2013高中物理 5-1 曲線運動同步課件 新人教版必修2

1、第一節(jié)　曲線運動,1．知道什么是曲線運動，會確定曲線運動速度的方向．2．知道曲線運動是變速運動．3．知道物體做曲線運動的條件．4．會確定物體在平面內(nèi)運動的位置、速度與軌跡．,一、曲線運動1．曲線運動：質(zhì)點運動的軌跡是 的運動．2．速度的方向：質(zhì)點在某一點的速度，沿曲線在這一點的 ．3．特點：做曲線運動的質(zhì)點的 時刻發(fā)生變

2、化，即速度時刻發(fā)生變化，因此曲線運動一定是 ．,曲線,切線方向,速度方向,變速運動,二、物體做曲線運動的條件1．演示實驗：如圖所示，桌面上沿直線運動的鋼球在磁鐵的吸引力作用下做 運動．2．結(jié)論：當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向 時，物體做曲線運動．,曲線,不在同一直線上,不計空氣

3、阻力，水平拋出的小石塊做什么運動？石塊為何做這種運動？提示：曲線運動．石塊被拋出后合力(約為重力)豎直向下，合力方向始終與石塊速度方向不在一條直線上．,三、蠟塊運動的實驗探究1．裝置：在一端封閉，長約1 m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個用紅蠟塊做成的小圓柱體R，將玻璃管口塞緊．2．實驗過程(1)將這個玻璃管倒置(如圖甲所示)，可以看到蠟塊上升的速度大小不變，即蠟塊做 運動．(2)再次將

4、玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運動情況．,勻速直線,(3)以開始時蠟塊的位置為原點，建立平面直角坐標(biāo)系，如圖乙所示．設(shè)蠟塊勻速上升的速度為vy，玻璃管水平向右勻速移動的速度為vx.,乙,圖,vxt,vyt,3．結(jié)論：蠟塊的運動可分解為豎直向上的運動和水平向右的運動，這兩個運動都叫做 ，蠟塊實際參與的運動叫做 ．由以上過程可以

5、看出，研究平面內(nèi)物體的運動主要就是研究物體的位置、軌跡與速度．,分運動,合運動,一、對曲線運動性質(zhì)的理解1．曲線運動的速度(1)曲線運動中質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是質(zhì)點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向，也就是曲線上這一點的切線方向．(2)速度是一個矢量，既有大小，又有方向，假如在運動過程中只有速度大小的變化，而物體的速度方向不變，則物體只能做直線運動．因此，若物體做曲線運動，表明物體的速度方向發(fā)生了變化

6、．,2．曲線運動的性質(zhì)(1)由于做曲線運動物體的速度方向時刻在變化，不管速度大小是否改變，因其矢量性，物體的速度在時刻變化，即曲線運動一定是變速運動．(2)曲線運動是否是勻變速運動取決于物體的合外力情況．合外力為恒力，物體做勻變速曲線運動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運動．,【特別提醒】(1)曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動．(2)只要物體的合外力為恒力，它一定做勻變速運動，可能是直線運動也可能是曲線運動．,

7、二、對物體做曲線運動的條件的理解1．物體做曲線運動的條件(1)物體受到的合外力方向與其運動方向不共線時，物體做曲線運動．(2)根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度方向與其合外力方向一致．因此物體做曲線運動的條件還可以表述為：物體的加速度方向與它的運動方向不在一條直線上．(3)若物體的合外力(或加速度)方向與它的運動方向在一條直線上，物體做直線運動．,2．物體做直線運動與做曲線運動的比較,3.速度、軌跡與合力間的關(guān)系做曲線運動的物體，

8、運動軌跡始終處于合外力與速度方向的夾角之間，并且合外力的方向一定指向軌跡的凹側(cè)．如圖所示，當(dāng)合外力沿F方向，與速度v夾角小于90°時，物體速度增加；當(dāng)合外力沿F′方向，與速度v夾角大于90°時，物體速度減?。?【特別提醒】(1)做曲線運動的物體其合外力一定不為0.(2)物體做直線運動還是曲線運動取決于其合力方向與速度方向是否共線，不在于其合力F合是否變化，物體在變力作用下的運動也可能為直線運動．物體在恒力作用下的

9、運動也可能為曲線運動．,三、兩個直線運動的合成兩個互成角度的直線運動的合運動的性質(zhì)和軌跡，由兩分運動的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向關(guān)系決定．1．根據(jù)合加速度是否恒定判定合運動是勻變速運動還是非勻變速運動，若合加速度不變且不為零，則合運動為勻變速運動，若合加速度變化，則為非勻變速運動．2．根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運動是直線運動還是曲線運動．若合加速度與合初速度在同一直線上，則合運動為直線運動，否則為曲線運動．例如,四、

10、小船渡河問題分析情境：河岸為平行直線，水流速度v水恒定，船在靜水的速度v船大小一定，河寬設(shè)為d.小船渡河問題通常包括以下兩類問題：,翻滾過山車是大型游樂園里的一種比較刺激的娛樂項目．如圖所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點)從高處沖下，過M點時速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點．下列說法中正確的是,A．過A點時的速度方向沿AB方向B．過B點時的速度方向沿水平方向C．過A、C兩點時的速度方向相同D．圓形軌道上與M點速度方向

11、相同的點在AB段上思路點撥：曲線運動速度方向沿軌跡切線方向．,解析：翻滾過山車經(jīng)過A、B、C三點的速度方向如圖所示．由圖判斷B正確，A、C錯誤．用直尺和三角板作M點速度方向的平行線且與圓相切于N點，則過山車過N點時速度方向與M點相同，D錯誤．答案：B,【針對訓(xùn)練】1.下列說法正確的是(　　)A．曲線運動的速度大小可以不變，但速度方向一定改變B．曲線運動的速度方向可以不變，但速度大小一定改變C．曲線運動的物體的速度方向可以改變也

12、可以不變D．曲線運動物體在某點的速度方向即為該點的切線方向解析：曲線運動中軌跡為曲線，其速度方向沿該點切線方向，故速度方向一定變化，所以A、D正確．答案：AD,一個物體在力F1、F2、F3……等幾個力的共同作用下做勻速直線運動，若突然撤去F1后，則物體A．可能做曲線運動B．不可能繼續(xù)做直線運動C．必然沿F1的方向做直線運動D．必然沿F1的反方向做勻加速直線運動,解析：撤去F1后物體所受合力的方向與速度v的方向關(guān)系不確定．若

13、撤去其中的一個力F1，則剩余幾個力的合力F與F1等大反向，物體一定做變速運動；若F的方向與速度同向，則物體做勻加速直線運動；若F的方向與速度反向，則物體做勻減速直線運動；若F的方向與速度的方向不在同一直線上，則物體做曲線運動，所以選項A對．答案：A,【題后總結(jié)】(1)合力僅僅確定了加速度的大小和方向，即只能確定物體是做勻變速運動還是非勻變速運動．(2)物體做直線運動還是曲線運動取決于合力方向與速度方向是否在同一直線上．,【針對訓(xùn)練】

14、2.下列說法正確的是(　　)A．物體在恒力作用下可能做曲線運動B．物體在變力作用下不可能做曲線運動C．做曲線運動的物體，其速度方向與加速度的方向不在同一直線上D．物體在變力作用下有可能做曲線運動,解析：物體做曲線運動的條件是：物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同一條直線上，這里合外力并未限定是變力還是恒力．物體可以受一個力，也可以受多個力，受力可以是恒力，也可以是變力，所以A、D正確，B錯誤．據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向與

15、合外力方向一致，故可判斷C也正確．故選A、C、D.答案：ACD,如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B，這時突然使它所受的力反向而大小不變(即由F變?yōu)椋璅)，在此力作用下，物體以后的運動情況，下列說法正確的是A．物體可能沿曲線Ba運動B．物體可能沿直線Bb運動C．物體可能沿曲線Bc運動D．物體可能沿原曲線由B返回A,解析：物體在A點時的速度vA沿A點的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線AB運動，此力F必有垂直于vA的分

16、量，即力F可能為圖中所示的各種方向之一；當(dāng)物體到達(dá)B點時，瞬時速度vB沿B點的切線方向，這時受力F′＝－F，即F′只可能為圖中所示的方向之一；可知物體以后只可能沿曲線Bc運動，所以本題的正確答案是C.答案：C,【題后總結(jié)】(1)物體做曲線運動時合外力指向軌跡彎曲的凹側(cè)．(2)速度方向變化是垂直于速度方向的力的作用效果．,【針對訓(xùn)練】3.我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星經(jīng)過無數(shù)人的協(xié)作和努力，在2007年10月24日晚6點多發(fā)射升空．如圖所示

17、，“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時，沿曲線從M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減?。诖诉^程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的(　　),解析：做曲線運動物體的運動軌跡向合力方向彎曲，A、D錯誤；衛(wèi)星速度減小，表明它的合力沿切線方向的分力與速度方向相反，如圖所示，故B錯，C對．答案：C,如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A，小車下裝有吊著物體B的吊鉤，在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時

18、，吊鉤將物體B向上吊起，A、B之間的距離以d＝H－2t2(SI)(SI表示國際單位制，式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化，則物體做,A．速度大小不變的曲線運動B．速度大小增加的曲線運動C．加速度大小方向均不變的曲線運動D．加速度大小方向均變化的曲線運動答案：BC,【題后總結(jié)】(1)運動軌跡的判定要看物體的合加速度a和合初速度v是否在一條直線上．(2)判斷合速度、合加速度如何變化要抓住速度和加速度的平行四邊形．,【針

19、對訓(xùn)練】4.如圖所示，紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升，若紅蠟塊在A點勻速上升的同時，玻璃管水平向右做勻加速直線運動，則紅蠟塊實際運動的軌跡是圖中的(　　)A．直線P　　　　　　　　B．曲線QC．曲線R D．無法確定,解析：合運動的軌跡主要是由合初速度與合加速度的方向決定．該題中合初速度方向向上，而合加速度方向向右，有夾角，因此物體一定做曲線運動，A選項排除．又因為該蠟塊的運動可以看做水平向右的勻加速直線運動和豎

20、直向上的勻速直線運動的合成，則在運動軌跡中兩段相等時間內(nèi)，豎直方向位移是相等的，而水平方向位移是隨時間增加的．因此實際運動軌跡應(yīng)是Q.答案：B,已知某船在靜水中的速度為v1＝4 m/s，現(xiàn)讓船渡過某條河，假設(shè)這條河的兩岸是理想的平行線，河寬為d＝100 m，水流速度為v2＝3 m/s，方向與河岸平行，(1)欲使船以最短時間渡河，航向怎樣？最短時間是多少？船發(fā)生的位移有多大？(2)欲使船以最小位移渡河，航向又怎樣？渡河所用時間是多少

21、？,思路點撥：當(dāng)船頭垂直河岸時，渡河時間最短，當(dāng)v1與v2的合速度垂直河岸時，渡河位移最小．,甲,乙,答案：見解析,【針對訓(xùn)練】5.某人游珠江如圖所示，他以一定速度頭部始終垂直河岸向?qū)Π队稳ィ懈魈幩魉俣认嗟?，他游過的路程、過河所用的時間與水速的關(guān)系是(　　),A．水速大時，路程長，時間長B．水速大時，路程長，時間短C．水速大時，路程長，時間不變D．路程、時間與水速無關(guān)答案：C,誤區(qū)：不能確定合速度、分速度方向關(guān)