高中物理 第五章 曲线运动 1 曲线运动课件 新人教版必修2.ppt

1曲线运动 1 知道曲线运动是一种变速运动 它在某点的瞬时速度方向在曲线这一点的切线上 2 理解物体做曲线运动的条件 物体所受合外力与初速度不在同一直线上 教学目标 重点 曲线运动的速度方向 物体做曲线运动的条件 难点 物体做曲线运动的条件 重点难点 本节主要内容是做曲线运动物体的速度方向的判定 以及物体做曲线运动的条件 曲线运动是一种变速运动 教学中要突出矢量性的分析教学 让学生进一步感受矢量的含义 对于曲线运动的教学 教师可以联系各种生活实例以及前面学习过的直线运动的知识来帮助学生理解 在此基础上进一步引入曲线运动的方向性问题 首先让学生讨论如何确定曲线运动的方向 教师可以通过点拨引导 让学生自己设计可行的实验方案 进而通过实验找出任意曲线运动的速度方向与其运动 教学建议 轨迹的关系 然后教师引导学生证明这个结论 对于物体做曲线运动的条件 更要从实际出发 通过大量列举生活中的实例 分析 总结 归纳出结论 千万不要想当然地直接告诉学生结论 教给学生方法比教给学生知识重要得多 教师在教学中一定要突出学生的主体地位 教学建议 导入一 生活中有很多种运动情况 我们学习过各种直线运动 包括匀速直线运动 匀变速直线运动 包括自由落体 等 我们知道这几种运动的共同特点是物体运动的方向不变 下面我们来欣赏几组画面 多媒体播放 抛出去的标枪 宇宙中的星体的运动又是一种怎样的运动呢 演示1 自由释放一支较小的粉笔头 演示2 水平抛出一支相同大小的粉笔头 新课导入 两支粉笔头的运动情况有什么不同呢 学生交流讨论 结论 前者是直线运动 后者是曲线运动 导入二 教师活动 设问 物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类 是哪两类 请举例说明 学生活动 积极思考 列举实例 学生代表发言 其他同学补充 教师活动 学生举例后 演示课件 增加感性认识 点评 问题比较简单 可由c层次同学 提问 答出 增加其学习的兴趣 新课导入 结论 直线 曲线两种 教师活动 总结点评学生的发言情况 引出课题 直线运动已经学过 但实际生活中普遍发生的却是曲线运动 所以 研究曲线运动的特点 物体在什么情况下做曲线运动等问题将是我们更重要的任务 从本节课开始我们来研究曲线运动 新课导入 如图5 1 1甲所示 以起点为坐标原点建平面直角坐标系 当物体运动到a点时 它相对抛出点的位移是oa 用l表示 则a点的位置坐标为 曲线运动的位移 知识必备 知识点一 xa ya 图5 1 1 如图5 1 1乙所示 某一点的速度方向就是沿曲线在这一点的 方向 曲线运动的速度方向 知识必备 知识点二 切线 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 物体做曲线运动的条件 知识点三 不在同一直线上 如图5 1 2所示 设蜡块匀速上升的速度为vy 蜡块随玻璃管水平向右匀速移动的速度为vx 蜡块实际参与的运动叫作 蜡块的运动可分解为竖直向上的运动和水平向右的运动 这两个运动都叫作 运动描述的实例 知识必备 知识点四 图5 1 2 合运动 分运动 想一想 曲线运动是一种怎样的运动 具备什么条件的物体才能做曲线运动 学习互动 对曲线运动性质和条件的理解 考点一 学习互动 匀变速直线运动 变加速直线运动 匀变速曲线运动 变加速曲线运动 学习互动 例1关于物体做曲线运动的条件 以下说法正确的是 a 物体受到的合外力不为零 物体一定做曲线运动b 物体受到的力不为恒力 物体一定做曲线运动c 初速度不为零 加速度也不为零 物体一定做曲线运动d 初速度不为零 且受到与初速度方向不在同一条直线上的合外力作用 物体一定做曲线运动 答案 d 解析 物体做曲线运动的条件是合外力方向与速度方向不在同一条直线上 物体在恒力作用下 可以做匀变速直线运动 不一定做曲线运动 而在变力作用下 可以做变加速直线运动 不一定做曲线运动 选项a b错误 竖直上抛运动的初速度不为零 加速度也不为零 是直线运动 选项c错误 只有速度方向与合外力的方向不在一条直线上时 物体才做曲线运动 选项d正确 学习互动 点评 关于物体做曲线运动的条件的理解要注意以下两点 1 物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上时 物体做曲线运动 2 根据牛顿第二定律 物体的加速度方向与其合外力方向相同 因此物体做曲线运动的条件还可以表述为 物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上 学习互动 例2 多选 质点在f1 f2 f3三个恒力的共同作用下处于平衡状态 若突然撤去f1 则质点 a 一定做匀变速运动b 可能做直线运动c 一定做非匀变速运动d 一定做曲线运动 答案 ab 解析 由题意可知 当突然撤去f1时 质点受到的合力大小为f1 方向与f1的方向相反 质点在恒力作用下产生恒定的加速度 加速度恒定的运动一定是匀变速运动 故a正确 c错误 在撤去f1之前 质点保持平衡 有两种可能 一是质点处于静止状态 则撤去f1后 它一定做匀变速直线运动 二是质点处于匀速直线运动状态 则撤去f1后 质点可能做直线运动 条件是f1的方向和速度方向在一条直线上 也可能做曲线运动 条件是f1的方向和速度方向不在一条直线上 故b正确 d错误 学习互动 点评 不少同学往往错误地认为撤去哪个力 合力就沿哪个力的方向 物体在三个不在同一直线上的力的作用下处于平衡状态 合力为零 任意两个力的合力与第三个力是平衡力 大小相等而方向相反 若撤去其中一个力 物体所受合力与该力等大反向 想一想 做曲线运动的物体经过某个位置时速度 加速度和受到的合外力方向有怎样的关系和特点 学习互动 对曲线运动轨迹的分析 考点二 要点总结 1 做曲线运动的物体的运动轨迹夹在 与 之间 2 做曲线运动的物体所受合外力的方向必指向运动轨迹弯曲的 速度方向 合外力方向 凹侧 学习互动 例3 多选 如图5 1 3所示 物体在恒力f作用下沿曲线从a运动到b 突然使它所受的力方向反向而大小不变 即由f变为 f 若bd为曲线ab上b点的切线 则该物体 a 不可能沿曲线be运动b 不可能沿直线bd运动c 不可能沿曲线bc运动d 不可能沿原曲线由b返回a 答案 bcd 解析 当物体运动到b点时 速度方向为曲线ab上b点的切线方向即bd方向 此时力f突然变为 f 即受力由指向下方变为指向上方 物体运动的轨迹应位于合力方向与速度方向之间 根据题图可知 运动轨迹只能向上弯曲 即可能沿be运动 不可能沿bd或bc运动 更不会沿原曲线由b返回a 图5 1 3 想一想 合运动和分运动具有等时性 即同时开始 同时结束 合运动的位移大小等于两个分运动的位移大小之和 这种说法对吗 学习互动 运动的合成与分解 考点三 要点总结 1 运动的合成与分解包括位移 速度 加速度的合成与分解 运算都遵守平行四边形定则 2 对合运动与分运动关系的理解 学习互动 3 几种常见的运动合成情况 匀速直线 匀变速曲线 匀加速直线 匀变速直线 匀变速曲线 学习互动 例4如图5 1 4所示 蜡块在竖直玻璃管内的水中匀加速上升 加速度大小为a 若在蜡块从a点由静止开始匀加速上升的同时 玻璃管从ab位置水平向右做匀速直线运动 速度为v0 则蜡块的实际运动轨迹可能是图中的 a 直线pb 曲线qc 曲线rd 无法确定 答案 c 解析 当初合速度的方向与合力 合加速度 的方向不在同一条直线上时 蜡块将做曲线运动 且轨迹夹在速度与合力 合加速度 方向之间 轨迹向合力 合加速度 的方向偏折 蜡块的合力 合加速度 方向竖直向上 合初速度方向水平向右 二者不在同一直线上 轨迹向合力 合加速度 的方向偏折 选项c正确 选项a b d错误 图5 1 4 学习互动 点评 在讨论合运动与分运动关系的时候必须首先明确两点 第一 合运动就是指物体的实际运动 而分运动是指物体同时参与的两个运动 第二 合运动的各个量 位移 速度 加速度 与分运动对应的各个量之间满足矢量运算的法则 平行四边形定则 学习互动 例5竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水 内有一个蜡块能在水中以0 1m s的速度匀速上浮 在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时 使玻璃管沿水平方向匀速向右运动 测得蜡块实际运动方向与水平方向成30 角 如图5 1 5所示 若玻璃管的长度为1 0m 在蜡块从底端上升到顶端的过程中 玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为 a 0 1m s 1 73mb 0 173m s 1 0mc 0 173m s 1 73md 0 1m s 1 0m 图5 1 4 学习互动 答案 c 备用习题 1 下列说法中错误的是 a 物体在恒力作用下可能做曲线运动b 物体在变力作用下一定做曲线运动c 物体在恒力和变力作用下 都可能做曲线运动d 做曲线运动的物体所受合外力一定不为零 答案 b 解析 物体是否做曲线运动与物体受力大小无关 取决于合外力方向与初速度方向是否在一条直线上 只要合外力方向与速度方向在一条直线上 物体就做直线运动 只要合外力方向与速度方向不在一条直线上 物体就做曲线运动 如果物体受到大小变化而方向不变的合外力作用 而速度方向与合外力方向在同一直线上 则物体做直线运动 故选项a c正确 选项b错误 若物体做曲线运动 则物体的速度方向一定变化 即物体的速度一定变化 则物体一定具有加速度 物体所受合外力一定不为零 选项d正确 备用习题 2 一个做曲线运动的物体的轨迹由上到下 如图中曲线所示 关于物体通过轨迹中点时的速度v的方向和加速度a的方向可能正确的是图中的 答案 b 解析 做曲线运动的物体的速度方向沿切线 加速度指向轨迹凹侧 本题只有b选项正确 自我检测 1 对曲线运动的理解 下列说法正确的是 a 做曲线运动的物体速度的方向必定变化b 速度变化的运动必定是曲线运动c 加速度恒定的运动一定是直线运动d 加速度变化的运动必定是曲线运动 答案 a 解析 在曲线运动中 质点在任一点的速度方向 就是通过这一点的曲线的切线方向 所以曲线运动速度的方向一定变化 故a项正确 若速度大小变化 方向不变 且速度方向与加速度方向在一条直线上 物体就做变速直线运动 故b项错误 物体做曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不在一条直线上 加速度既可以是恒定的 也可以是变化的 故c项错误 若加速度方向不变 只是大小发生变化 且加速度方向与速度方向在同一条直线上 物体就做变加速直线运动 故d项错误 自我检测 2 曲线运动轨迹分析 质点沿如图5 1 6所示的轨迹从a点运动到b点 已知其速度逐渐减小 图中能正确表示质点在c点处受力的是 答案 c 解析 根据曲线运动中f应指向轨迹的 凹侧 可知选项a d错误 在b项中 f的方向与v的方向夹角为锐角 使质点从a到b做加速运动 故选项b错误 在c项中 f的方向与v的方向夹角为钝角 使质点从a到b做减速运动 故选项c正确 图5 1 6 自我检测 3 合运动与分运动的关系及应用 下列关于运动的合成与分解的说法中正确的是 a 合运动的位移为分运动的位移的矢量和b 合运动的速度一定比其中一个分运动的速度大c 合运动的时间为分运动的时间之和d 合运动不一定是物体的实际运动 答案 a 解析 位移是矢量 位移的合成遵循平行四边形定则 合运动的位移为分运动的位移的矢量和 故选项a正确 根据平行四边形定则 合运动的速度可能比分运动的速度大 可能比分运动的速度小 可能与分运动的速度大小相等 故选项b错误 合运动与分运动具有等时性 合运动的时间等于分运动的时间 故选项c错误 根据平行四边形定则可知 合运动的速度方向就是物体实际运动的方向 故选项d错误 自我检测 4 曲线运动的条件 小文同学在探究物体做曲线运动的条件时 将一条形磁铁放在桌面的不同位置 让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动 得到不同轨迹 图