2013高中物理 5-1 曲線運(yùn)動同步課件 新人教版必修2

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

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

3、阻力，水平拋出的小石塊做什么運(yùn)動？石塊為何做這種運(yùn)動？提示：曲線運(yùn)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(yùn)動的實(shí)驗(yàn)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(gè)用紅蠟塊做成的小圓柱體R，將玻璃管口塞緊．2．實(shí)驗(yàn)過程(1)將這個(gè)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(yùn)動．(2)再次將

4、玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時(shí)將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運(yùn)動情況．,勻速直線,(3)以開始時(shí)蠟塊的位置為原點(diǎn)，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(yùn)動可分解為豎直向上的運(yùn)動和水平向右的運(yùn)動，這兩個(gè)運(yùn)動都叫做 ，蠟塊實(shí)際參與的運(yùn)動叫做 ．由以上過程可以

5、看出，研究平面內(nèi)物體的運(yùn)動主要就是研究物體的位置、軌跡與速度．,分運(yùn)動,合運(yùn)動,一、對曲線運(yùn)動性質(zhì)的理解1．曲線運(yùn)動的速度(1)曲線運(yùn)動中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向，就是質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻(或該點(diǎn))脫離曲線后自由運(yùn)動的方向，也就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向．(2)速度是一個(gè)矢量，既有大小，又有方向，假如在運(yùn)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(yùn)動．因此，若物體做曲線運(yùn)動，表明物體的速度方向發(fā)生了變化

6、．,2．曲線運(yùn)動的性質(zhì)(1)由于做曲線運(yùn)動物體的速度方向時(shí)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(shí)刻變化，即曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動．(2)曲線運(yùn)動是否是勻變速運(yùn)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(yùn)動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運(yùn)動．,【特別提醒】(1)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，但變速運(yùn)動不一定是曲線運(yùn)動．(2)只要物體的合外力為恒力，它一定做勻變速運(yùn)動，可能是直線運(yùn)動也可能是曲線運(yùn)動．,

7、二、對物體做曲線運(yùn)動的條件的理解1．物體做曲線運(yùn)動的條件(1)物體受到的合外力方向與其運(yùn)動方向不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)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(yùn)動的條件還可以表述為：物體的加速度方向與它的運(yùn)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(yùn)動方向在一條直線上，物體做直線運(yùn)動．,2．物體做直線運(yùn)動與做曲線運(yùn)動的比較,3.速度、軌跡與合力間的關(guān)系做曲線運(yùn)動的物體，

8、運(yùn)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(shí)，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(shí)，物體速度減小．,【特別提醒】(1)做曲線運(yùn)動的物體其合外力一定不為0.(2)物體做直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)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(yùn)動也可能為直線運(yùn)動．物體在恒力作用下的

9、運(yùn)動也可能為曲線運(yùn)動．,三、兩個(gè)直線運(yùn)動的合成兩個(gè)互成角度的直線運(yùn)動的合運(yùn)動的性質(zhì)和軌跡，由兩分運(yùn)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(yùn)動是勻變速運(yùn)動還是非勻變速運(yùn)動，若合加速度不變且不為零，則合運(yùn)動為勻變速運(yùn)動，若合加速度變化，則為非勻變速運(yùn)動．2．根據(jù)合加速度與合初速度是否共線判斷合運(yùn)動是直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動．若合加速度與合初速度在同一直線上，則合運(yùn)動為直線運(yùn)動，否則為曲線運(yùn)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(xiàng)目．如圖所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)．下列說法中正確的是,A．過A點(diǎn)時(shí)的速度方向沿AB方向B．過B點(diǎn)時(shí)的速度方向沿水平方向C．過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同D．圓形軌道上與M點(diǎn)速度方向

11、相同的點(diǎn)在AB段上思路點(diǎn)撥：曲線運(yùn)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(diǎn)的速度方向如圖所示．由圖判斷B正確，A、C錯(cuò)誤．用直尺和三角板作M點(diǎn)速度方向的平行線且與圓相切于N點(diǎn)，則過山車過N點(diǎn)時(shí)速度方向與M點(diǎn)相同，D錯(cuò)誤．答案：B,【針對訓(xùn)練】1.下列說法正確的是(　　)A．曲線運(yùn)動的速度大小可以不變，但速度方向一定改變B．曲線運(yùn)動的速度方向可以不變，但速度大小一定改變C．曲線運(yùn)動的物體的速度方向可以改變也

12、可以不變D．曲線運(yùn)動物體在某點(diǎn)的速度方向即為該點(diǎn)的切線方向解析：曲線運(yùn)動中軌跡為曲線，其速度方向沿該點(diǎn)切線方向，故速度方向一定變化，所以A、D正確．答案：AD,一個(gè)物體在力F1、F2、F3……等幾個(gè)力的共同作用下做勻速直線運(yùn)動，若突然撤去F1后，則物體A．可能做曲線運(yùn)動B．不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動C．必然沿F1的方向做直線運(yùn)動D．必然沿F1的反方向做勻加速直線運(yùn)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(gè)力F1，則剩余幾個(gè)力的合力F與F1等大反向，物體一定做變速運(yùn)動；若F的方向與速度同向，則物體做勻加速直線運(yùn)動；若F的方向與速度反向，則物體做勻減速直線運(yùn)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(yùn)動，所以選項(xiàng)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(yùn)動還是非勻變速運(yùn)動．(2)物體做直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)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(yùn)動B．物體在變力作用下不可能做曲線運(yùn)動C．做曲線運(yùn)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(yùn)動,解析：物體做曲線運(yùn)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(gè)力，也可以受多個(gè)力，受力可以是恒力，也可以是變力，所以A、D正確，B錯(cuò)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(yùn)動到B，這時(shí)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(yùn)動情況，下列說法正確的是A．物體可能沿曲線Ba運(yùn)動B．物體可能沿直線Bb運(yùn)動C．物體可能沿曲線Bc運(yùn)動D．物體可能沿原曲線由B返回A,解析：物體在A點(diǎn)時(shí)的速度vA沿A點(diǎn)的切線方向，物體在恒力F作用下沿曲線AB運(yùn)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(diǎn)時(shí)，瞬時(shí)速度vB沿B點(diǎn)的切線方向，這時(shí)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(yùn)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(yùn)動時(shí)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(diǎn)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(shí)，沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)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(yùn)動物體的運(yùn)動軌跡向合力方向彎曲，A、D錯(cuò)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(cuò)，C對．答案：C,如圖所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運(yùn)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(yùn)動的同時(shí)

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(yùn)動B．速度大小增加的曲線運(yùn)動C．加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動D．加速度大小方向均變化的曲線運(yùn)動答案：BC,【題后總結(jié)】(1)運(yùn)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(diǎn)勻速上升的同時(shí)，玻璃管水平向右做勻加速直線運(yùn)動，則紅蠟塊實(shí)際運(yùn)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(yùn)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(yùn)動，A選項(xiàng)排除．又因?yàn)樵撓瀴K的運(yùn)動可以看做水平向右的勻加速直線運(yùn)動和豎

20、直向上的勻速直線運(yùn)動的合成，則在運(yùn)動軌跡中兩段相等時(shí)間內(nèi)，豎直方向位移是相等的，而水平方向位移是隨時(shí)間增加的．因此實(shí)際運(yùn)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(shí)間渡河，航向怎樣？最短時(shí)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(shí)間是多少

21、？,思路點(diǎn)撥：當(dāng)船頭垂直河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，當(dāng)v1與v2的合速度垂直河岸時(shí)，渡河位移最?。?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(shí)間與水速的關(guān)系是(　　),A．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間長B．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間短C．水速大時(shí)，路程長，時(shí)間不變D．路程、時(shí)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)