2013高中物理专题复习课件《曲线运动》 万有引力定律 第5讲 实验 研究平抛物体的运动
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(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)
26
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
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
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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
高三物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力 第5讲 万有引力定律及其应用课件
星唯一的卫星，它的公转轨道半径 r1＝19 600 km，公转周期 T1 ＝6.39 天.2006 年 3 月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其
中一颗的公转半径 r2＝48 000 km，则它的公转周期 T2，最接近 于( )
A．15 天
B．25 天
C．35 天
D．45 天
解析
据
开
普
勒
第
三
定
律
，
当物体在高空 h 高度处时，其等效重力加速度 gh，mgh＝ G（RM＋mh）2，解得：gh(R＋h)2＝GM.
结合上述两方程得：gh＝R＋R h2g，说明，随高度的增加， 重力加速度减小，在计算时，这个因素不能忽略．
基础随堂训练
1．(2014·浙江)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王
匀速圆周运动的卫星的周期 T，半径 r，由万有引力提供向
心力可得：
GMr2m＝m4Tπ2
2
r
整理得
M＝4GπT22r3
由天体的密度方程，得 ρ＝MV ＝43πMR3＝G3Tπ2Rr33.
理解一：卫星环绕中心天体的轨迹半径 r＝R＋h，则中心天
体的密度为
ρ＝3π
（R＋h）3 GT2R3 .
理解二：卫星环绕中心天体的轨迹半径 r＝R，则中心天体
3．(2013·全国大纲)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫
星，它在距月球表面高度为 200 km 的圆形轨道上运行，运行周
期为 127 分钟．已知引力常量 G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球
半径约为 1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为( )
A．8.1×1010 kg
得
r13 T12
高三物理二轮复习第一篇专题攻略专题二曲线运动第5讲万有引力定律及其应用课件
G G
的周期和半径,则
GMmm(2)2r，整理得到:M=
r2
T
4 2r3 ， GT2
故选项D正确。
【题组过关】 1.在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体,若物体 只受该星球引力作用,该物体由抛出到落回抛出点的时 间为t,已知该星球的直径为D,万有引力常量为G,则可 推算出这个星球的质量为 ( )
【解析】选A、C。根据万有引力提供向心力 G
Mm r2
m
42 T2
r，
可得轨道半径越大,周期越长,A项正确;又根据
G果Mr测2m出 m周v期r2 ，,可则得有轨M=道4G半 T2 r径23 ，如越果大再,速知度道越张小角,θB项,则错能误通;如过
几何关系求得该星球半径为R=rsin ,从而求出星球的
A. 3 g0 g GT2 g0
C. 3 GT2
B. 3 g0 GT2 g0 g
D. 3 g0 GT2 g
【解析】选B。在两极:
G
Mm R2
mg0，在赤道上:
G
Mm R2
=mg+ m
4 2 R ，又因为
T2
4 3
M R
3
，联立可得:
3 GT2
g0 ， g0 g
B项正确。
【规律总结】天体质量和密度的估算方法
A .v 0 D 2 B .v 0 D 2 C .v 0 D 2 D .2 v 0 D 2 2 G t 8 G t 4 G t G t
【解析】选A。根据上抛运动的规律v0=g t ,所以g=
又因为mg=
G （
M m ，所以M=
D ）2
v
0D
2
，
2
A项正确。
《曲线运动万有引力》课件
有心力场近似
局限性
在研究天体运动时，由于天体之间的距离 极大，可以近似地将万有引力视为均匀力 场，简化计算过程。
万有引力定律不适用于微观领域和高速运 动的物体间相互作用，此时需要考虑量子 力学和狭义相对论等其他理论。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
03
曲线运动与万有引力的 关系
一个地球仪、一个小球、一个稳定的平桌 面。
实验结论
通过实验可以发现，小球受到地球的万有 引力作用，沿着一定的轨迹运动，形成了 天体运动的规律和特点。
实验三：研究物体在太空中的运动的实验
实验目的
通过模拟物体在太空中的运动，了解 物体在太空中的运动规律和特点。
实验步骤
将小球放置在稳定的平桌面上，然后 将真空容器盖在平桌面上，排除空气 ，观察小球的轨迹和运动情况。
车辆的行驶过程中，圆周运动起着重要的作用，如轮胎的滚动、方向盘的控制等。
详细描述
车辆在行驶过程中，轮胎与地面的接触点在不断地改变，形成圆周运动。这种圆周运动使得车辆能够顺利地转弯 、刹车和加速。同时，方向盘的控制也涉及到圆周运动，通过调整方向盘的角度，可以改变车辆的行驶方向。
卫星轨道的运动与万有引力
卫星的稳定运行和精确控制。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
实验演示与结论
实验一：验证万有引力定律的实验
实验目的
通过实验验证万有引力定律，了解万有引力定律在现实生活中的应用 。
实验材料
两个不同质量的球体、一根细线、一个秤、一个稳定的平桌面。
实验步骤
将两个球体用细线悬挂起来，让它们稳定地停在空中，然后将稳定的 平桌面放置在两个球体下方，观察球体的运动情况。
高考物理总复习专题四：曲线运动_万有引力定律.pptx
间为 tmin
二、运动的合成与分解 1、合运动与分运动 一个物体的实际运动往往参与几个运动，我们把这几 个运动叫做实际运动的分运动，把这个实际运动叫做 这几个分运动的合运动． 2、运动的合成：已知分运动求合运动的过程，叫运 动的合成． 3、运动的分解：已知合运动求分运动的过程，叫运 动的分解． 4、运算法则：运动的合成与分解包括位移、速度和 加速度的合成与分解，遵守平行四边形定则．
说明： ⑴如果合外力的大小和方向都是恒定的，即所受的力为 恒力，物体就做匀变速曲线运动。如平抛运动。 ⑵如果合外力大小恒定，方向始终与速度垂直，物体就 做匀速圆周运动，匀速圆周运动 是非匀变速曲线运动。 ⑶当物体受到合外力方向与速度的夹角为锐角时，物体 运动的速率将增大；当物体受到的合外力方向与速度的 夹角为钝角时，物体运动的速率将减小. ⑷做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指的方向弯曲， 物体的轨迹一定在合外力方向和速度方向之间．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。若已知合外 力的方向和速度的方向，可判断出物 体运动轨迹的大致方向。
例与练 如图所示，甲、乙两运动员同时从水流湍急的河流两 岸下水游泳，甲在乙的下游且游速大于乙，欲使两人 尽快在河中相遇，则应选择的游泳方向是（ B ） A、都沿虚线偏下游方向游 B、都沿虚线方向朝对方游 C、甲沿虚线方向，乙沿虚线偏上游方向游 D、乙沿虚线方向，甲沿虚线偏上游方向游
甲
乙
例与练
在同一个竖直面内，以相同的初速度从同一点同时向 各个方向抛出几个小球，经时间t（所有的球都没有 落地），这些小球所处的位置有什么特点？
v02 a2 θ
O
例与练
v0 a
⑴θ=0，直线运动 ⑵θ≠0，曲线运动 ⑶轨迹的走向？
《曲线运动万有引力》课件
道运动。
本课件通过实例和图解，详细解释了曲 线运动和万有引力之间的联系，帮助学
生深入理解这一物理现象。
对未来研究的思考
本课件虽然已经较为全面地介绍了曲线运动与万有引力之间的关系，但仍有许多 值得进一步探讨和研究的问题。
例如，可以进一步研究不同质量、速度和轨道形状对曲线运动的影响，以及万有 引力在不同环境下的变化规律。这些问题的研究将有助于更深入地理解物理现象 ，并为实际应用提供理论支持。
曲线运动与万有引力关系的实例分析
万有引力定律
万有引力定律指出任何两个物体间都存 在相互吸引的力，其大小与两物体的质 量成正比，与两物体间距离的平方成反 比。万有引力是维持行星沿轨道运动的 重要力。
VS
卫星绕地球运动
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对 卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向 心力，使卫星能够稳定地绕地球运动。
例如地球上的抛物线运动，由于受到 地球引力的作用，物体的运动轨迹发 生偏转，最终形成抛物线运动。
曲线运动的形成
由于万有引力的作用，物体在运动过 程中受到的力矩不为零，导致物体的 运动轨迹发生偏转，形成曲线运动。
04
曲线运动与万有引力的实 例分析
天体运动的实例分析
天体运动轨道
行星绕太阳运动的轨道是椭圆，地球绕太阳运动过程中，地球与太阳之间的万有引力提供向心力，使地球沿椭圆 轨道运动。
曲线运动的分类
匀速曲线运动
物体在恒力作用下，速度大小保 持不变的曲线运动。
变速曲线运动
物体在变力作用下，速度大小发 生变化的曲线运动。
曲线运动的特点
速度方向时刻变化
01
由于曲线运动的速度方向与轨迹切线方向一致，因此速度方向
时刻变化。
本课件通过实例和图解，详细解释了曲 线运动和万有引力之间的联系，帮助学
生深入理解这一物理现象。
对未来研究的思考
本课件虽然已经较为全面地介绍了曲线运动与万有引力之间的关系，但仍有许多 值得进一步探讨和研究的问题。
例如，可以进一步研究不同质量、速度和轨道形状对曲线运动的影响，以及万有 引力在不同环境下的变化规律。这些问题的研究将有助于更深入地理解物理现象 ，并为实际应用提供理论支持。
曲线运动与万有引力关系的实例分析
万有引力定律
万有引力定律指出任何两个物体间都存 在相互吸引的力，其大小与两物体的质 量成正比，与两物体间距离的平方成反 比。万有引力是维持行星沿轨道运动的 重要力。
VS
卫星绕地球运动
人造卫星绕地球做匀速圆周运动，地球对 卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向 心力，使卫星能够稳定地绕地球运动。
例如地球上的抛物线运动，由于受到 地球引力的作用，物体的运动轨迹发 生偏转，最终形成抛物线运动。
曲线运动的形成
由于万有引力的作用，物体在运动过 程中受到的力矩不为零，导致物体的 运动轨迹发生偏转，形成曲线运动。
04
曲线运动与万有引力的实 例分析
天体运动的实例分析
天体运动轨道
行星绕太阳运动的轨道是椭圆，地球绕太阳运动过程中，地球与太阳之间的万有引力提供向心力，使地球沿椭圆 轨道运动。
曲线运动的分类
匀速曲线运动
物体在恒力作用下，速度大小保 持不变的曲线运动。
变速曲线运动
物体在变力作用下，速度大小发 生变化的曲线运动。
曲线运动的特点
速度方向时刻变化
01
由于曲线运动的速度方向与轨迹切线方向一致，因此速度方向
时刻变化。
曲线运动万有引力定律课件
（限于圆轨道）
Ⅱ
6．宇宙速度
Ⅰ
06.07.2020
2
考纲要求
Ⅰ 对所列知识要知道其内容及含义，并能在有关问题中识 别和直接使用
Ⅱ 对所列知识要理解其确切含义及与其他知识的联系； 能够进行叙述和解释，并能在实际问题的分析、综合、推理 和判断等过程中运用
06.07.2020
3
知识网络
条件： F合 与初
2H ) g
由几何知识可知 x2 ? H 2 ? s 2
解得
v?
v02
?
( t
?
H
2H g
)2
06.07.2020
27
七.曲线运动的一般研究方法
研究曲线运动的一般方法就是正交分解 法。将复杂的曲线运动分解为两个互相垂直 方向上的直线运动。一般以初速度或合外力 的方向为坐标轴进行分解。
06.07.2020
两个互成角度的直线运动的合运动 是直线运动还是曲线运动？
★决定于它们的合速度和合加速度方向是否共线
06.07.2020
10
如图所示
v1
v
a1
a
o 常见的类型有：
v2 a2
⑴a=0：匀速直线运动或静止。
⑵a恒定：性质为匀变速运动，分为：① v、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。）
06.07.2020
32
二、匀速圆周运动
1.特点：匀速圆周运动是线速度大小不变的运动， 因此它的角速度、周期和频率都是恒定不变的, 物体受的合外力全部提供向心力.
5．运动的性质和轨迹
第四章曲线运动万有引力定律第5课时实验五研究平抛物体的运动
第5课时 实验五 研究平抛物体的运动
• 1．描出平抛物体的运动 轨迹；
• 2．求出平抛物体的初速
• 平抛运动可以看作是两个分运动的合成： 一是水平方向的匀速直线运动，其速度等 于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直 方向的自由落体运动．利用铅笔确定做平 抛运动的小球运动时的若干不同位置，然 后描出运动轨迹，以抛出点为原点，初速
• 提示：保证小球平抛时的初速度相同，这样 每次小球的运动轨迹也就重合．
• 6．依次改变x值，用同样的方法确定其他各 点的位置．
• 7．取下坐标纸，根据记下的一系列位置， 用平滑的曲线画出小球做平抛运动
• 三、求小球平抛的初速度
• 8．从曲线上选取A、B、C、D、E、F六个 不同点，测出它们的坐标值．
• (2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀
• 解析：(1)由图中直接读数得|y1－y2|＝0.61 m， |y1－y3|＝1.61 m，
• |x3－x2|＝|x2－x1|＝6×0.10＝0.60(m)． • (2)因为平抛运动是由水平方向的匀速直线运
动和竖直方向的自由落体运动组
• 成，由于
，可以断定P1不是平
• (3)E1＝mgh，E2＝
，则小球从开始下
滑到抛出的过程中机械能的相对
• 损失为 ＝8.2%.
×100%
• 【例3】 某同学设计了一个研究平抛运动的 实验．实验装置如图4－5－4所示，A是一 块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组 平行的插槽(图4－5－4中P0P0′、P1P1′、…)， 槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在 硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各
轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部
分如图4－5－3所示．图4－5－3中水平方
• 1．描出平抛物体的运动 轨迹；
• 2．求出平抛物体的初速
• 平抛运动可以看作是两个分运动的合成： 一是水平方向的匀速直线运动，其速度等 于平抛物体运动的初速度；另一个是竖直 方向的自由落体运动．利用铅笔确定做平 抛运动的小球运动时的若干不同位置，然 后描出运动轨迹，以抛出点为原点，初速
• 提示：保证小球平抛时的初速度相同，这样 每次小球的运动轨迹也就重合．
• 6．依次改变x值，用同样的方法确定其他各 点的位置．
• 7．取下坐标纸，根据记下的一系列位置， 用平滑的曲线画出小球做平抛运动
• 三、求小球平抛的初速度
• 8．从曲线上选取A、B、C、D、E、F六个 不同点，测出它们的坐标值．
• (2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀
• 解析：(1)由图中直接读数得|y1－y2|＝0.61 m， |y1－y3|＝1.61 m，
• |x3－x2|＝|x2－x1|＝6×0.10＝0.60(m)． • (2)因为平抛运动是由水平方向的匀速直线运
动和竖直方向的自由落体运动组
• 成，由于
，可以断定P1不是平
• (3)E1＝mgh，E2＝
，则小球从开始下
滑到抛出的过程中机械能的相对
• 损失为 ＝8.2%.
×100%
• 【例3】 某同学设计了一个研究平抛运动的 实验．实验装置如图4－5－4所示，A是一 块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组 平行的插槽(图4－5－4中P0P0′、P1P1′、…)， 槽间距离均为d.把覆盖复写纸的白纸铺贴在 硬板B上．实验时依次将B板插入A板的各
轨迹图线的坐标纸丢失了一部分，剩余部
分如图4－5－3所示．图4－5－3中水平方
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典型例题剖析
(1)实验前应对实验装置反复调节，直到 .每次让 小球从同一位置由静止释放，是为了 . (2)每次将B板向内侧平移距离d，是为了 . (3)在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹. ［解析］ 平抛运动可分解为水平方向 的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运 动.实验前应对实验装置反复调节，直到斜 槽末端水平，每次让小球从同一位置由静 止释放，是为了保持小球水平抛出的初速 度相同.每次将B板向内侧平移距离d，是为 了保持相邻痕迹点的水平距离大小相同. ［答案］ (1)A板水平且其上插槽与斜槽中心轴线垂直、B 板竖直，小球每次平抛初速度相同 (2)保持相邻痕迹点的水平距离大小相同 (3)如右上图所示.
第四章：
曲线运动
万有引力定律
重点难点诠释………………04
典型例题剖析………………05 适时仿真训练………………09
重点难点诠释
跟踪练习 该实验中每一次都应使小球从斜槽上 时有相同的初速度
典型例题剖析
例2 某同学做平抛物体运动的实验时，不慎未定好原
适时仿真训练
1.［答案］ (1)保证小球沿水平方向抛出
(2)
g 2(h L )
s
(3)0.52 m 1.5 m
2.［答案］ (1)2
(2)－10 －1.25
点，只画了竖直线，而且只描出了平抛物体的后一部分轨迹， 如图甲所示.依此图加上一把刻度尺，如何计算出平抛物体的 初速度v0.计算公式 .
典型例题剖析
［解析］ 为了求出平抛物体的初速 度，要画出三条等距（Δx）、平行于y轴 的竖直线与轨迹线交于A、B、C三点，如 图乙所示.然后分别过A、B、C三点作三条 水平直线，A、B两点竖直距离为y1 ，A、 C两点竖直距离为y2 ，根据以上数据就可 计算出v0. ∵yBC－yAB=gt2（ t为经相邻两点的时间间隔） 即（y2－y1）－y1=gt2 ① 又Δx=v0t ∴t=Δx/v0 ②
将①②两式联立，解得 ［答案］
v0 x g y 2 2 y1
v0 x
g y 2 2 y1
典型例题剖析
例4 某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置示 意图如图甲所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一 组平行的插槽（图甲中P0P0′ 、P1P1′……），槽间距离均为d.把 覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时依次将B板插入A板的 各插槽中，每次让小球从斜轨的同一位置由静止释放.每打完一 点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验得 到小球在白纸上打下的若干痕迹点，如图乙所示.