1.概述中國(guó)共產(chǎn)黨領(lǐng)導(dǎo)的新民主主義革命的主要史實(shí),認(rèn)識(shí)新民主主義革命勝利的偉大意義。
2.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量
描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量有線速度v、角速度ω、周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n、向心加速度a等等。
,它們之間的關(guān)系是:
凡是直接用皮帶傳動(dòng)(包括鏈條傳動(dòng)、摩擦傳動(dòng))的兩個(gè)輪子,兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等;凡是同一個(gè)輪軸上(各個(gè)輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動(dòng))的各點(diǎn)角速度相等(軸上的點(diǎn)除外)。
例12. 如圖所示裝置中,三個(gè)輪的半徑分別為r、2r、4r,b點(diǎn)到圓心的距離為r,求圖中a、b、c、d各點(diǎn)的線速度之比、角速度之比、加速度之比。
解:va= vC,而vb∶vC∶vd =1∶2∶4,所以va∶ vb∶vC∶vd =2∶1∶2∶4;ωa∶ωb=2∶1,而ωb=ωC=ωd ,所以ωa∶ωb∶ωC∶ωd =2∶1∶1∶1;再利用a=vω,可得aa∶ab∶ac∶ad=4∶1∶2∶4
例13. 如圖所示,一種向自行車車燈供電的小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑r0=1.0cm的摩擦小輪,小輪與自行車車輪的邊緣接觸。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng),從而為發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力。自行車車輪的半徑R1=35cm,小齒輪的半徑R2=4.0cm,大齒輪的半徑R3=10.0cm。求大齒輪的轉(zhuǎn)速n1和摩擦小輪的轉(zhuǎn)速n2之比。(假定摩擦小輪與自行車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng))
解:大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動(dòng)原理相同,兩輪邊緣各點(diǎn)的線速度大小相等,由v=2πnr可知轉(zhuǎn)速n和半徑r成反比;小齒輪和車輪間和輪軸的原理相同,兩輪上各點(diǎn)的轉(zhuǎn)速相同。由這三次傳動(dòng)可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1∶n2=2∶175
1.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)(v方向時(shí)刻在變),而且是變加速運(yùn)動(dòng)(a方向時(shí)刻在變)。
4.曲線運(yùn)動(dòng)的一般研究方法
研究曲線運(yùn)動(dòng)的一般方法就是正交分解。將復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相垂直方向上的直線運(yùn)動(dòng)。一般以初速度或合外力的方向?yàn)樽鴺?biāo)軸進(jìn)行分解!
例 11. 如圖所示,在豎直平面的xoy坐標(biāo)系內(nèi),oy表示豎直向上方向。該平面內(nèi)存在沿x軸正向的勻強(qiáng)電場(chǎng)。一個(gè)帶電小球從坐標(biāo)原點(diǎn)沿oy方向豎直向上拋出,初動(dòng)能為4J,不計(jì)空氣阻力。它達(dá)到的最高點(diǎn)位置如圖中M點(diǎn)所示。求:
⑴小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E1。
⑵在圖上標(biāo)出小球落回x軸
時(shí)的位置N。
⑶小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E2。
解:⑴在豎直方向小球只受重力,從O→M速度由v0減小到0;在水平方向小球只受電場(chǎng)力,速度由0增大到v1,由圖知這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)平均速度大小之比為2∶3,因此v0∶v1=2∶3,所以小球在M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能E1=9J。
⑵由豎直分運(yùn)動(dòng)知,O→M和M→N經(jīng)歷的時(shí)間相同,因此水平位移大小之比為1∶3,故N點(diǎn)的橫坐標(biāo)為12。
⑶小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為v0,水平分速度為2v1,由此可得此時(shí)動(dòng)能E2=40J。
3.一個(gè)有用的推論
平拋物體任意時(shí)刻瞬時(shí)時(shí)速度方向的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線的交點(diǎn)到拋出點(diǎn)的距離都等于水平位移的一半。
證明:設(shè)時(shí)間t內(nèi)物體的水平位移為s,豎直位移為h,則末速度的水平分量vx=v0=s/t,而豎直分量vy=2h/t, , 所以有
例10. 從傾角為θ=30°的斜面頂端以初動(dòng)能E=6J向下坡方向平拋出一個(gè)小球,則小球落到斜面上時(shí)的動(dòng)能E /為_(kāi)_____J。
解:以拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)連線為對(duì)角線畫出矩形ABCD,可以證明末速度vt的反向延長(zhǎng)線必然交AB于其中點(diǎn)O,由圖中可知AD∶AO=2∶,由相似形可知vt∶v0=∶,因此很容易可以得出結(jié)論:E /=14J。
本題也能用解析法求解。列出豎直分運(yùn)動(dòng)和水平分運(yùn)動(dòng)的方程,注意到傾角和下落高度和射程的關(guān)系,有: 或 同樣可求得vt∶v0=∶,E /=14J
2.臨界問(wèn)題
典型例題是在排球運(yùn)動(dòng)中,為了使從某一位置和某一高度水平扣出的球既不觸網(wǎng)、又不出界,扣球速度的取值范圍應(yīng)是多少?
例9. 已知網(wǎng)高H,半場(chǎng)長(zhǎng)L,扣球點(diǎn)高h,扣球點(diǎn)離網(wǎng)水平距離s、求:水平扣球速度v的取值范圍。
解:假設(shè)運(yùn)動(dòng)員用速度vmax扣球時(shí),球剛好不會(huì)出界,用速度vmin扣球時(shí),球剛好不觸網(wǎng),從圖中數(shù)量關(guān)系可得:
;
實(shí)際扣球速度應(yīng)在這兩個(gè)值之間。
當(dāng)物體初速度水平且僅受重力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng),被稱為平拋運(yùn)動(dòng)。其軌跡為拋物線,性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng)。平拋運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)。廣義地說(shuō),當(dāng)物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時(shí),做類平拋運(yùn)動(dòng)。
1.方格問(wèn)題
平拋小球的閃光照片如圖。
例8. 已知方格邊長(zhǎng)a和閃光照相的頻閃間隔T,求:v0、g、vc
解:水平方向: 豎直方向:
先求C點(diǎn)的水平分速度vx和豎直分速度vy,再求合速度vC:
3.連帶運(yùn)動(dòng)問(wèn)題
指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問(wèn)題。由于高中研究的繩都是不可伸長(zhǎng)的,桿都是不可伸長(zhǎng)和壓縮的,即繩或桿的長(zhǎng)度不會(huì)改變,所以解題原則是:把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量,根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相同求解。
例6. 如圖所示,汽車甲以速度v1拉汽車乙前進(jìn),乙的速度為v2,甲、乙都在水平面上運(yùn)動(dòng),求v1∶v2
解:甲、乙沿繩的速度分別為v1和v2cosα,兩者應(yīng)該相等,所以有v1∶v2=cosα∶1
例7. 兩根光滑的桿互相垂直地固定在一起。上面分別穿有一個(gè)小球。小球a、b間用一細(xì)直棒相連如圖。當(dāng)細(xì)直棒與豎直桿夾角為α時(shí),求兩小球?qū)嶋H速度之比va∶vb
解:a、b沿桿的分速度分別為vacosα和vbsinα
∴va∶vb= tanα∶1
2.過(guò)河問(wèn)題
如右圖所示,若用v1表示水速,v2表示船速,則:
①過(guò)河時(shí)間僅由v2的垂直于岸的分量v⊥決定,即,與v1無(wú)關(guān),所以當(dāng)v2⊥岸時(shí),過(guò)河所用時(shí)間最短,最短時(shí)間為也與v1無(wú)關(guān)。
②過(guò)河路程由實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡的方向決定,當(dāng)v1<v2時(shí),最短路程為d ;當(dāng)v1>v2時(shí),最短路程程為(如右圖所示)。
1.運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和軌跡
物體運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)由加速度決定(加速度得零時(shí)物體靜止或做勻速運(yùn)動(dòng);加速度恒定時(shí)物體做勻變速運(yùn)動(dòng);加速度變化時(shí)物體做變加速運(yùn)動(dòng))。
物體運(yùn)動(dòng)的軌跡(直線還是曲線)則由物體的速度和加速度的方向關(guān)系決定(速度與加速度方向在同一條直線上時(shí)物體做直線運(yùn)動(dòng);速度和加速度方向成角度時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng))。
兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)?
決定于它們的合速度和合加速度方向是否共線(如圖所示)!
常見(jiàn)的類型有:
⑴a=0:勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止。
⑵a恒定:性質(zhì)為勻變速運(yùn)動(dòng),分為:① v、a同向,勻加速直線運(yùn)動(dòng);②v、a反向,勻減速直線運(yùn)動(dòng);③v、a成角度,勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(軌跡在v、a之間,和速度v的方向相切,方向逐漸向a的方向接近,但不可能達(dá)到。)
⑶a變化:性質(zhì)為變加速運(yùn)動(dòng)。如簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),加速度大小、方向都隨時(shí)間變化。
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