圆周运动和万有引力幻灯片.ppt
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1、圆周运动和万有引力第1页,共37页,编辑于2022年,星期五一、曲线运动的条件和特点:一、曲线运动的条件和特点:1曲线运动的条件和特点曲线运动的条件和特点(1)条件:物体所受合外力方向和初速度方向不在同一直线上(即加速度方向和初速度方向不在同一直线上)(2)特点:速度方向总是沿各点切线方向(时刻在改变),曲线运动一定是变速运动。加速度一定不为零。第2页,共37页,编辑于2022年,星期五 2.匀变速曲线运动条件和特点:匀变速曲线运动条件和特点:(1)条件:物体所受合外力方向和初速度方向不在同一直线上;并且合外力为恒力(大小方向均不变)(2)特点:加速度恒定(大小方向均不变);其轨迹一定是抛物线
2、。mgmg斜上抛斜上抛mg斜下抛斜下抛例如:平抛平抛第3页,共37页,编辑于2022年,星期五3两个直线运动的合运动的性质:两个直线运动的合运动的性质:由两个运动的合初速度及合加速度(所受的合外力)决定(1)两个匀速直线运动(速度大小不同)的合运动仍是匀速直线运动(2)一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速运动。二者共线时为匀变速直线运动,二者不共线时为匀变速曲线运动。(3)两个匀变速直线运动的合运动仍是匀变速运动:当合初速度与合加速度共线时为匀变速直线运动;当二者不共线时为匀变速曲线运动。第4页,共37页,编辑于2022年,星期五二、圆周运动二、圆周运动:1.几个概念几个概
3、念:(1)线速度v:大小:方向:沿各点切线方向.大小:方向:高中不要求(2)角速度:大小:方向:总是指向圆心(3)向心加速度a:(4)角速度与线速度的关系:第5页,共37页,编辑于2022年,星期五 例例1 如图,皮带与轮之间无滑动,求:(1)(2)(3)AB C 第6页,共37页,编辑于2022年,星期五解析解析:A点联系B、C点(1)(2)(3)第7页,共37页,编辑于2022年,星期五LOA例:例:一根长为L的均匀细杆OA可以绕水平轴O在竖直平面内转动,杆最初在水平位置,杆上距O点处放一小物体m(可视为质点),杆与小物体最初处于静止状态,如图所示,若此杆突然以角速度绕O轴顺时针匀速转动,
4、问取什么值时,杆OA与小物体可以再次相碰?第8页,共37页,编辑于2022年,星期五hAAhAA解析解析:杆突然转动后,杆OA与小物体再次相碰,有两种可能:1、物体做自由落体运动,如果在杆的转动时间t1内,杆端A恰好转到小物体的正下方A处物体与杆端相碰,即杆转过角的时间与小物体自由下落高度h的时间相等,此时杆所对应的角速度是两者相碰的一个临界值,角速度稍大些,物体不会相碰。+2第9页,共37页,编辑于2022年,星期五如图 对板:物体:要使物体与杆相碰,应有即第10页,共37页,编辑于2022年,星期五(2)物体可在杆转动一周后再与杆相碰,此时汉砖 的角速度为杆运动时间:物体:要使物体与杆相碰
5、,应有 即第11页,共37页,编辑于2022年,星期五2、匀速圆周运动和非匀速圆周运动:、匀速圆周运动和非匀速圆周运动:(1)匀速圆周运动:条件:受到的合外力大小不变,方向始终与线速度垂直沿半径指向圆心.(切线力为零)根据“牛二”定律有:特点特点:速度大小不变,方向沿各点切线,时刻改变;加速度大小不变,方向总指向圆心(方向时刻在改变)。第12页,共37页,编辑于2022年,星期五(2)非匀速圆周运动:条件:合外力不知向圆心,可分解到指向圆心方向的 分力法向力;和切线方向的分力切向力法向力:充当向心力产生向心加速切向力:产生切向加速度特点:切向力与速度方向相同时,速度增大;切向 力与速度方向相反
6、时,速度减小。由于合外力不指向圆心,所以加速度也不指 向圆心。第13页,共37页,编辑于2022年,星期五例如:例如:细绳一端栓一小球在竖直面内作圆周运动,分析受力及运动情况。分析:沿圆周向下运动时切线力与速度方向相同,速率增加;沿圆周向上运动时切线力与速度方向相反,速率减小。第14页,共37页,编辑于2022年,星期五例:例:关于圆周运动的说法正确的是()A.做匀速圆周运动的物体,所受合外力一定指向圆心B.做圆周运动的物体,其加速度可以不指向圆心C.做圆周运动的物体,其加速度一定指向圆心D.做圆周运动的物体,只要所受合外力不指向圆心,其速度方向就不与合外力方向垂直答案:A、B、D第15页,共
7、37页,编辑于2022年,星期五r例:例:一长为L,不可伸长的轻绳,一端握住用手,另一端系一个质量为m的小球,今使手握的一端在水平面上做半径为r,角速度为的匀速圆周运动,且使绳始终与半径为r的圆相切,小球也将在同一平面内做匀速圆周运动,如图所示,求小球做圆周运动的线速度大小和小球在运动过程中所受的摩擦力大小?第16页,共37页,编辑于2022年,星期五rL解析解析:(1)从O点到小球连线,长为小球做圆运动的半径(2)由第17页,共37页,编辑于2022年,星期五O绳绳3圆周运动中的临界问题:(1)轻绳拴一小球竖直面内运动在最高点情况:v越小,T越小;当时,v最小有 即当 绳刚好对小球没有力作用
8、时绳对小球施拉力时小球没到最高点就脱离轨道当当第18页,共37页,编辑于2022年,星期五 杆杆O(2)轻杆一端有一小球竖直面内运动在最高点:当v0时,杆对小球施支持力Nmg.(v0是小球能通过最高点的最小速度,v0时小球不能上到最高点)当时,杆对小球施支持力 v越大,N越小.时,杆刚好对小球没有力作用力 当时杆对小球施拉力:当 v越大,T越大.即第19页,共37页,编辑于2022年,星期五例:一根长度为L的细绳上端固定,下端系一质量为m的钢球处于静止状态。某瞬间给钢球一个水平冲量,使钢球以初速度v0从最低点开始在竖直平面内做圆周运动,恰好能够通过圆周的最高点。若将细绳的长度缩短为L/2,且仍
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