高三物理曲线运动知识点总结-精选学习文档
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高三物理曲线运动知识点总结
高三物理曲线运动知识点
1.曲线运动:物体的轨迹是一条曲线,物体所作的运动就是曲线运动。
作曲线运动物体的速度方向就是曲线那一点的切线方向,而曲线上各点的切线方向不同,也就是运动物体的速度在不断地改变,所以作曲线运动的物体速度是变化的,物体作变速运动。
运动物体的轨迹是它在平面坐标系中的运动图像,与作直线运动物体的位移与时间图像是有着本质的不同,前者是运动的轨迹,后者是其位移随时间变化的规律;前者各点的切线方向是运动物体的速度方向,切线的斜率是运动物体的速度方向与某一方向的夹角的正切,后者各点的切线的斜率是运动物体的速度大小,但它只反映作直线运动物体的速度情况,而不能反映作曲线运动的速度情况。
物体作曲线运动的条件:物体所受的合外力与物体的速度不在一条直线上(也就是合外力沿与速度垂直的方向上有分量,该分量时刻在改变着运动物体的速度方向)
2.运动的合成与分解:运动的合成与分解就是矢量的合成与分解,它涉及运动学中的位移、速度、加速度三个矢量的合成与分解。
两个互相垂直方向上的直线运动合成后可能是直线运
动,也可能是曲线运动,反过来,两个方向的直线运动合成后可能是曲线,这就提供了研究曲线运动的途径——将曲线运动转化为直线运动进行研究。
运动的独立作用原理:如同力的独立作用原理一样,运动的合成与分解也是建立在各个方向分运动独立的基础上。
3.研究曲线运动的方法:利用速度、位移、加速度和力这些物理量的矢量性,进行合成与分解。
(1)在恒力的作用下的曲线运动:这种运动是匀速运动。一般将运动物体的初速度沿着力的方向和与力垂直的方向
上分解,在沿力的方向上物体作匀变速直线运动,在与力垂直的方向上物体作匀速直线运动。
若所求方向与速度和力均不在一条直线上,将速度和力均沿求解问题的方向和与求解问题垂直的方向进行分解。
(2)在变力作用下的曲线运动:这种运动是非匀变速运动。一般将物体受到的力沿运动方向和与运动垂直的方向分解。与运动方向一致的力改变速度的大小,与运动方向垂直的力改变运动的方向。
生活中的曲线运动举例
子弹射出枪膛,离弦的箭,抛铅球,投篮,过河的船等等都属于曲线运动。
高三物理平抛运动
1.平抛运动的特点:
(1)物体作平抛运动受力特点:它在空中仅受重力作用,重力是恒力,物体只具有重力加速度。
(2)物体作平抛运动的运动特点:物体的初速度水平,与重力垂直,在水平方向不受外力,物体作匀速直线运动,竖直方向作自由落体运动。
平抛运动是匀变速曲线运动。
2.平抛运动的规律:作平抛运动的物体在水平方向上速度不变,在竖直方向上的加速度为重力加速度,以抛出点为原点,以初速度的方向为x轴正方向,以竖直向下为y轴正方向。
(1)位移关系:
水平位移x=v0t ① 竖直位移y=gt2 ②
位移s= ③
位移s与水平夹角为α,tanα== ④
(2)速度关系:
水平速度vx=v0t ⑤竖直速度vy=gt ⑥
速度v=√vx2+vy2 ⑦
速度v与水平夹角θ,tanθ===2tanα ⑧
(3)平抛运动的轨迹方程:由①②两式消去时间t得
y=*x2
平抛运动中在任何Δt时间内速度的改变量
Δv=gΔt,其方向总是向下的。在平抛运动中,当前面无障碍时,物体飞行时间仅决定于飞行高度,一般情况下,当物体离地面高度h为已知时,物体飞行时间为t=。
扩展
作平抛运动的物体,其平抛运动中的水平距离与抛出时的初速度有关,当运动物体的速度改变,其运动过程中的水平距离也将发生变化;当作平抛运动的物体与其运动的物体相遇时,往往是利用它们的位置相同时的位移关系求解;当作平抛运动的物体的速度方向一旦确定,也就可以确定其运动的时间或位移,主要类型如下:
1.一个物体作平抛运动,当它的受力情况发生了变化,则运动状态也发生了变化,当物体是由两段不同的运动形式所构成,那么前阶段的速度就是后阶段的初速度,作平抛运动的末速度就是后阶段其他运动的初速度。
2.作平抛运动的物体,它轨迹由初速度和阻碍物(离地面的高度、斜面、墙壁、排球网……)所决定,反过来,阻碍物也导致了作平抛运动的物体具有临界状态。
3.相遇问题与相遇两个物体的运动情况有关,扣住相遇物体的位置相同是基本点,位移与相对距离的关系,可从分运动的角度考虑,也可以从合运动的角度考虑。
4.研究平抛运动时,并不都是从水平和竖直两个方向进行研究,所以,在曲线运动的研究方法中,就注意到沿所求
解物理量的方向与该方向垂直的两个方向进行分解才是分
解的唯一原则。
生活中的平抛运动举例
摆球在竖直平面内绕悬点摆动,摆到最低点时绳突然断裂,此后摆球所做的运动;雨伞绕竖直轴转动,伞边缘的水滴甩出后所做的运动(不计空气阻力)从枪口射出的子弹,从飞机上抛下的物体等。
实例分析一
1945年8月6日,美国轰炸机向广岛投下代号为Boy的原子弹,原子弹是核武器之一,是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用,以及造成大面积放射性污染,阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器。
在日本战败已成定局的前提下,没过仍然于8月6日、9日先后在日本的广岛和长崎投下了仅有的两颗原子弹。并通过精密的计算,精准打击了目标。
事后,我们不仅仅为原子弹的威力感到震惊,同时也赞叹于其精准的打击能力,通过对飞机投放出的原子弹所行进的轨迹,我们不难看出,它是一个平抛运动,原子弹在出仓时,在水平方向上拥有一个初速度,并且在出仓后水平方向无外力作用,在竖直方向上,原子弹出仓时初速度为零,并且在出仓后只受重力作用,是原子弹在竖直方向上作着自由