人教版必修二54圆周运动4内容摘要:
+ tanθx 因此,斜抛物体的运动轨迹为抛物线。 我们 可作以下讨论: ( 1) 对 y=- ax2+ bx+ c,当 x= ab2 时, y 有最大值 ym= ab42 + c。 所以,对上述斜抛运动轨迹方程,当 x=gvvg 2s in)c o s2(2t a n 22时, y 有最大值 ym=gvvg 2222 s in)c o s2(4t a n 。 对于炮弹的运动而言,此即弹道曲线最高点的位置坐标,也常称作射高。 x y O v vx vy 图 4- 3 ( 2) 设斜抛运动轨迹方程中的 y= 0,则有 x1=0, x2=gvgv 2s in2c oss in422 式中 x2 的物 理意义是斜上抛运动的水平射程(如炮弹发射后在同一水平面上的弹着点与发射位置的距离)。 由此式可以知道,要增大射程,一是要增大发射速度,二是适当调节抛射方向,由水平射程表达式可知,在 v 一定时,当 θ= 45176。 ( θ常称作投射角)时,水平射程有最大值 xm=gv22。 斜抛物体的速度随时间变化的规律 我们已经知道,斜抛运动可以看成是水平方向速度为 v cos θ 和竖直方向初速度为 v sin θ 的竖直上抛运动或竖直下抛运动的合运动,以斜上抛运动为例,从抛出开始计时,经过时间 t 后,物体 水平方向的速度 vxt= vcosθ 竖直方向的速度 vyt=v sin θ- gt。 根据运动的合成规律可知物体在这个时刻的速度(即合速度)大小 v=22222 )s i n(c os gtvvvv ytxt 速度的方向可用图 4- 4 中的 θ表示, tanθ=cossinv gtvvv xtyt 【例题解析】 【 例 1】 如图 4- 5所示,一高度为 h= A点处与一倾角为 θ= 30176。 的斜面连接,一小球以 v0= 5m/s 的速度在水平面上向右运动。 求小球从 A 点运动到地面所需的时间(平面与斜面均光滑。 g 取 10m/s2)。 某同学对此题的解法为:小球沿斜面运动,则 sinh = v0t+ 12 g sin θ t2。 由此可求得落地的时间 t。人教版必修二54圆周运动4
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v0 v0 o vy x y v ) ) α θ s X Y ( 3)平抛运动的轨迹:一条抛物线 例 1:一水平匀速飞行的飞机上丢下一炸弹,问在地面上的人看来,它们作什么运动。 在飞行员看来,这颗炸弹作什么运动。 答: ( 1) 地面上的人看到炸弹作平抛运动。 因炸弹离开飞机时由于惯性具有与飞机飞行速度相同的水平初速度,且炸弹只在重力作用下运动,所以是平抛运动。 (
v1vO x0vy2v1vO x0vy1v2vO x0vyA C DBC 回 例 .飞机在离地面高度为 H的空中,以速度在水平方向上匀速飞行,每隔相等时间间隔从飞机上放下一只球,不计空气阻力,下列说法中正确的是( ) ,它们的落地点是等间距的 ,它们的落地点是不等间距的 ,它们的落地点是等间距的 ,它们的落地点是不等间距的 例 :甲乙两球位于同一竖直线上的不同位置,甲比乙高 h, 如图
由 G和 N的合力提供 当 时,车轮对内外轨都无压力。 规定vv 例题 如图所示被一细绳系住的小球质量为 50g,小球在水平面内做匀速圆周运动,半径 r=,小球转数为120r/min,求小球受到的向心力的大小,并回答这一向心力是由什么力提供的。 ⍬ r 解 : n=120r/min=2r/s f=2Hz f 2 4NNrmF)4(1050232向心力⍬ r F向心力
C.线速度一定,角速度与半径成反比 D.角速度一定,线速度与半径成正比 , B、 C 两轮固定在一起绕同一轴转动, A、 B 两轮用皮带传动,三轮半径关系是 rA= rC= ,求 A、 B、 C 轮边缘的 a、 b、 c三点的角速度之比和线速度之比 . 【课后巩固】 1.关于匀速圆周运动,下列 说法中正确的是 ( ) A.线速度的方向保持不变 B.线速度的大小保持不变 C.角速度大小不断变化
意义: 描述物体绕圆心转动的快慢 角速度的单位 (1)圆心角 θ 的大小可以用弧长和半径的比值来描述,这个比值是没有单位的,为了描述问题的方便,我们“给”这个比值一个单位,这就是 弧度( rad). (2)国际单位制中,角速度的单位是弧度/秒 (rad/ s). 练习: 3600对应多少弧度。 900对应多少弧度。 思考题 有人说,匀速圆周运动是线速度不变的运动,也是角速度不变的运动
∴ v0 =x/t=3 vBy =(y1+y2)/2t = 8 vAy = vBy –gt = 21 =1m/s vA2 = vAy2 + v02 =1+= vA= 10 练习 在“研究平抛运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的 A、 B、 C三点的位置,取 A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,当 g= 10 m/s2时,下列说法正确的是( ) (0, 0) (10, 5) 2m/s