2019物理同步大讲堂人教必修二课件:5.1 曲线运动2 .ppt
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1、第五章 曲线运动 1.曲线运动,一、曲线运动的位移 1.坐标系的选择:研究物体在同一平面内做曲线运动 时,应选择_坐标系。 2.位移的描述:物体运动到某点时,其位移可用它在 _方向的分矢量来表示,而分矢量可用该点的 _表示。,平面直角,坐标轴,坐标,二、曲线运动的速度 1.速度方向:质点在某一点的速度沿曲线上这一点的 _方向。 2.运动性质:曲线运动是_运动。 3.速度的描述:可以用_的两个分矢量(分速度) 表示。,切线,变速,相互垂直,三、运动描述的实例 1.实验过程:在一端封闭、长约1m的玻璃 管内注满清水,水中放一个用红蜡做成的 小圆柱体,将玻璃管口塞紧。然后将玻璃 管倒置,在蜡块上升的
2、同时,将玻璃管紧 贴黑板沿水平方向向右匀速移动。,2.蜡块运动分析:实验中,蜡块既向上做_运动,又 由于玻璃管的移动向右做_运动,以黑板为参照物 蜡块向_运动。,匀速,匀速,右上方,3.描述公式:以蜡块开始运动的位置为原点O,水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向,建立平面直角坐标系。,(1)蜡块的位移: 蜡块沿水平方向向右匀速运动:x=_; 蜡块沿竖直方向向上匀速运动:y=_。 (2)蜡块的速度v=_,tan=_。 (3)蜡块运动的轨迹方程y=_。,vxt,vyt,四、物体做曲线运动的条件 1.动力学角度:当物体所受合力的方向与它的速度方向 _时,物体做曲线运动。 2.运动学
3、角度:物体的加速度方向与它的速度方向_ _时,物体做曲线运动。,不在同一条直线上,不,在同一条直线上,【思考辨析】 (1)做曲线运动的物体,速度可能不变。( ) (2)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线 运动。( ) (3)物体的速度不断改变,它一定做曲线运动。( ) (4)做曲线运动物体的位移大小可能与路程相等。( ) (5)做曲线运动物体的合力一定是恒力。( ) (6)做曲线运动的物体一定有加速度。 ( ),提示:(1)。物体做曲线运动时,速度方向时刻改变,根据其矢量性,速度一定时刻在变化。 (2)。由于曲线运动速度的方向时刻改变,曲线运动一定是变速运动,但变速运动可能是变速直
4、线运动,即速度方向不变,大小改变。 (3)。物体速度不断改变,也可能做直线运动。例如,匀加速直线运动、匀减速直线运动。,(4)。做曲线运动物体的位移大小一定比路程小。 (5)。做曲线运动物体的合力可能是恒力,也可能是变力。 (6)。做曲线运动的物体的合力一定不为零,故加速度也一定不为零。,【生活链接】 1.微风吹来,鹅毛大雪正在缓缓降落,为寒冷的冬天增添了一道美丽的风景线。雪花在降落时同时参与了哪两个运动?,提示:雪花同时参与了竖直向下的运动和水平方向上的运动。,2.战斗机上演“空中芭蕾”,在空中划出了一道美丽的弧线。战斗机飞至图中最高点时,所受合力方向大致向哪? 提示:战斗机飞至图中最高点时
5、,所受合力方向大致向下。,知识点一 对曲线运动的理解 探究导入: 如图所示:足球划过一条弧线,旋入了球门,请思考:,(1)足球经过图中各个位置时的速度方向是怎样的? (2)足球的运动是一种什么性质的运动? 提示:(1)足球在各个位置的速度方向沿所在位置的轨迹的切线方向。 (2)因速度方向时刻在改变,故足球的运动为变速曲线运动。,【归纳总结】 1.曲线运动的速度: (1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向,就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向。 (2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物体做曲线运动时,速度大小可能变化、可能不变化,速度方向一定变化。,2.曲线运动的性质:由于做曲线运动物体
6、的速度方向时刻在变化,所以不管速度大小是否改变,因为速度的矢量性,速度在时刻变化,即曲线运动一定是变速运动。,3.曲线运动的分类: (1)匀变速曲线运动:加速度恒定的曲线运动,即物体在恒力作用下的曲线运动。 (2)变加速曲线运动:加速度不断变化的曲线运动,即物体在变力作用下的曲线运动。,曲线运动分类实例,【易错提醒】 (1)变速运动可能是曲线运动,也可能是直线运动,如加速直线运动或减速直线运动都是变速运动。 (2)匀变速运动可能是匀变速曲线运动,也可能是匀变速直线运动,只要物体所受合外力为恒力(且不为零),它一定做匀变速运动。,【典题通关】 【典例】如图所示的曲线为某同学抛出的 铅球运动轨迹(
7、铅球视为质点),A、B、C为 曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确 的是 ( )世纪金榜导学号35684000 A.为AB的方向 B.为BD的方向 C.为BC的方向 D.为BE的方向,【正确解答】选B。物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经过该点的切线方向,铅球实际沿ABC方向运动,故它在B点的速度应沿切线BD的方向,B正确。,【规律方法】曲线运动中,判断某点速度方向的步骤 (1)确定物体运动轨迹的方向。 (2)确定该点的切线方向。 (3)画出带箭头的切线,箭头指向为该点的速度方向。,【过关训练】 1.关于曲线运动,下列说法中正确的是 ( ) A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运
8、动一定是曲线运动 C.曲线运动一定是变加速运动 D.匀速运动可能是曲线运动,【解析】选A。既然是曲线运动,它的速度方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,选项A正确;变速运动不一定是曲线运动,如加速直线运动,选项B错误;曲线运动的加速度不一定变化,选项C错误;匀速运动的速度的大小与方向都不变,不可能是曲线运动,选项D错误。,2.(2017商丘高一检测)假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是 ( ) A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B.沿着与弯道垂直的方向飞出 C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道 D.上述情况都有可能,【
9、解析】选C。赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向。选项C正确。,【补偿训练】 1.关于曲线运动,以下说法中正确的是 ( ) A.做曲线运动的物体所受合外力可以为零 B.合外力不为零的运动一定是曲线运动 C.曲线运动的速度大小一定是改变的 D.曲线运动的速度方向一定是变化的,【解析】选D。物体做曲线运动时受合外力且与速度方向不共线,选项A、B错误;曲线运动的速度方向一定是变化的,速度大小可能变化,可能不变化,选项C错误、D正确。,2.(多选)物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态,若再对物体施加一个
10、恒力,则物体可能 ( ) A.静止或做匀速直线运动 B.做匀变速直线运动 C.做变加速曲线运动 D.做匀变速曲线运动,【解析】选B、D。物体处于平衡状态,则原来几个力的合力一定为零,现受到另一个恒力作用,物体一定做匀变速运动,故选项A、C错误。若物体原来静止,则现在一定做匀加速直线运动;若物体原来做匀速直线运动,且速度与恒力的方向共线,则现在做匀变速直线运动,故选项B正确。若速度与恒力的方向不在同一直线上,则物体做匀变速曲线运动,D正确。,知识点二 对曲线运动条件的理解 探究导入: 如图所示,桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动;人造卫星绕地球运行,在地球引力作用下做曲线运动。,(1
11、)小球靠近磁铁时,速率如何变化?远离磁铁时呢?合外力的方向如何影响速率的变化呢? (2)小球、人造卫星所受合外力的方向有什么特点?小球、人造卫星的加速度的方向有什么特点?,提示:(1)小球靠近磁铁时,速率增大,远离磁铁时,速率减小。可见,合外力方向与速度方向夹角为锐角时,物体的速率越来越大;合外力方向与速度方向夹角为钝角时,物体的速率越来越小。 (2)小球、人造卫星的受力方向与其速度方向不在一条直线上。加速度与合外力方向相同,也与速度方向不在一条直线上。,【归纳总结】 1.物体做曲线运动的条件: (1)动力学条件:合外力与速度方向不共线是物体做曲线运动的充要条件,这包含三个方面的内容: 速度不
12、为零; 合外力不为零; 合外力与速度方向不共线。 (2)运动学条件:加速度与速度方向不共线。,2.合外力与运动轨迹的关系:曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,即合力指向轨迹的凹侧。,3.合外力与速率的关系: (1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做速率越来越大的曲线运动。 (2)合外力与速度方向的夹角为直角时,物体做速率不变的曲线运动。 (3)合外力与速度方向的夹角为钝角时,物体做速率越来越小的曲线运动。,曲线运动的速度改变与受力的关系,【易错提醒】 物体做曲线运动时,关于受力(加速度)的“一定”与 “不一定” (1)“一定”:物体受到的合外力(加速度)
13、一定不为零。 物体所受合外力(加速度)的方向与其速度方向一定不 在同一条直线上。 (2)“不一定”:物体受到的合外力(加速度)不一定变 化,即物体受到的合外力可以是恒力,也可以是变力。,【典题通关】 考查角度1 曲线运动的条件 【典例1】(多选)(2017廊坊高一检测)物体受到几个力作用而做匀速直线运动,若突然撤去其中的一个力,它可能做 ( ) 世纪金榜导学号35684001 A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动 C.匀减速直线运动 D.匀变速曲线运动,【正确解答】选B、C、D。剩余几个力的合力恒定不为零,所以物体不可能做匀速直线运动,选项A错误。剩余的几个力的合力与撤去的力等值、反向、共线,
14、所以这个合力恒定不变,物体一定做匀变速运动。若物体的速度方向与此合力方向相同,则物体做匀加速直线运动;若剩余的几个力的合力与物体的速度方向相反,则物体做匀减速直线运动;若剩余几个力的合力与速度不共线,物体做匀变速曲线运动,选项B、C、D正确。,考查角度2 参考系的应用 【典例2】(2017成都高一检测)在足球场上罚任意球时,运动员踢出的足球,在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门。守门员“望球莫及”,轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向,下列说法中正确的是 ( ) 世纪金榜导学号35684002,A.合外力的方向与速度方向在一条直线上 B.合外力的方向沿轨迹切线方向,速度方向
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