2017—2018学年度下学期高一物理组主备教师：夏春青第五章曲线运动一、教课目的使学生在理解曲线运动的基础上，进一步学习曲线运动中的两种特别运动，抛体运动以及圆周运动，从而学习向心加快度并在牛顿第二定律的基础上推导出向心力，联合生活中的实质问题对曲线运动进一步加深理解。二、教课内容曲线运动及速度的方向；2.合运动、分运动的观点；3.知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响；4.运动的合成和分解；5.理解运动的合成和分解按照平行四边形定章；6.知道平抛运动的特色，理解平抛运动是匀变速运动，会用平抛运动的规律解答有关问题；7.知道什么是匀速圆周运动;8.理解什么是线速度、角速度和周期;9.理解各参量之间的关系;10.能够用匀速圆周运动的有关公式剖析和解决有关问题；11.知道匀速圆周运动是变速运动,存在加快度。12.理解匀速圆周运动的加快度指向圆心，所以叫做向心加快度；13.知道向心加快度和线速度、角速度的关系；14.能够运用向心加快度公式求解有关问题；15.理解向心力的观点，知道向心力大小与哪些要素有关.理解公式确实切含义，并能用来计算；会依据向心力和牛顿第二定律的知识剖析和议论与圆周运动有关的物理现象；培育学生的剖析能力、综合能力和推理能力，明确解决实质问题的思路和
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。三、知识重点§5-1曲线运动&运动的合成与分解一、曲线运动定义：物体运动轨迹是曲线的运动。条件：运动物体所受协力的方向跟它的速度方向不在同向来线上。特色：①方向：某点刹时速度方向就是经过这一点的曲线的切线方向。②运动种类：变速运动（速度方向不停变化）。F合≠0，必定有加快度a。④F合方向必定指向曲线凹侧。⑤F合能够分解成水平易竖直的两个力。运动描绘——蜡块运动波及的公式：二、运动的v1.合运动Pθ合成与分解与分运动的关系：等时性、独立性、等效性、矢量性。互成角度的两个分运动的合运动的判断：①两个匀速直线运动的合运动仍旧是匀速直线运动。②速度方向不在同向来线上的两个分运动，一个是匀速直线运动，一个是匀变速直线运动，其合运动是匀变速曲线运动，a合为分运动的加快度。③两初速度为0的匀加快直线运动的合运动仍旧是匀加快直线运动。④两个初速度不为0的匀加快直线运动的合运动可能是直线运动也可能是曲线运动。当两个分运动的初速度的和速度方向与这两个分运动的和加快度在同向来线上时，合运动是匀变速直线运动，不然即为曲线运动。三、有关“曲线运动”的两大题型（一）小船过河问题模型一：过河时间t最短：模型二：直接位移x最短：模型三：间接位移x最短：v船vv船vθd平抛运动&类平抛运动dv船v船d§5-2v水θθAθv水一、抛体运动dv水dv水tmd，xL，insin当v水
v船时，xmincosv船v船td，td，cosv船v船sinv水v船sin定义：以必定的速度将物体抛出，在空气阻力能够忽视的状况下，物体只受重力的作用，它的运动即为抛体运动。条件：①物体拥有初速度；②运动过程中只受G。二、平抛运动定义：假如物体运动的初速度是沿水平方向的，这个运动就叫做平抛运动。条件：①物体拥有水平方向的加快度；②运动过程中只受G。办理方法：平抛运动能够看作两个分运动的合运动：一个是水平方向的匀速直线运动，一个是竖直方向的自由落体运动。α4.规律：（1）位移：xv0t,y1gt2,s(v0t)2(1gt2)2,tangt.5.应用结论——影响做平抛运动的物体的飞翔时间、射程及落地速度的要素222v0a、飞翔时间v：xvt02h22gt没关。，与物体着落高度tan有关，与初速度（2）速度：，vygttv0(gt)，hv0，vv0g（3）推论：①从抛出点开始，随意时刻速度倾向角θ的正切值等于位移倾向角φ的正切值的两倍。b、水平射程：xv0tv02h,由v0和h共同决定。gt,tan1ggt2gt.tanθ=tanα=2tanφ。证明以下：tanv2v2c、落地速度：0v2vy20gh0y共同决定。vvt2v②从抛出点开始，随意时刻速度的反向延伸线对应的水平位移的交点为此水平位移的中点，即§5-3圆周运动&向心力&生活中常有圆周运动2ytan.假如物体落在斜面上，则位移倾向角与斜面倾斜角相等。x一、匀速圆周运动定义：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。特色：①轨迹是圆；②线速度、加快度均大小不变，方向不停改变，故属于加快度改变的变速曲线运动，匀速圆周运动的角速度恒定；③匀速圆周运动发生条件是质点遇到大小不变、方向一直与速度方向垂直的合外力；④匀速圆周运动的运动状态循环往复地出现，匀速圆周运动拥有周期性。描绘圆周运动的物理量：（1）线速度v是描绘质点沿圆周运动快慢的物理量，是矢量；其方向沿轨迹切线，国际单位制中单位符号是m/s，匀速圆周运动中，v的大小不变，方向却向来在变；（2）角速度ω是描绘质点绕圆心转动快慢的物理量，是矢量；国际单位符号是rads；（3）周期T是质点沿圆周运动一周所用时间，在国际单位制中单位符号是s；4）频次f是质点在单位时间内达成一个完好圆周运动的次数，在国际单位制中单位符号是Hz；（5）转速n是质点在单位时间内转过的圈数，单位符号为r/s，以及r/min．各运动参量之间的变换关系：三种常有的转动装置及其特色：模型一：共轴传动模型二:皮带传动模型三：齿轮传动ArABAr1O二、向心加快度O定义：任何做匀速圆周运动的物体的加快度都指向圆心，这个加快度叫向心加快BRr2度。BOR注：其实不是任何状况下，向心加快度的方向都是指向圆心。当物体做变速圆周运动BrTBRvAvBTAr1n1B时，向心加快度的一个分加快度指向圆心。vAvB,,r,r2n2ARTATBA方向：在匀速圆周运动中，一直指向圆心，一直与线速度的方向垂直。向心加快度只改变线速度的方向而非大小。意义：描绘圆周运动速度方向方向改变快慢的物理量。v2224.公式：an2rvr(2n)2r.rT两个函数图像：an三、向心力an定义：做圆周运动的物体所遇到的沿着半径指向圆心的协力，叫做向心力。Ov必定rOrω必定方向：老是指向圆心。v2223.公式：Fnmm2rmvm(2)2r.rTrmn几个注意点：①向心力的方向老是指向圆心，它的方向时刻在变化，固然它的大小不变，可是向心力也是变力。②在受力剖析时，只剖析性质力，而不剖析成效力，所以在受力剖析是，不要加上向心力。③描绘做匀速圆周运动的物体时，不可以说该物体受向心力，而是说该物体遇到什么力，这几个力的协力充任或供给向心力。四、变速圆周运动的办理方法特色：线速度、向心力、向心加快度的大小和方向均变化。2.动力学方程：合外力沿法线方向的分力供给向心力：Fnmv2m2r。合外力沿切线r方向的分力产生切线加快度：F=mωa。TT3.离心运动：一、当物体实质遇到的沿半径方向的协力知足F供=F需=mω2r时，物体做圆周运动；当F供gR内转动小球固mv2定在轻杆对球可①若F＝0，则mg＝R，v＝gR杆的一以是拉力v2端在竖也能够是②若F向下，则mg＋F＝mR，v>gR直平面支持力2mv内转动③若F向上，则mg－F＝R或mg－F＝0，则0≤vv，F向下动能够向下0N0N①假如恰好能经过球壳的最高点A，在最高点则v＝0，F＝mgAN球壳外时弹力FN②假如抵达某点后走开球壳面，该点的小球的方向向处小球遇到壳面的弹力FN＝0，以后上改做斜抛运动，若在最高点走开则为平抛运动六、有关生活中常有圆周运动的波及的几大题型剖析（一）解题步骤：①明确研究对象；②定圆心找半径；③对研究对象进行受力剖析；④对外力进行正交分解；⑤列方程：将与和物体在同一圆周运动平面上的力或其分力代数运算后，另得数等于向心力；⑥解方程并对结果进行必需的议论。（二）典型模型：、圆周运动中的动力学识题谈一谈：圆周运动问题属于一般的动力学识题，不过是由物体的受力状况确立物体的运动状况，或许由物体的运动状况求解物体的受力状况。解题思路就是，以加快度为纽带，运用那个牛顿第二定律和运动学公式列方程，求解并议论。模型一：火车转弯问题：a、波及公式：合h①FmgtanmgsinmgLFmv02②，由①②得：vRgh。FN模型二：汽车过拱桥问题：F合a、波及公式：mgFNmv2,所以当FNmgmv2mg，II、圆周运动的临界问题RRL此时汽车处于失重状态，并且v越大越显然，所以汽车过拱桥时不hA.常有竖直平面内圆周运动的最高点的临界问题宜告诉行驶。mg2谈一谈：竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动。关于物体在竖直平面内做b、剖析：当FNvvgR：mgmR变速圆周运动的问题，中学物理只研究问题经过最高点和最低点的状况，并且常常（1）vgR，汽车对桥面的压力为0，汽车出于完好失重状态；出现有关最高点的临界问题。（）0vgR，汽车对桥面的压力为0FNmg。2模型三：轻绳拘束、单轨拘束条件下，小球过圆周最高点：（3）vgR，汽车将离开桥面，出现飞车现象。（注意：绳对小球只好产生沿绳缩短方向的拉力.）v2c、注意：（相同1），临当界汽条车件过：凹小形球桥究竟达端最时高满点足时，绳索的拉力或，单汽轨车对FNmgmR的弹力恰好等于0，小球的重力供给向心力。即：桥面的压力将大于汽车重力，汽车处于超重状态，若车速过大，容模v型四：轻杆拘束、双轨拘束条件下，小2球过圆周最高点：vv临界易出现爆胎现象，即也不宜高速行驶。。mgmvgR临界绳R（1）临界条件：因为轻杆和双轨的支撑作用，小球恰能抵达最Ov（2）小球能过最高点的条件：vgR.当vgR时，绳v高点的临街速度v临界0.③当vRNv对球产生向下的拉力或轨道对球产生向下的压力。gR时，F=0；杆（2）如图甲所示的小球过最高点时，轻杆对小球的弹力状况：①当v=0时，轻杆对小球有竖直向上的支持力FN，其大小等于小模型五：小物体在竖直半圆面的外轨道做圆周运动：gR（实质上球还④当v（3）小球不可以过最高点的条件：vgR时，轻杆对小球有指向圆心的拉力，其大小随速度的增大而增大。球的重力，即FN=mg；没到最高点时就离开了轨道）。（3）如图乙所示的小球过最高点时，圆滑双轨对小球的弹力状况：两种状况：gR时，轻杆对小球的支持力的方向竖直向上，大小②当0v①当v=0时，轨道的内壁下侧对小球有竖直向上的支持力FN，其大小等于小球的重力，即FN=mg；v甲乙（1）若使物体能从最高点沿轨道外侧下滑，物体在最高点的速度B.物体在水平面内做圆周运动的临界问题②当0vgR时，轨道的内壁随下小侧球对速小度球的仍增有大竖而直减向小上，的其支取持值力范围是F，大小F随小球g速；度的增的限制条件是vgR.N0Nm大而减小，其取值范围是Fg；物体有远离或谈一谈：在水平面内做圆0周运动Nm的物体，当角速度ω变化时（2）若vgR，物体将从最高电起，离开圆轨道做平抛运动。③当vgR时，F=0；向着圆心运动（半N径变化）的趋向。这时要依据物体的受力状况判断物体所④当vgR时，轨道的内壁上侧对小球有竖直向下指向圆心的弹力，其大小随速度的增大而受的某个力能否存在以及这个力存在时方怎样（特别是一些接触力，如静增大。摩擦力、绳的拉力等）。模型六：转查问题N办理方法：先对A进行受力剖析，以下图，注意在剖析时不可以AO忽视摩擦力，自然，假如说明盘面为圆滑平面，摩擦力就能够忽f等效办理：O能够看作一只手或一个固定转动点，B绕着O经长为mg略了。受力剖析达成后，能够发现支持力N与mg互相抵销，则只R的轻绳或轻杆的牵引做着圆周运动。仍是先对B进行受力剖析，等效发现，上图的f在此图中可等效为绳或杆对小球的拉力，则将f
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