比较快时,附着力F 不足以提供所需的向心力,于是水滴做离心运动,穿过小孔,飞到脱水筒外面。 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内制作棉花糖的原理:内筒与洗衣机的脱水筒相似,里面加入白砂糖,加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转,黏稠的糖汁就做离心运动,从内筒壁的小孔飞散出去,成为丝状到达温度较低的外筒,并迅速冷却凝固,变得纤细雪白,像一团团棉花。思考要使原来作匀速圆周运动的物体作离心运动,该怎么办?1、提高转速,使所需向心力增大到大于物体所受合外力。2、减小合外力或使其消失。供=需供<需离心运动的防止在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大,所需向心力Fn大于最大静摩擦力Fmax (Fmax不足以提供向心力),汽车将做离心运动而造成交通事故。因此,在公路弯道处,车辆行驶不允许超过规定的速度。离心运动的防止高速转动的砂轮、飞轮等,都不得超过允许的最大转速。转速过高时,砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力,离心运动会使它们破裂,酿成事故。思考要防止离心现象发生,该怎么办?1、减小物体运动的速度,使物体作圆周运动时所需的向心力减小。2、增大合外力,使其达到物体作圆周运动时所需的向心力。供<需供=需离心运动的防止小结3、航天器中的失重现象2、小车过桥1、火车转弯4、离心运动的利用与防止