人教版高中物理必修二第五章
新教材2023高中物理第五章抛体运动5.4抛体运动的规律课件新人教版必修第二册
【典例3】如图所示,某同学以大小为v0的初速度斜抛出一个 小球.初速度与竖直方向的夹角为θ=37°,小球打在该同学正 对面的竖直墙面上时,速度方向与竖直方向的夹角为α=45°. 不计空气阻力,重力加速度为g,则该同学到竖直墙面的距离 为(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)( )
2.右图为斜抛运动的轨迹示意图.如果斜抛物 体的初速度v0与水平方向的夹角为θ,则在抛出 点,水平方向分速度v0x= v0cos θ ,竖直方向分速 度v0y= v0sin θ .
小试身手 判断下列说法的正误并和同学交流(正确的打“√”,错误的
打“×”). 1.做平抛运动的物体的速度、加速度都随时间增大.( × ) 2.做平抛运动的物体的初速度越大,落地时间越短.( × ) 3.平抛运动是匀变速曲线运动.( √ ) 4.发射出去的炮弹的轨迹是抛物线.( × ) 5.做平抛运动的物体,在相等的时间内,速度变化量相同.( √ ) 6.斜向上喷出的水的径迹可认为是斜抛运动的轨迹.( √ )
(2)做平抛运动的物体在任意位置处,设其速度方向与水平方 向的夹角为θ,位移方向与水平方向夹角为α,则tan θ=2tan α. 证明:设P点是轨迹上任意一点,在平抛运动的轨迹上标注θ 和α,如图所示.
【典例2】发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速 度不同的乒乓球(忽略空气的影响),速度较大的球越过球网,速 度较小的球没有越过球网,其原因是 ( ) A.速度较小的球下降相同高度所用的时间较多 B.速度较小的球在下降相同高度时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球通过相同的水平距离所用的时间较少 D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的高度较大
人教版高中物理必修二目录
人教版高中物理必修二目录第五章 曲线运动1.曲线运动 曲线运动的位移曲线运动的位移曲线运动的速度曲线运动的速度运动描述的实例运动描述的实例物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件 2.平抛运动平抛运动的速度平抛运动的速度平抛运动的位移平抛运动的位移 一般的抛体运动一般的抛体运动3.实验:研究平抛运动4.圆周运动线速度线速度角速度角速度角速度的单位角速度的单位线速度与角速度的关系线速度与角速度的关系 5.向心加速度6.向心力向心力向心力变速圆周运动和一般的曲线运动变速圆周运动和一般的曲线运动 7.生活中的圆周运动铁路的弯道铁路的弯道拱形桥拱形桥航天器中的失重现象航天器中的失重现象 离心运动离心运动第六章 万有引力与航天 1.行星的运动2.太阳与行星间的引力 太阳对行星的引力太阳对行星的引力行星对太阳的引力行星对太阳的引力太阳与行星间的引力太阳与行星间的引力 3.万有引力定律月——地检验月——地检验万有引力定律万有引力定律引力常量引力常量4.万有引力理论的成就 “科学真是迷人”“科学真是迷人”计算天体的质量计算天体的质量发现未知天体发现未知天体5.宇宙航行宇宙速度宇宙速度梦想成真梦想成真6.经典力学的局限性 从低速到高速从低速到高速 从宏观到微观从宏观到微观 从弱引力到强引力从弱引力到强引力第七章 机械能守恒定律 1.追寻守恒量——能量 2.功功正功和负功正功和负功3.功率功率功率功率与速度功率与速度4.重力势能重力做的功重力做的功重力势能重力势能重力势能的相对性重力势能的相对性 势能是系统所共有的势能是系统所共有的 5.探究弹性势能的表达式6.实验:探究功与速度变化的关系探究的思路探究的思路操作与作图技巧操作与作图技巧 数据的处理数据的处理7.动能和动能定理 动能的表达式动能的表达式 动能定理动能定理8.机械能守恒定律动能与势能的相互转化动能与势能的相互转化 机械能守恒定律机械能守恒定律 9.实验:验证机械能守恒定律 实验方法实验方法要注意的问题要注意的问题 速度的测量速度的测量10.能量守恒定律与能源 能量守恒定律能量守恒定律 能量和能量耗散能量和能量耗散。
人教版高中必修二物理教学课件 第五章:曲线运动 5.4 圆周运动 ppt导学课件(含答案)
三种传动装置及其特点.
传动类型 同轴传动
皮带传动
齿轮传动
装置
A、B 两点在同 两个轮子用皮带 两个齿轮轮齿啮
轴的一个圆盘 连接,A、B 两点 合,A、B 两点分
上
分别是两个轮子 别是两个齿轮边
边缘的点
缘上的点
角速度、 特点
周期相同
线速度相同
线速度相同
转动方向 相同
相同
相反
规律
角速度与半径成 角速度与半径成
3.择式分析:若线速度大小相等,则根据 ω ∝1r分析; 若角速度大小相等,则根据 v ∝ r 分析.
1.如图所示的齿轮传动装置中,主动轮和从动轮的齿 大小相同,主动轮的齿数 z1=24,从动轮的齿数 z2=8, 当主动轮以角速度 ω 逆时针转动时,从动轮的转动情况 是( )
A.顺时针转动,周期为23πω B.逆时针转动,周期为23πω
A.①③⑤⑦ C.②④⑥⑦
B.②④⑥⑧ D.②④⑤⑧
解析:由题意知半径 R=0.25 m,线速度 v=Rω=2.5
v
2π
m/s,则角速度 ω=R=10 rad/s,②正确;周期 T= ω =
0.2π s=0.628 s,④正确;
频率
f=T1=1.59
Hz,⑥正确;转速
n= ω =5
2π π
r/s<
答案:ABC
解析:A、B 两轮通过皮带传动,皮带不打滑,则 A、 B 两轮边缘的线速度大小相等,
即 va=vb 或 va∶vb=1∶1.① 由 v=ωr 得 ωa∶ωb=rB∶rA=1∶2.② B、C 两轮固定在一起绕同一轴转动,则 B、C 两轮 的角速度相等,即 ωb=ωc 或 ωb∶ωc=1∶1.③ 由 v=ωr 得 vb∶vc=rB∶rC=1∶2.④
(完整版)人教版高中物理必修二第五章曲线运动教材分析课件(共51张PPT)
第1节 曲线运动
曲线运动的概念;曲线运动的方向;曲线运动的条件 演示实验
27
曲线运动速度的方向
打磨金属
掷链球
水滴飞溅 28
曲线运动的条件
29
30
31
小船过河
A
B
v船
v合
θ
v水
A
v合 v船
v船
v合
θ
θ
v水
θ
v船 v水
1.船头指向正对岸 2.船头偏向上游且v船>v水 3.若v船<v水,
渡河时间最短 当cosθ=v水/v船 时,
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础,这里又作 了进一步强化
把对Δv方向的分析分为五步
骤,减小台阶,降低坡度
21
1.分别作出质点在A、B两点的速度矢量(长度一样)。
2.将vA的起点移到B,并保持vA的长度和方向不变。 3. 以vA的箭头端为起点, vB的箭头端为终点作矢量Δv。 4. Δv/Δt 是质点由A到B的平均加速度,Δv 的方向就是加速度
当船头与上游成(900
tmin=d/v船
航程最短Smin=d
航程为S=d/cosθ 渡河时间为 t=d/v船sinθ
-θ),
sinθ=v船/v水时 最短航程为 smin=d/sinθ
32
拉绳问题的分解
vA ?
θ
vA=v合 cosθ
v⊥ 垂直于绳方向的转动
v合 v∥
沿绳方向的运动
注意:1) v合即为船实际运动的速度 2)沿绳的方向上各点的速度大小相等
正 确 认 识 圆 周 运 动 的 Δv 至 此
已经有了相当基础,这里又作 了进一步强化
人教版高中物理必修第二册第五章曲线运动
当堂小练
1.如图,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正
确表示篮球在相应点速度方向的是 ( C )
A.v1
B.v2 C.v3 D.v4
【解析】依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是 曲线上该点的切线方向,所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有 v3,故C项正确。
解:如图所示,甲在竖直方向的速度
v甲y v甲 sin 0.76 sin 30 m/s 0.38 m/s
乙在竖直方向的速度
v乙
=
2
0.15 1
m/s 0.3 m/s
因此v甲y
>
v乙,甲先到楼上。t甲
=
h v甲y
4.56 0.38
s 12 s
甲比乙先到达楼上,甲上楼用了12 s。
三、运动的合成与分解的实例 1、小船渡河模型
一、合运动与分运动 3.蜡块运动的速度 速度 v 与vx、vy 的关系已经在图中形象地标出,因此可以根 据勾股定理写出它们之间的关系
根据三角函数的知识,从图中还可以确 定速度v的方向,即用速度矢量v与x轴正方 向的夹角θ来表示,它的正切为
一、合运动与分运动 4.合运动与分运动
(1)合运动与分运动概念
在蜡块匀速上升的同时,将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动 (图丙),观察蜡块的运动情况。
一、合运动与分运动
1.建立直角坐标系
在这个实验中,蜡块既向上做匀速运动,又由于玻璃管的移动向右做匀 速运动,在黑板的背景前我们看到蜡块向右上方运动。那么,蜡块向右上 方的这个运动是什么样的运动呢?
要想定量地研究蜡块的运动,就要建立坐标系,具体分析。
(完整版)高中物理必修2课后习题答案
F=mω2r=0.1×42×0.1N=0.16N (2)甲的意见是正确的。 静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的 趋势方向相反。设想一下,如果在运动过程中, 转盘突然变得光滑了,物体将沿轨迹切线方向滑 动。这就如同在光滑的水平面上,一根细绳一端 固定在竖直立柱上,一端系一小球,让小球做匀 速圆周运动,突然剪断细绳一样,小球将沿轨迹 切线方向飞出。这说明物体在随转盘匀速转动的 过程中,相对转盘有沿半径向外的运动趋势。 说明:本题的目的是让学生综合运用做匀速 圆周运动的物体的受力和运动之间的关系。 3. 解:设小球的质量为 m,钉子 A 与小球的距 离为 r。根据机械能守恒定律可知,小球从一 定高度下落时,通过最低点的速度为定值,
直方向位移为 y=2.45m= 1 gt2 2
经历时间
2 2 3.14 rad / s 7.27 106 rad / s 。 T 243600
t
2 y g
4.9 9.8
s
0.71s
,在水平方向位移
x=vt=13.3m,零件做平抛运动的初速度为: v=x/t=13.3/0.71m/s=18.7m/s=67.4km/h
- -3--
设为 v。小球通过最低点时做半径为 r 的圆周 运动,绳子的拉力 FT 和重力 G 的合力提供了 向心力,即:
T
F
G
m r
v2
得
T
F
G
m r
v2
在 G
,, mv
一定的情况下,r 越小,FT 越大,即绳子承受的拉
力越大,绳子越容易断。
4. 答:汽车在行驶中速度越来越小,所以汽车 在轨迹的切线方向做减速运动,切线方向所
_新教材高中物理第五章传感器12认识传感器常见传感器的工作原理及应用课件新人教版选择性必修第二册
1、2 认识传感器 常见 传感器的工作原理及应用
核心素养目标
1.知道什么是传感器,并了解传感器 的种类。
2.知道传感器的组成及应用模式,理 解将非电学量转化为电学量的物 理意义。
3.理解常见传感器敏感元件的特性及 应用。
知识点一 认识传感器 [情境导学] 干簧管的结构很简单,如图甲所示,它只是玻璃管内封入两个软磁性材料制
成的簧片,接入图乙电路,当磁体靠近干簧管时:
(1)会发生什么现象,为什么? (2)干簧管的作用是什么?
提示:(1)小灯泡会发光,因为两个簧片被磁化而接通。 (2)干簧管起到了开关的作用。
[知识梳理] 1.神奇的传感器 (1)干簧管是一种能够感知磁场的传感器。 (2)楼道灯白天不亮,晚上有声音时亮,是因为楼道的灯安装了“声控—光探” 开关。 (3)一些宾馆安装了自动门,当有人走近时,门会自动打开,是因为自动门安 装了红外线传感器。 (4)交通警察在检查司机是否酒后开车时,用的是“便携式酒精检测仪”,上 面安装了乙醇传感器。
(5)传感器的定义:能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等被测量,并 能够把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的如电压、电流等电学量,或 转换为电路的通断的装置。
(6)非电学量转换为电学量的意义:把非电学量转换为电学量,可以很方便地 进行测量、传输、处理和控制。
2.传感器的种类 (1)物理传感器:利用物质的物理特性或物理效应制作而成的传感器,如力传 感器、磁传感器、声传感器等。 (2)化学传感器:利用电化学反应原理,把无机或有机化学物质的成分、浓度 等转换为电信号的传感器,如离子传感器、气体传感器等。 (3)生物传感器:利用生物活性物质的选择性来识别和测定生物化学物质的传 感器。如酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等。
新教材 人教版高中物理必修第二册 第五章 抛体运动 知识点考点重点难点提炼汇总
第五章抛体运动5.1 曲线运动 .......................................................................................................................... - 1 -5.2运动的合成与分解 ........................................................................................................... - 5 -5.3实验:探究平抛运动的特点.......................................................................................... - 16 -5.4抛体运动的规律 ............................................................................................................. - 23 -专题抛体运动规律的应用................................................................................................ - 31 -5.1 曲线运动一、曲线运动的速度方向1.曲线运动运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
[特别提示]数学中的切线不考虑方向,但物理学中的切线具有方向。
如图所示,若质点沿曲线从A运动到B,则质点在a点的速度方向(切线方向)为v1的方向,若从B运动到A,则质点在a点的速度方向(切线方向)为v2的方向。
2.速度的方向质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
3.运动性质由于曲线运动中速度方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
高中物理必修二知识点总结(人教版)
P蜡块的位置v v xv y 涉及的公式:22y x v v v += xy v v =θtan θv v 水 v 船 θ 船v d t =m in ,θsin d x = 水船v v=θtand第五章 平抛运动§5-1 曲线运动 & 运动的合成与分解一、曲线运动1.定义:物体运动轨迹是曲线的运动。
2.条件:运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。
3.特点:①方向:某点瞬时速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向。
②运动类型:变速运动(速度方向不断变化)。
③F 合≠0,一定有加速度a 。
④F 合方向一定指向曲线凹侧。
⑤F 合可以分解成水平和竖直的两个力。
4.运动描述——蜡块运动二、运动的合成与分解1.合运动与分运动的关系:等时性、独立性、等效性、矢量性。
2.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然是匀速直线运动。
②速度方向不在同一直线上的两个分运动,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 合为分运动的加速度。
③两初速度为0的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动。
④两个初速度不为0的匀加速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速度在同一直线上时,合运动是匀变速直线运动,否则即为曲线运动。
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:[触类旁通]1.(2011 年上海卷)如图 5-4 所示,人沿平直的河岸以速度 v 行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进.此过程中绳始终与水面平行,当绳与河岸的夹角为α时,船的速率为( C )。
d v v 水v θ 当v 水<v 船时,x min =d , θsin 船v d t =, 船水v v =θcos A v 水v 船 θ 当v 水>v 船时,L v v d x 船水==θcos min , θsin 船v d t =,水船v v =θcos θθsin )cos -(min 船船水v L v v s = θ v 船 dαsin .v A αsin .vB αcos .vC αcos .v D解析:依题意,船沿着绳子的方向前进,即船的速度总是沿着绳子的,根据绳子两端连接的物体在绳子方向上的投影速度相同,可知人的速度 v 在绳子方向上的分量等于船速,故 v 船=v cos α,C 正确. 2.(2011 年江苏卷)如图 5-5 所示,甲、乙两同学从河中O 点出发,分别沿直线游到 A 点和 B 点后,立即沿原路线返回到 O 点,OA 、OB 分别与水流方向平行和垂直,且 OA =OB.若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间 t 甲、t 乙的大小关系为(C)A .t 甲<t 乙B .t 甲=t 乙C .t 甲>t 乙D .无法确定解析:设游速为v ,水速为v 0,OA =OB =l ,则t 甲=l v +v 0+l v -v 0;乙沿OB运动,乙的速度矢量图如图4所示,合速度必须沿OB 方向,则t 乙=2·l v 2-v 2,联立解得t 甲>t 乙,C 正确. (二)绳杆问题(连带运动问题)1、实质:合运动的识别与合运动的分解。
2022年人教版高中物理必修二第五章抛体运动第4节抛体运动的规律
第五章抛体运动4.抛体运动的规律【课标定向】1.会用运动合成与分解的方法分析平抛运动。
2.体会将复杂运动分解为简单运动的物理思想。
3.能分析生产生活中的抛体运动。
【素养导引】1.认识平抛运动,理解平抛运动的规律,会用运动合成和分解的方法分析平抛运动。
(物理观念) 2.运用运动的合成与分解的思想,分析生产生活中的抛体运动。
(科学思维)3.能体会物理学规律的运用对生产生活的影响。
(科学探究)一、平抛运动的速度将物体以初速度v0水平抛出,由于物体只受重力作用,t时刻的速度水平方向v x=v0竖直方向v y=gt合速度大小:v=v2x+v2y=v2+g2t2方向:tan θ=v yv x=gtv0将物体以初速度v0水平抛出,经时间t,物体的位移水平方向x=v0t竖直方向y=21gt2合位移大小:s=x2+y2=()v0t2+⎝⎛⎭⎪⎫12gt22方向:tan α=yx=gt2v0轨迹y=g2v2x2,是一条抛物线1.定义:初速度沿斜向上或斜向下方向的抛体运动。
2.初速度:v x =v 0cos__θ,v y =v 0sin__θ。
3.性质:斜抛运动可以看成是水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛或竖直下抛运动的合运动。
[思考] 在某次乒乓球比赛中,乒乓球先后两次落台后恰好在等高处水平越过球网,过网时的速度方向均垂直于球网,把两次落台的乒乓球看成完全相同的两个球,球1和球2,如图,不计乒乓球的旋转和空气阻力。
(1)乒乓球自起跳到最高点的过程中,球1与球2的飞行时间相等吗? (2)过网时球1与球2的速度哪个大?提示:(1)由h =12gt 2可得两球飞行时间相等。
(2)由x =vt 可知,球1的水平位移较大,运动时间相同,则球1的水平速度较大。
许多的极限运动项目由滑板项目延伸而来。
如图所示,某滑板运动员以某一初速度从某一高处水平飞出,落在水平地面上。
(忽略空气阻力,运动员和滑板可视为质点)由以上叙述判断下列问题:1.初速度越大,运动员在空中运动时间越长。
高中物理人教版必修二知识点
高中物理人教版必修二知识点总结高中物理人教版必修二的知识点,有利于大家的学习。
为帮助大家节省总结的时间,下面本人为大家分享的是高中物理人教版必修二知识点的详细内容,希望对你有帮助!第五章曲线运动一、曲线运动1.曲线运动的特征(1)曲线运动的轨迹是曲线。
(2)由于运动的速度方向总沿轨迹的切线方向,又由于曲线运动的轨迹是曲线,所以曲线运动的速度方向时刻变化。
即使其速度大小保持恒定,由于其方向不断变化,所以说:曲线运动一定是变速运动。
(3)由于曲线运动的速度一定是变化的,至少其方向总是不断变化的,所以,做曲线运动的物体的中速度必不为零,所受到的合外力必不为零,必定有加速度。
(注意:合外力为零只有两种状态:静止和匀速直线运动。
)曲线运动速度方向一定变化,曲线运动一定是变速运动,反之,变速运动不一定是曲线运动。
2.物体做曲线运动的条件(1)从动力学角度看:物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
(2)从运动学角度看:物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
3.匀变速运动:加速度(大小和方向)不变的运动。
也可以说是:合外力不变的运动。
4.曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系(1)轨迹特点:轨迹在速度方向和合力方向之间,且向合力方向一侧弯曲。
(2)合力的效果:合力沿切线方向的分力F2改变速度的大小,沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体的速率将增大。
②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体的速率将减小。
③当合力方向与速度方向垂直时,物体的速率不变。
(举例:匀速圆周运动)二、绳拉物体合运动:实际的运动。
对应的是合速度。
方法:把合速度分解为沿绳方向和垂直于绳方向。
三、小船渡河例1:一艘小船在200m宽的河中横渡到对岸,已知水流速度是3m/s,小船在静水中的速度是5m/s,求:(1)欲使船渡河时间最短,船应该怎样渡河?最短时间是多少?船经过的位移多大?(2)欲使航行位移最短,船应该怎样渡河?最短位移是多少?渡河时间多长?船渡河时间:主要看小船垂直于河岸的分速度,如果小船垂直于河岸没有分速度,则不能渡河。
高中物理必修二知识点总结:第五章曲线运动(人教版)
高中物理必修二知识点总结:第五章曲线运动(人教版)这一章是在前边几章的学习基础之上,研究一种更为复杂的运动方式:曲线运动。
这也是运动学中更为重要的一部分内容,本章的重难点就在于抛体运动、圆周运动。
考试的要求:Ⅰ、对所学知识要知道其含义,并能在有关的问题中识别并直接运用,相当于课程标准中的“了解”和“认识”。
Ⅱ、能够理解所学知识的确切含义以及和其他知识的联系,能够解释,在实际问题的分析、综合、推理、和判断等过程中加以运用,相当于课程标准的“理解”,“应用”。
要求Ⅱ:曲线运动、抛体运动、圆周运动。
知识构建:新知归纳:一、曲线运动●曲线运动1、定义:物体的运动轨迹不是直线的运动称为曲线运动。
2.物体做曲线运动的条件(1)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,这个合力总能产生一个改变速度方向的效果,物体就一定做曲线运动。
(2)当物体做曲线运动时,它的合力所产生的加速度的方向与速度方向也不在同一直线上。
(3)物体的运动状态是由其受力条件及初始运动状态共同确定的.2、曲线运动的特点:质点在某一点的速度方向,就是通过该点的曲线的切线方向.质点的速度方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。
物体运动的性质由加速度决定(加速度为零时物体静止或做匀速运动;加速度恒定时物体做匀变速运动;加速度变化时物体做变加速运动)。
3、曲线运动的速度方向(1)在曲线运动中,运动质点在某一点的瞬时速度方向,就是通过这一点的曲线切线的方向。
(2)曲线运动的速度方向时刻改变,无论速度的大小变或不变,运动的速度总是变化的,故曲线运动是一种变速运动。
4、曲线运动的轨迹:作曲线运动的物体,其轨迹向合外力所指向的一方弯曲,若已知物体的运动轨迹,可判断出物体所受合外力的大致方向,如平抛运动的轨迹向下弯曲,圆周运动的轨迹总是向圆心弯曲等。
●曲线运动常见的类型:(1)a=0:匀速直线运动或静止。
(2)a 恒定:性质为匀变速运动,分为:①v 、a 同向,匀加速直线运动;②v 、a 反向,匀减速直线运动;③v 、a 成角度,匀变速曲线运动(轨迹在v 、a 之间,和速度v 的方向相切,方向逐渐向a 的方向接近,但不可能达到。
高中物理第五章 机械能及其守恒定律5.4重力势能人教版必修二
5.4重力势能班级________姓名________学号_____学习目标:1. 理解重力势能的概念,会用重力势能的定义式进行计算。
2. 理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
3. 理知道重力势能的相对性和重力势能变化的绝对性。
4. 了解势能及弹性势能的概念。
学习重点: 1. 重力势能2. 重力势能的变化和重力做功的关系学习难点: 重力势能的变化和重力做功的关系主要内容:一、重力势能EP定义:通俗地说,物体由于被举高而具有的能量叫重力势能,用符号Ep表示,物体的质量越大,离地越高,重力势能就越大。
定义式:EP=mgh,即物体的重力势能Ep等于物体的重量mg和它的高度h的乘积。
3.单位:在国际单位制中是焦耳(J)。
4.重力势能是状态量。
5.重力势能是标量,即只有大小,没有方向。
6.重力势能的相对性要确定重力势能的大小,首先必须确定一个参考平面(高度为零,重力势能为零的一个水平面)。
相对于不同的参考平面,在确定位置上的物体的重力势能有不同的值,这就是重力势能的相对性。
例如:水平桌面离水平地面的高度为H,一小球在水平桌面上方h高处,选水平桌面为参考平面时,小球的重力势能为mgh;若选地面为参考平面,小球的重力势能就是mg(H+h)。
选择哪个平面做参考平面,原则上是任意的,而不是硬性规定的,因此重力势能虽是标量但却有正负之分。
比如:物体在参考平面以上h高处,其重力势能为EP=mgh;当该物体在参考平面以下h低处,其重力势能就是-mgh,重力势能的正负可表示大小,比如对同一个参考平面,重力势能有一2 J和一3 J两个值,比较其大小有一2 J>一3 J。
实际问题中选择哪个水平面作为参考平面?可视研究问题的方便而定.通常(没有特别说明时)选择地面作为参考平面。
7.重力势能是属于系统的如果没有地球,就没有重力,也就谈不上重力势能了,所以重力势能是属于物体与地球所组成的系统所有的。
(重力势能的这个特点与动能不同,动能是运动物体单独具有的)通常我们说物体具有多少重力势能,只是一种简略的习惯说法(严格地说应是,某物体与地球这一系统具有多少重力势能)。
新教材人教版高中物理必修第二册课件-第五章1曲线运动
答案:√
5.物体受恒力作用不可能做曲线运动。( )
答案:×
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
曲线运动的性质与特点
情境导引
下面两幅图片中分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。请思考:
(1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向?
(2)它们运动过程中的速度恒定吗?
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳 1.曲线运动的速度 (1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位 置处的切线方向一致,故其速度的方向时刻改变。 (2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但 速度的大小不一定变化。 2.曲线运动的性质及分类 (1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动 一定是变速运动。 (2)分类
(2)运动学条件:加速度方向与速度方向不共线。 2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,(如 图所示)夹在速度方向与合力方向之间。
探究一
探究二
随堂检测
3.合力与速率变化的关系
课堂篇探究学习
探究一
探究二
随堂检测
4.物体的受力与运动性质
课堂篇探究学习
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探究一
探究二
随堂检测
变式训练2如图所示,汽车在一段弯曲的水平路面上匀速行驶,下列 关于该汽车受到的水平方向的作用力方向的示意图,可能正确的是 (图中F为汽车受的合力,Ff为汽车行驶时所受的阻力)( )
探究一
探究二
随堂检测
课堂篇探究学习
解析:汽车行驶时所受阻力Ff总与该时刻它的速度方向相反,故选项 D不对。做曲线运动物体所受合力的方 向不仅与其速度方向成一角度,而且总是指向轨迹曲线的内侧,故 选项A、B不对,选项C正确。 答案:C
人教版高中物理必修第2册 第五章第一节《曲线运动》
延伸:如果质点受到的力大小不变,但方向恰 与F相反,则它从B点开始的运动轨迹又可能是
图中的哪条曲线? A
课堂练习
2. 关于曲线运动的速度方向,下列说法中正确的是( C )
A、在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变 B、质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,它在某点的瞬时速度的方向与该点 运动的轨迹垂直 C、曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的瞬时速度的方向是在曲线 上该点的切线方向 D、曲线运动中速度的方向是不断改变的,但速度的大小不变
2.质点某一点(或某一时刻)的速度方向: 沿曲线在这一点的切线方向
vA
A
B
vB
C
vC
Байду номын сангаас
o
x
A
●
vx
vy vA
y
三、曲线运动的性质 曲线运动的速度方向时刻在改变 曲线运动的速度时刻在改变 曲线运动是变速运动
有加速度!
做曲线运动的物体,合外力一定不为零
实验探究:曲线运动的条件
一个在水平桌面上做直线运动的钢球,从旁边给它一个里,例 如在钢球运动路线旁边放一个此贴,观察钢球运动。
动
质点所受合外力的方向跟它的速
条 度方向不在同一直线上
件
即v≠0,F ≠ 0,且F与V的夹角既不
等于0°,也不等于180 °
实验探究:一般曲线运动的速度方向
实验探究:一般曲线运动的速度方向
实验结论: 曲线运动中质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线在 这一点的切线方向。
理论探究:一般曲线运动的速度方向
从平均速度到瞬时速度
vA
vB
B A
割线 切线
质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向。
人教版高中物理必修2第五章第二节平抛运动
位移
大小:l
x2 y2
(v0t )2
(1 2
gt 2 )2
方向:tan
y
1 gt 2 2Leabharlann gtxv0t
2v0
速度与水平方向上的夹角 和位移与水平方向上的
夹角 的关系:
v0
O
x
vx v0 v y gt
l
P (x,y) α vx
x v0t y 1 gt 2
y
vy
v
2
tan vy gt
问题:如何确定做平抛运 动物体的速度?
速度规律 v0
O h
x P (x,y) α vx
y
vy
v
时间为t时,物体运动 到点P处
vx v0 vy gt
速 大小v v2x v2y v02 (gt)2
度 方向 tan α vy gt vx v0
v02 2gh
例题1
一个物体以l0 m/s的初速度从10 m的高度水平抛出, 落地时速度是多少(不计空气阻力)?
速度偏向角α:tan vy gt
v0 v0
tan 2tan
平抛运动物体的轨迹如何?
分析:
x=v0t y=gt2/2
消去t可得
y
g 2v02
x2
y = ax 令
a
=
g 2v02
则
2
∴平抛运动的轨迹是抛物线
说明:二次函数的图象叫抛物线, 就是来源于此!
例题2 小球从h 高处以v0 的初速度做平抛运动,
-----抛体运动
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
一、平抛运动:
定义:将物体用一定的初速度沿水平方向抛出, 且只在重力作用下所做的运动. 条件: (1)初速度方向为水平
高中新教材人教版物理课件 必修第二册 第五章 抛体运动 1-曲线运动
解析:由物体做曲线运动的条件可知,速度方向与合外力方 向不可能在同一条直线上,所以A正确。根据牛顿第二定律, 加速度与合外力一定同向,所以B、C错误。在恒力作用下,物 体也可以做曲线运动,只要合外力方向与速度方向不共线就 可以,所以D错误。
1.(对曲线运动速度的理解)(多选)关于曲线运动的速度,下列 说法正确的是( ) A.速度的大小与方向都在时刻变化 B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化 C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化 D.质点在某一点的速度方向就是运动轨迹上该点的切线方向 答案:CD
问题引领 下图为砂轮打磨下来的炽热微粒飞离砂轮时的情形,微粒离 开砂轮的时刻不同,飞离时的速度方向 也不一样。 (1)微粒离开砂轮瞬间速度方向如何? (2)微粒在离开砂轮前速度变化吗? (3)微粒做曲线运动时,加速度可以是零吗?为什么?
提示:(1)沿砂轮的切线方向。 (2)变化。 (3)不可以。因为速度的方向时刻在变化,即速度在变化。
提示:乘客的速度沿水平方向。乘客做 曲线运动时,速度方向不断变化。
3.将粉笔头向空中水平抛出,观察粉笔头的运动轨迹,分析判 断粉笔头为什么做曲线运动,速度大小和方向如何变化,并与 同学一起交流想法。
提示:粉笔头的初速度方向与所受合力(重力)方向不在同一 直线上;速度变大,方向由水平变为斜向下。
知识点一 对曲线运动速度方向的理解
4.(曲线运动的条件)一个做匀速直线运动的物体突然受到一 个与运动方向不在同一条直线上的恒力的作用时,物体( ) A.继续做直线运动 B.一定做曲线运动 C.可能做直线运动,也可能做曲线运动 D.运动的形式不能确定 答案:B 解析:当合外力方向与速度方向不在同一条直线上时,物体必 做曲线运动,故选项B正确。
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第6节 向心加速度1. 答:A .甲、乙线速度相等时,利用2n v a r =,半径小的向心加速度大。
所以乙的向心加速度大;B .甲、乙周期相等时,利用224n a r T π=,半径大的向心加速度大。
所以甲的向心加速度大;C .甲、乙角速度相等时,利用a n =v ω,线速度大的向心加速度大。
所以乙的向心加速度小;D .甲、乙线速度相等时,利用a n =v ω,角速度大的向心加速度大。
由于在相等时间内甲与圆心的连线扫过的角度比乙大,所以甲的角速度大,甲的向心加速度大。
说明:本题的目的是让同学们理解做匀速圆周运动物体的向心加速度的不同表达式的物理意义。
2. 解:月球公转周期为T =27.3×24×3600s =2.36×106s 。
月球公转的向心加速度为3. 解:A 、B 两个快艇做匀速圆周运动,由于在相等时间内,它们通过的路程之比是4∶3,所以它们的线速度之比为4∶3;由于在相等时间内,它们运动方向改变的角度之比是3∶2,所以它们的角速度之比为3∶2。
由于向心加速度an =v ω,所以它们的向心加速度之比为2∶1。
说明:本题的用意是让学生理解向心加速度与线速度和角速度的关系a n =v ω。
4. 解:(1)由于皮带与两轮之间不发生滑动,所以两轮边缘上各点的线速度大小相等,设电动机皮带轮与机器皮带轮边缘上质点的线速度大小分别为v 1、v 2,角速度大小分别为ω1、ω2,边缘上质点运动的半径分别为r 1、r 2,则v 1=v 2 v 1=ω1r 1 v 2=ω2r 2又ω=2πn 所以n 1∶n 2=ω1∶ω2=r 2∶r 1=3∶1 (2)A 点的向心加速度为2222210.01/0.05/22nA ra m s m s ω=⨯=⨯=(3)电动机皮带轮边缘上质点的向心加速度为第7节 向心力1. 解:地球在太阳的引力作用下做匀速圆周运动,设引力为F ;地球运动周期为T =365×24×3600s =3.15×107s 。
根据牛顿第二运动定律得:说明:本题的目的是让学生理解向心力的产生,同时为下一章知识做准备。
2. 答:小球在漏斗壁上的受力如图6-19所示。
小球所受重力G 、漏斗壁对小球的支持力F N 的合力提供了小球做圆周运动的向心力。
3. 答:(1)根据牛顿第二运动定律得: F =mω2r =0.1×42×0.1N =0.16N (2)甲的意见是正确的。
静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动的趋势方向相反。
设想一下,如果在运动过程中,转盘突然变得光滑了,物体将沿轨迹切线方向滑动。
这就如同在光滑的水平面上,一根细绳一端固定在竖直立柱上,一端系一小球,让小球做匀速圆周运动,突然剪断细绳一样,小球将沿轨迹切线方向飞出。
这说明物体在随转盘匀速转动的过程中,相对转盘有沿半径向外的运动趋势。
说明:本题的目的是让学生综合运用做匀速圆周运动的物体的受力和运动之间的关系。
4. 解:设小球的质量为m ,钉子A 与小球的距离为r 。
根据机械能守恒定律可知,小球从一定高度下落时,通过最低点的速度为定值,设为v 。
小球通过最低点时做半径为r 的圆周运动,绳子的拉力FT 和重力G 的合力提供了向心力,即:2T v F G m r -=得2T vF G m r =+在G ,m ,v 一定的情况下,r 越小,F T 越大,即绳子承受的拉力越大,绳子越容易断。
5. 答:汽车在行驶中速度越来越小,所以汽车在轨迹的切线方向做减速运动,切线方向所受合外力方向如图F t 所示;同时汽车做曲线运动,必有向心加速度,向心力如图F n 所示。
汽车所受合外力F 为F t 、F t 的合力,如图6-20所示。
丙图正确。
说明:本题的意图是让学生理解做一般曲线运动的物体的受力情况。
第8节 生活中的圆周运动1. 解:小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力F 由转盘提供,根据牛顿第三运动定律,小螺丝钉将给转盘向外的作用力,转盘在这个力的作用下,将对转轴产生作用力,大小也是F 。
222(2)0.01(2 3.141000)0.278876.8F m r m n r N N ωπ===⨯⨯⨯⨯= 说明:本题的意图在于让学生联系生活实际,理解匀速圆周运动。
2. 解:这个题有两种思考方式。
第一种,假设汽车不发生侧滑,由于静摩擦力提供的向心力,所以向心力有最大值,根据牛顿第二运动定律得2v F ma mr ==,所以一定对应有最大拐弯速度,设为v m ,则431.410/18.71/67.35/72/2.010fm m F r v m s m s km h km h m ⨯====<⨯所以,如果汽车以72km/h 的速度拐弯时,将会发生侧滑。
第二种,假设汽车以72km/h 的速度拐弯时,不发生侧滑,所需向心力为F ,22344202.010 1.610 1.41050m v v m N N Nr ==⨯⨯=⨯>⨯所以静摩擦力不足以提供相应的向心力,汽车以72km/h 的速度拐弯时,将会发生侧滑。
3. 解:(1)汽车在桥顶部做圆周运动,重力G 和支持力FN 的合力提供向心力,即2N v G F m r -=汽车所受支持力225(8009.8800)744050N v F G m N Nr =-=⨯-⨯=根据牛顿第三定律得,汽车对桥顶的压力大小也是7440N 。
(2)根据题意,当汽车对桥顶没有压力时,即FN =0,对应的速度为v ,(3)汽车在桥顶部做圆周运动,重力G和支持力FN的合力提供向心力,即2NvG F mr-=汽车所受支持力2NvF G mr=-,对于相同的行驶速度,拱桥圆弧半径越大,桥面所受压力越大,汽车行驶越安全。
(4)根据第二问的结论,对应的速度为v0,4.解:设小孩的质量为m,小孩到绳子的悬点的距离为l,小孩运动到最低点的速度大小为v,小孩在最低点受到支持力为FN。
将最低点的重力势能定为0,以最高点为初状态,根据机械能守恒定律得:21(1cos60)2mgl mv-︒=根据牛顿运动定律得2NvF mg ml-=解得F N=mg[1+2(1-cos60°)]=2mg=2×25×9.8N=490N根据牛顿第三定律可知,秋千板摆到最低点时,小孩对秋千板的压力大小为490N。
说明:这个题是机械能守恒定律与圆周运动规律综合运用的习题,具有一定的综合性,在讲解过程中,要引导学生对小孩的受力特点和运动特点进行分析。
5.解:设物体的质量为m。
物体运动到圆轨道最高点的速度大小为v,受到圆轨道的压力为F N。
将物体在圆轨道最高点的重力势能定为0,以物体开始滚下点为初状态,根据机械能守恒定律得mg(h-2R)=212mv根据牛顿运动定律得2NvF mg mR+=解得()22Nmg Fh Rmg+=+由于F N≥0,所以h≥52R,即h至少为2.5R。
第五章万有引力与航天第1节.行星的运动1.解:行星绕太阳的运动按圆轨道处理,根据开普勒第三定律有:2.答:根据开普勒第二定律,卫星在近地点速度较大、在远地点速度较小。
3.解:设通信卫星离地心的距离为r1、运行周期为T1,月心离地心的距离为r2,月球绕地球运行的周期为T2,根据开普勒第三定律,4.解:根据开普勒第三定律得到:则哈雷彗星下次出现的时间是:1986+76=2062年。
第2节.太阳与行星间的引力1.答:这节的讨论属于根据物体的运动探究它受的力。
前一章平抛运动的研究属于根据物体的受力探究它的运动,而圆周运动的研究属于根据物体的运动探究它受的力。
2.答:这个无法在实验室验证的规律就是开普勒第三定律32r kT=,是开普勒根据研究天文学家第谷的行星观测记录发现的。
第3节.万有引力定律1.答:假设两个人的质量都为60kg,相距1m,则它们之间的万有引力可估算:这样小的力我们是无法察觉的,所以我们通常分析物体受力时不需要考虑物体间的万有引力。
说明:两个人相距1m时不能把人看成质点,简单套用万有引力公式。
上面的计算是一种估算。
2.解:根据万有引力定律40301126 1224822.010 2.0106.6710 1.1910(510 3.010*********)m mF G N Nr-⨯⨯⨯==⨯⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯可见天体之间的万有引力是很大的。
3.解:3021137122162(7.110)6.6710 3.410(1.010)m mF G Nr----⨯==⨯⨯=⨯⨯根据动能定理:W =E kt -E k0,即mgh = 2201122t mv mv -,v t = 202v gh +v t =15m/s(2)由v t =202v gh+知,石块落地时速度大小与石块初速度大小和石块抛出时的高度有关,与石块的质量和石块初速度的仰角无关。
4. 解:根据题意,切断电动机电源的列车,假定在运动中机械能守恒,要列车冲上站台,此时列车的动能E k 至少要等于列车在站台上的重力势能E p 。
列车冲上站台时的重力势能:Ep =mgh =20mm 2/s 2列车在A 点时动能:E k =212mv ×m×72m 2/s 2=24.5mm 2/s 2可见E k >E p ,所以列车能冲上站台。
设列车冲上站台后的速度为v 1。
根据机械能守恒定律,有:E k =E p +212mv2112mv =E k -E p =24.5mm 2/s 2-20mm 2/s 2=4.5mm 2/s 2,可得v 1=3m/s5. 答:(1)从状态甲至状态丙的过程中,弹性势能逐渐减少,动能和重力势能逐渐增大,当弹簧对小球向上的弹力大小与重力大小相等时,物体的动能达到最大。
之后,弹性势能和动能逐渐减少,重力势能逐渐增大,当弹簧恢复到自然长度时,弹性势能为零。
之后,重力势能仍逐渐增大,动能逐渐减少,到达C 点时,动能减少到零,重力势能达到最大。
小球从状态甲运动到状态丙的过程中,机械能守恒,弹簧的弹性势能为: mg(h AB +h BC )=0.2×10(0.1+0.2)J =0.6J(2)小球从状态乙到状态丙的过程中,动能逐渐减少,重力势能逐渐增大。
小球从状态乙到状态丙的过程中,机械能守恒,所以小球在B 点的动能与小球在C 点的势能相等,E kB =mgh BC =0.2×10×0.2J =0.4J 第10节 实验:验证机械能守恒定律1.答:家用电饭锅是把电能转化为内能;洗衣机是把电能转化为动能,等等。
2.解:(1)依题意可知,三峡水库第二期蓄水后,用于发电的水流量每秒为:。