1.概述中國共產(chǎn)黨領導的新民主主義革命的主要史實,認識新民主主義革命勝利的偉大意義。
2.描述勻速圓周運動的物理量
描述勻速圓周運動的物理量有線速度v、角速度ω、周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n、向心加速度a等等。
,它們之間的關系是:
凡是直接用皮帶傳動(包括鏈條傳動、摩擦傳動)的兩個輪子,兩輪邊緣上各點的線速度大小相等;凡是同一個輪軸上(各個輪都繞同一根軸同步轉(zhuǎn)動)的各點角速度相等(軸上的點除外)。
例12. 如圖所示裝置中,三個輪的半徑分別為r、2r、4r,b點到圓心的距離為r,求圖中a、b、c、d各點的線速度之比、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。當車輪轉(zhuǎn)動時,因摩擦而帶動小輪轉(zhuǎn)動,從而為發(fā)電機提供動力。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相對滑動)
解:大小齒輪間、摩擦小輪和車輪之間和皮帶傳動原理相同,兩輪邊緣各點的線速度大小相等,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,兩輪上各點的轉(zhuǎn)速相同。由這三次傳動可以找出大齒輪和摩擦小輪間的轉(zhuǎn)速之比n1∶n2=2∶175
1.勻速圓周運動的特點
勻速圓周運動是變速運動(v方向時刻在變),而且是變加速運動(a方向時刻在變)。
4.曲線運動的一般研究方法
研究曲線運動的一般方法就是正交分解。將復雜的曲線運動分解為兩個互相垂直方向上的直線運動。一般以初速度或合外力的方向為坐標軸進行分解!
例 11. 如圖所示,在豎直平面的xoy坐標系內(nèi),oy表示豎直向上方向。該平面內(nèi)存在沿x軸正向的勻強電場。一個帶電小球從坐標原點沿oy方向豎直向上拋出,初動能為4J,不計空氣阻力。它達到的最高點位置如圖中M點所示。求:
⑴小球在M點時的動能E1。
⑵在圖上標出小球落回x軸
時的位置N。
⑶小球到達N點時的動能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力,速度由0增大到v1,由圖知這兩個分運動平均速度大小之比為2∶3,因此v0∶v1=2∶3,所以小球在M點時的動能E1=9J。
⑵由豎直分運動知,O→M和M→N經(jīng)歷的時間相同,因此水平位移大小之比為1∶3,故N點的橫坐標為12。
⑶小球到達N點時的豎直分速度為v0,水平分速度為2v1,由此可得此時動能E2=40J。
3.一個有用的推論
平拋物體任意時刻瞬時時速度方向的反向延長線與初速度延長線的交點到拋出點的距離都等于水平位移的一半。
證明:設時間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°的斜面頂端以初動能E=6J向下坡方向平拋出一個小球,則小球落到斜面上時的動能E /為______J。
解:以拋出點和落地點連線為對角線畫出矩形ABCD,可以證明末速度vt的反向延長線必然交AB于其中點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論:E /=14J。
本題也能用解析法求解。列出豎直分運動和水平分運動的方程,注意到傾角和下落高度和射程的關系,有: 或 同樣可求得vt∶v0=∶,E /=14J
2.臨界問題
典型例題是在排球運動中,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是多少?
例9. 已知網(wǎng)高H,半場長L,扣球點高h,扣球點離網(wǎng)水平距離s、求:水平扣球速度v的取值范圍。
解:假設運動員用速度vmax扣球時,球剛好不會出界,用速度vmin扣球時,球剛好不觸網(wǎng),從圖中數(shù)量關系可得:
;
實際扣球速度應在這兩個值之間。
當物體初速度水平且僅受重力作用時的運動,被稱為平拋運動。其軌跡為拋物線,性質(zhì)為勻變速運動。平拋運動可分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動這兩個分運動。廣義地說,當物體所受的合外力恒定且與初速度垂直時,做類平拋運動。
1.方格問題
平拋小球的閃光照片如圖。
例8. 已知方格邊長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點的水平分速度vx和豎直分速度vy,再求合速度vC:
3.連帶運動問題
指物拉繩(桿)或繩(桿)拉物問題。由于高中研究的繩都是不可伸長的,桿都是不可伸長和壓縮的,即繩或桿的長度不會改變,所以解題原則是:把物體的實際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量,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,乙的速度為v2,甲、乙都在水平面上運動,求v1∶v2
解:甲、乙沿繩的速度分別為v1和v2cosα,兩者應該相等,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。上面分別穿有一個小球。小球a、b間用一細直棒相連如圖。當細直棒與豎直桿夾角為α時,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.過河問題
如右圖所示,若用v1表示水速,v2表示船速,則:
①過河時間僅由v2的垂直于岸的分量v⊥決定,即,與v1無關,所以當v2⊥岸時,過河所用時間最短,最短時間為也與v1無關。
②過河路程由實際運動軌跡的方向決定,當v1<v2時,最短路程為d ;當v1>v2時,最短路程程為(如右圖所示)。
1.運動的性質(zhì)和軌跡
物體運動的性質(zhì)由加速度決定(加速度得零時物體靜止或做勻速運動;加速度恒定時物體做勻變速運動;加速度變化時物體做變加速運動)。
物體運動的軌跡(直線還是曲線)則由物體的速度和加速度的方向關系決定(速度與加速度方向在同一條直線上時物體做直線運動;速度和加速度方向成角度時物體做曲線運動)。
兩個互成角度的直線運動的合運動是直線運動還是曲線運動?
決定于它們的合速度和合加速度方向是否共線(如圖所示)!
常見的類型有:
⑴a=0:勻速直線運動或靜止。
⑵a恒定:性質(zhì)為勻變速運動,分為:① v、a同向,勻加速直線運動;②v、a反向,勻減速直線運動;③v、a成角度,勻變速曲線運動(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,但不可能達到。)
⑶a變化:性質(zhì)為變加速運動。如簡諧運動,加速度大小、方向都隨時間變化。
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