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    如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过O点且水平向右为x轴正方向.在圆心O点正上方距盘面高为h处有一个可间断滴水的容器,从t=0时刻开始容器沿水平轨道向x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动.已知t=0时刻滴下第一滴水,以后每当前一滴水刚好落到盘面时再滴下一滴水.则
    (1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上?
    (2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上,圆盘的角速度ω应为多大?
    (3)当圆盘的角速度为
    3
    2
    π
    g
    2h
    时,第二滴水与第三滴水在盘面上落点间的距离为s,求容器的加速度a.
    魔方格

    本题信息:2011年江苏模拟物理问答题难度一般 来源:未知
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本试题 “如图所示,M是水平放置的半径足够大的圆盘,绕过其圆心的竖直轴OO′匀速转动,规定经过O点且水平向右为x轴正方向.在圆心O点正上方距盘面高为h处有一个可间断...” 主要考查您对

匀变速直线运动规律的应用

平抛运动

线速度

角速度

匀速圆周运动

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 匀变速直线运动规律的应用
  • 平抛运动
  • 线速度
  • 角速度
  • 匀速圆周运动

基本公式:

①速度公式:vt=v0+at;
②位移公式:s=v0t+at2
③速度位移公式:vt2-v02=2as。

推导公式:
①平均速度公式:V=
②某段时间的中间时刻的瞬时速度等于该段时间内的平均速度:
③某段位移的中间位置的瞬时速度公式:。无论匀加速还是匀减速,都有
④匀变速直线运动中,在任意两个连续相等的时间T内的位移差值是恒量,即ΔS=Sn+l–Sn=aT2=恒量。
⑤初速为零的匀变速直线运动中的比例关系(设T为相等的时间间隔,s为相等的位移间隔):
Ⅰ、T末、2T末、3T末……的瞬时速度之比为:v1:v2:v3:……:vn=1:2:3:……:n;
Ⅱ、T内、2T内、3T内……的位移之比为:s1:s2:s3:……:sn=1:4:9:……:n2
Ⅲ、第一个T内、第二个T内、第三个T内……的位移之比为:s:s:s:……:sN=1:3:5:……:(2N-1);
Ⅳ、前一个s、前两个s、前三个s……所用的时间之比为:t1:t2:t3:……:tn=1:……:
Ⅴ、第一个s、第二个s、第三个s……所用的时间之比为t、t、t:……:tN=1:……:


追及相遇问题:

①当两个物体在同一直线上运动时,由于两物体的运动情况不同,所以两物体之间的距离会不断发生变化,两物体间距会越来越大或越来越小,这时就会涉及追及、相遇或避免碰撞等问题。
②追及问题的两类情况:
Ⅰ、速度大者减速(如匀减速直线运动)追速度小者(如匀速运动):

Ⅱ、速度小者加速(如初速度为零的匀加速直线运动)追速度大者(如匀速运动):

③相遇问题的常见情况:
Ⅰ、同向运动的两物体追及即相遇;
Ⅱ、相向运动的物体,当各自发生的位移大小和等于开始时两物体的距离时即相遇。


知识点拨:

例:如图所示,光滑斜面AE被分为四个长度相等的部分,即AB=BC=CD=DE,一物体由A点静止释放,下列结论不正确的是(    )

A.  物体到达各点的速率之比=

B.  物体到达各点所经历的时间

C.  物体从A运动到E的全过程的平均速度

D.  物体通过每一部分时,其速度增量

解析:由,即A正确。由,则,由此可知B正确。由,即B点为AE段的时间中点,故,即C正确。对于匀变速直线运动,若时间相等,速度增量相等,故D错误,只有D符合题意。

答案:D

 


平抛运动的定义:

将物体以一定的初速度沿水平方向抛出,不考虑空气阻力,物体只在重力作用下所做的运动,叫做平抛运动。


平抛运动的特性:

以抛出点为坐标原点,水平初速度V0,竖直向下的方向为y轴正方向,建立如图所示的坐标系,在该坐标系下,对任一时刻t:

①位移
分位移(水平方向),(竖直方向);
合位移(φ为合位移与x轴夹角)。
②速度
分速度(水平方向),Vy=gt(竖直方向);
合速度(θ为合速度V与x轴夹角)。
③平抛运动时间:(取决于竖直下落的高度)。
④水平射程:(取决于竖直下落的高度和初速度)。


类平抛运动:

 (1)定义当物体所受的合外力恒定且与初速度垂直时,物体做类平抛运动。
 (2)类平抛运动的分解方法
  ①常规分解法:将类平抛运动分解为沿初速度方向的匀速直线运动和垂直于初速度方向(即沿合力的方向)的匀加速直线运动,两分运动彼此独立,互不影响,且与合运动具有等时性。
  ②特殊分解法:对于有些问题,可以过抛出点建立适当的直角坐标系,将加速度分解为,,初速度分解为,然后分别在x、y方向上列方程求解。
(3)类平抛运动问题的求解思路
根据物体受力特点和运动特点判断该问题属于类平抛运动问题——求出物体运动的加速度——根据具体问题选择用常规分解法还是特殊分解法求解。
(4)类抛体运动
当物体在巨力作用下运动时,若物体的初速度不为零且与外力不在一条直线上,物体所做的运动就是类抛体运动。
在类抛体运动中可采用正交分解法处理问题,基本思路为:
 ①建立直角坐标系,将外力、初速度沿这两个方向分解。
 ②求出这两个方向上的加速度、初速度。
 ③确定这两个方向上的分运动性质,选择合适的方程求解。


线速度的定义:

质点沿圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。


线速度的特性:

线速度是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切。它是描述做圆周运动的物理运动快慢的物理量。

对线速度的理解:
物体上任一点对定轴作圆周运动时的速度称为“线速度”。它的一般定义是质点作曲线运动时所具有的顺时速度。它的方向沿运动轨道的切线方向,故又称切向速度。它是描述作曲线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲线运动时所具有的顺时速度,其方向沿运动轨道的切线方向。 (高中物理中的切线方向就指速度一侧的方向,和数学中的切线不同)


知识点拨:


如图,大圆和小圆有同一根皮带相连,皮带上的各个点的速率相同,所以大圆和小圆圆周上的线速度是相同的。


 角速度的定义:

圆周运动中,连接质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值叫做角速度。

                                                                                


角速度的特性:

角速度是矢量,高中阶段不研究其方向。它是描述做圆周运动的物体绕圆心转动快慢的物理量
单位:在国际单位制中,单位是“弧度/秒”(rad/s)。(1rad=360d°/(2π)≈57°17'45″)
转动周数时(例如:每分钟转动周数),则以转速来描述转动速度快慢。角速度的方向垂直于转动平面,可通过右手螺旋定则来确定。(角速度的方向,在高中物理的学习不属于考察的内容)


线速度和角速度的对比:
角速度是单位时间转过的角度;或者说是转过的角度和所用时间的比值。
线速度是单位时间走过的弧长;或者说是弧长和所用时间的比值。

角速度和线速度的关系:


知识拓展提升:

  例:计算地球和月亮公转的角速度:


通过计算知道,书中所提到的地球和月球的争论是没有结论的。比较运动得快慢,要看比较线速度还是角速度,不能简单说谁快谁慢。


圆周运动的定义:

做圆周运动的物体,在任意相同的时间内通过的弧长都相等。在任意相同的时间内物体与圆心的连线转过的角度都相等。


匀速圆周运动的特性:

(1)运动特点:线速度的大小不变,方向时刻改变。
(2)受力特点:合外力全部提供向心力。
(3)运动性质:有雨加速度的方向时刻变化,所以匀速圆周运动是非匀变速运动。


匀速圆周运动和非匀速圆周运动的区别:
物体做匀速圆周运动只有沿半径方向的力,没有沿圆周切线方向上的力。
物体做非匀速圆周运动不但有沿半径方向的力,还有沿圆周切线方向上的力。
所以,研究圆周运动首先要分析物体的受力情况。

物体做匀速圆周运动的条件:
合外力大小不变,方向始终与速度方向垂直且指向圆心。


圆周运动知识总结:
1.线速度V=s/t=2πr/T  
2.角速度ω=Φ/t=2π/T=2πf  
3.向心加速度a=V2/r=ω2r=4πr/T2  
4.向心力F=mV2/r=mω2r=4mrπ2/T2=mωv=F  
5.周期与频率:T=1/f  
6.角速度与线速度的关系:V=ωr  
7.角速度与转速的关系:ω=2πn(此处频率与转速意义相同)  
8.主要物理量及单位:弧长(s):米(m);角度(Φ):弧度(rad);频率(f):赫(Hz);周期(T):秒(s);转速(n):r/s;半径(r):米(m);线速度(V):m/s;角速度(ω):rad/s;向心加速度:m/s2
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