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曲线运动 曲线运动实例 随处可见的曲线运动飞行表演足球 嫦娥一号轨迹模拟图片 地球 月球 曲线运动 物体运动轨迹为曲线的运动叫曲线运动 曲线运动是普遍的运动情形 大到宏观世界 如天体运行 小到微观世界 如电子绕原子核旋转 生活中如烟花 投标枪 铁饼 跳高 跳远等均为曲线运动 曲线运动中的速度方向 1 演示 扔沙包曲线运动中速度的方向是时刻改变的 2 猜测物体在某一时刻的速度方向3 如何确定物体在某一时刻的速度方向呢 如果某时刻的速度方向不再变化 物体将沿此方向作直线运动 则易被观测到 砂轮磨刀具撑开的伞边水滴 想一想 做一做 看一看 曲线运动的速度方向 曲线运动中速度的方向是时刻改变的 质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向 论一论 看一看 常见的现象 学过的理论 曲线运动是变速运动 物体为什么会做曲线运动 结合物体做直线运动的条件猜想物体做曲线运动的条件 合力不为零 初速度不为零 合力与速度不在一条直线上 合理猜想 利用实验进一步体会 铁球与条形磁铁 合理猜想 设计实验 联系实际 观察用手抛出后的铅球运动轨迹 请回答下面问题 画出它在各点的速度方向 画出它在各点的受力方向 不计空气阻力 观察轨迹的弯曲与力的方向有什么关系 关系 做曲线运动的物体 合力指向哪里 曲线向哪里弯曲 合力的方向总是指向曲线的内侧 推广 为什么空中飞行的导弹做的是曲线运动 为什么导弹的轨迹是向下弯曲的 设计实验 合理猜想 联系实际 Question1 一物体由静止开始下落一段时间后突然受一恒定水平向右风力的影响 但着地的前一段时间风突然停止 则其运动轨迹可能是怎么样的 其它力不计 轨迹分三段 合力指向哪里 曲线向哪里弯曲 合力的方向总是指向曲线的内侧 F合 G 解释嫦娥一号的奔月轨迹 地球 月球 摩托车在实现水平路面转弯时 是什么力使它转弯 生活中的曲线运动 mg FN Ff FN mg摩擦力使其转弯 摩托车在实现水平路面转弯时 车身为什么要倾斜 生活中的曲线运动 地面对人 车的合力F F mg FN Ff 思考与讨论 物体在光滑水平桌面受三个水平恒力 不共线 处于平衡状态 当把其中一个水平恒力撤去时 物体将做怎样的运动 匀变速直线运动 匀加速直线运动 匀减速直线运动 匀变速曲线运动 加速度不变的曲线运动 如何分析物体的运动情况 先看初速度是否为零 再看合力是否为恒力 最后看合力与速度是否在一条直线上 力与速度的关系 平行速度的力改变速度大小 垂直速度的力改变速度方向 不平行也不垂直速度的力 同时改变速度的大小和方向 Question2 一个质点在某段时间内做曲线运动 则在这段时间内 A 速度一定在不断地改变 加速度也一定不断地改变B 速度一定在不断地改变 加速度可以不变C 速度可以不变 加速度一定不断地改变D 速度可以不变 加速度也可以不变 B Question3 如下图所示 物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B点 这时突然使它所受的力反向而保持大小不变 则在此力作用下 物体以后的运动轨迹是图中3条虚线中的 A BcB BbC BaD 都不是 A 25 分析 红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动 在玻璃管中竖直向上的运动 由A到B 和随玻璃管水平向右的运动 由A到D 红蜡块实际发生的运动 由A到C 是这两个运动合成的结果 26 蜡块在任一时刻的位置 设蜡块竖直向上的速度为 蜡块水平向右的速度为 任一时刻的x坐标 任一时刻的y坐标 O x y P t时间内物体的位移 27 蜡块运动的轨迹 其中 是常量 描述的是一条过原点的直线 也就是说蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线 28 蜡块的速度 可知任一时间段内 所以蜡块做的是匀速直线运动 的平均速度均是 是恒定不变的 29 一合运动与分运动 红蜡块沿玻璃管在竖直方向的运动和随管的水平方向的运动 叫做分运动 红蜡块实际发生的运动叫做合运动 合运动的 位移 速度 叫做合 位移 速度 分运动的 位移 速度 叫做分 位移 速度 30 1物体的真实运动 相对于地面 是合运动 2运动的分解合成就是决定运动状态的物理量 速度 加速度 位移 的分解合成 3分运动与合运动的等时性 4各分运动间的独立性 特别提示 31 二运动的合成与分解 由合运动求分运动的过程叫做运动的分解 三运动的合成与分解的法则 由分运动求合运动的过程叫做运动的合成 平行四边形法则 32 小船过河问题 探究与思考 33 例1一条宽度为L的河 水流速度为v水 已知船在静水中的速度为v船 1 怎样渡河时间最短 设船头斜向上游与河岸成任意角 这时船在垂直于河岸方向的速度分量为v1 v船sin 渡河所需的时间为 t 当 90 时 sin 1最大 tmin 34 2 若v船 v水 怎样渡河位移最小 渡河的最小位移即河的宽度 为了使渡河位移等于L 必须使船的合速度v的方向与河岸垂直 即使沿河岸方向的速度分量为0 这时船头应指向河的上游 并与河岸成一定的角度 根据三角函数关系有 v船cos v水 0 cos 因为0 cos 1 所以只有在v船 v水时 船才有可能垂直河岸渡河 35 3 若v船 v水 怎样渡河位移最小 供选用 水流速度大于船在静水中的航行速度 则不论船的航向如何 总是被水冲向下游 设船头与河岸成 角 合速度v与河岸成 角 可以看出 角越大 船漂下的距离x越短 以v水的矢尖为圆心 v船为半径画圆 当v与圆相切时 角最大 根据cos v船 v水 船头与河岸的夹角应为 arccos 此时渡河的最短位移 s 36 训练1火车以12m s的速度向东行驶 雨点的速度为16m s 方向竖直向下 求 车中的人所观察到雨点的速度 方向如何 答案 20m s方向竖直向下偏西37 37 训练2船以5m s垂直河岸的速度渡河 水流的速度为3m s 若河的宽度为100m 试分析和计算 1 船能否垂直到达对岸 2 船需要多少时间才能到达对岸 3 船登陆的地点离船出发点的距离是多少 4 设此船仍是这个速率 但是若此船要垂直到达对岸的话 船头需要向上游偏过一个角度 求sin 答案 1 不能 2 t 20s 3 s 116 6m 4 38 人静止于车厢时 由于车厢相对于地面速度为5m s 所以人相对于地面的速度也是5m s 人沿列车行驶的反方向在车厢内匀速跑动时 相对于地面的速度为5m s 5m s 0m s 即人相对于地面是静止的 例2在一列以5m s的速度匀速行驶的列车上 一名乘客相对于车厢静止站立 则该名乘客相对地面的速度是多大 若乘客在车厢内沿列车行驶的反方向以5m s速度匀速跑动 则此时他相对于地面的速度是多大 39 训练3在一列以5m s的速度匀速行驶的列车上 一名乘客相对于车厢静止站立 若在t 0时刻该乘客在车厢内以2m s2的加速度沿车前进方向加速起跑 则1秒末人相对于地面的速度是多大 1秒末人相对于地面的位移是多大 1秒