高中物理 第一节 曲线运动课件 新人教版必修2.ppt

物理 必修2 人教版 第五章曲线运动第一节曲线运动 栏目链接 情景切入 树叶在秋风中翩翩落下 树叶的运动轨迹是曲线 铅球被掷出后在重力作用下落向地面 铅球的运动轨迹是曲线 在nba比赛中 运动员高高跳起 投出的篮球在空中的运动轨迹是曲线 标志着中国航天实力 令国人扬眉吐气的 神舟十号 载人飞船和 嫦娥一号 探测器 进入太空后的运动轨迹也是曲线 栏目链接 栏目链接 课标点击 1 知道什么是曲线运动 2 会用平面直角坐标系描述曲线运动的位移 3 知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的 4 知道物体做曲线运动的条件 5 理解运动的合成和分解 会用运动合成和分解研究实际问题 栏目链接 栏目链接 栏目链接 课前导读 一 曲线运动的位移和速度 1 曲线运动的定义 所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类 即 运动和 运动 运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动 2 曲线运动的位移 曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的 曲线运动的位移是 其大小为有向线段的长度 方向是从出发点指向所研究的位置 直线 曲线 有向线段 矢量 栏目链接 课前导读 3 曲线运动的速度 1 物体做曲线运动时 速度的 时刻都在改变 2 物体在某一点 或某一时刻 的速度方向为沿曲线在这一点的 4 曲线运动的性质 速度是 它既有大小 又有方向 速度的变化不仅指速度大小的变化 也包括速度方向的变化 做曲线运动的物体 速度方向时刻都在改变 所以曲线运动是一种 方向 切线方向 矢量 变速运动 栏目链接 课前导读 1 从运动学的角度看 质点 的方向与速度的方向不在一条直线上时 质点就做曲线运动 2 从动力学的角度看 当物体所受合外力不为零 且合外力方向与 方向不在同一条直线上时 物体做曲线运动 二 物体做曲线运动的条件 加速度 速度 栏目链接 课前导读 一端封闭 长约1m的玻璃管内注满清水 水中放一个红蜡做的小圆柱体r 将玻璃管口塞紧 三 运动的实验探究 1 将这个玻璃管倒置 如图 1 所示 可以看到蜡块上升的速度大致不变 即蜡块做 运动 2 再次将玻璃管上下颠倒 在蜡块上升的同时将玻璃管 移动 观察研究蜡块的运动 匀速 向右匀速 栏目链接 课前导读 3 以开始时蜡块的位置为原点 建立平面直角坐标系 如图 2 所示 设蜡块匀速上升的速度为vy 玻璃管水平向右移动的速度为vx 从蜡块开始运动的时刻计时 则t时刻蜡块的位置坐标为x y 蜡块的运动轨迹y 是直线 蜡块位移的大小l 位移的方向可以用tan 求得 vxt vyt 栏目链接 课前导读 1 平面内的运动 为了更好地研究平面内的物体运动 常建立 坐标系 2 合运动和分运动 如果物体同时参与了几个运动 那么物体的实际运动就叫做那几个运动的 那几个运动叫做这个物体实际运动的 3 运动的合成与分解 由已知 求跟它们等效的 叫做运动的合成 反之 由已知的 求跟它等效的 叫做运动的分解 即 四 运动的合成与分解 直角 合运动 分运动 分运动 合运动 合运动 分运动 栏目链接 课前导读 4 运动合成和分解所遵循的法则 描述运动的物理量 位移 速度 加速度等 都是 对它们进行合成和分解时可运用 定则和三角形定则 矢量 平行四边形 栏目链接 栏目链接 问题探究 问题一怎样理解曲线运动的速度 曲线运动有什么运动学特点 随时间取值减小 由图可知时间t内位移的方向逐渐向a点的切线方向靠近 当时间趋向无限短时 位移方向即为a点的切线方向 故短时间内的平均速度的方向即为a点的瞬时速度方向 即a点的切线方向 栏目链接 问题探究 1 速度方向 质点在某一点的速度方向是沿曲线在这一点的切线方向 2 曲线运动中速度的方向 即为质点在该时刻或该位置的运动方向 也就是质点在该时刻或该位置运动轨迹的曲线的切线方向 但切线方向有两个 速度方向的指向与质点的走向有关 该切线应偏向下一时刻的位置方向 2 曲线运动是变速运动 做曲线运动的物体 不管速度大小是否改变 速度方向时刻在发生变化 所以曲线运动是一种变速运动 栏目链接 问题探究 做曲线运动的物体一定具有加速度 名师提示 曲线运动一定是变速运动 但变速运动不一定是曲线运动 比如匀变速直线运动 曲线运动速度方向时刻在变化 栏目链接 问题探究 1 对精彩的f1赛事相信你不会陌生吧 在观众感觉精彩与刺激的同时 车手们却时刻处在紧张与危险之中 在某次比赛中 一个车手在一个弯道上 突然高速行驶的赛车后轮脱落 从而不得不遗憾地退出了比赛 关于脱落的后轮的运动情况 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 尝试应用 c 栏目链接 知识解惑 问题二物体做曲线运动的条件是什么 试比较直线运动和曲线运动并想一想怎样判断物体是做直线运动还是曲线运动 1 物体做曲线运动的条件 2 直线运动与曲线运动的比较 栏目链接 知识解惑 栏目链接 知识解惑 3 判断物体做直线运动还是曲线运动的方法 判断时应紧扣物体做曲线运动的条件进行分析 1 明确物体的初速度方向 2 分析合外力的方向或加速度的方向 3 分析两个方向的关系 从而作出判断 名师提示 物体做直线运动还是曲线运动取决于物体所受合力与物体速度两者间的方向关系 当合力方向与速度方向共线时 物体做直线运动 同向时为加速直线运动 反向时为减速直线运动 当合力方向与速度方向不共线时 物体做曲线运动 栏目链接 问题探究 2 对做曲线运动的物体 下列说法正确的是 a 速度与合外力不可能在同一条直线上b 加速度与合外力可能不在同一条直线上c 加速度和速度有可能在同一直线上d 合外力的方向一定是变化的 尝试应用 a 栏目链接 问题探究 问题三如何判断合运动的性质 合运动和分运动有何关系 1 同一直线上两个分运动的合成 1 同一直线上两个分运动的合运动是直线运动 2 合运动是匀速还是变速取决于两个分运动 举例来说 两个匀速直线运动合成后仍是匀速直线运动 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成后是匀变速直线运动 栏目链接 问题探究 两个匀变速直线运动的加速度如果等大反向 则其合运动是匀速直线运动 2 互成角度的两个直线运动的合成 1 两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动 2 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成时 由于其加速度与合速度不在同一条直线上 故合运动是匀变速曲线运动 栏目链接 问题探究 3 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动 加速度等于两分运动的加速度a1 a2的矢量和 由于初速度为零 故物体的合运动是沿合加速度的方向的匀加速直线运动 4 两个初速度不为零的匀加速直线运动 其初速度v1和v2的矢量和为v 加速度a1和a2的矢量和为a 若v和a在一条直线上 则物体做匀变速直线运动 若v和a不在一条直线上 则物体做匀变速曲线运动 栏目链接 问题探究 3 合运动与分运动的关系 栏目链接 问题探究 名师提示 运动的合成与分解和力的合成与分解遵循相同的规律 需注意方法的合理迁移 合运动与分运动的等时性往往是联系两种运动的 桥梁 而运动的独立性又给我们分析问题和找数量关系带来方便 栏目链接 问题探究 3 关于运动的合成与分解 下列说法中错误的是 a 由两个分运动求合运动 合运动是唯一确定的b 由合运动分解为两个分运动 可以有不同的分解方法c 物体只有做曲线运动时 才能将这个运动分解为两个分运动d 任何形式的运动都可以用几个分运动代替 尝试应用 c 栏目链接 栏目链接 知识解惑 题型1曲线运动条件的应用 例1一物体在三个恒力f1 f2 f3的共同作用下保持平衡状态 若突然撤去f1 而保持f2 f3不变 则物体 a 一定做匀变速运动b 一定做直线运动c 一定做非匀变速运动d 一定做曲线运动 栏目链接 知识解惑 物体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 由题意可知 当突然撤去f1而保持f2 f3不变时 物体受到的合力大小为f1 方向与f1相反 故物体一定做匀变速运动 选项a正确 在撤去f1之前 物体受力平衡 有两种可能 一是物体处于静止状态 则撤去f1后 物体做匀变速直线运动 二是物体处于匀速直线运动状态 则撤去f1后 物体可能做直线运动 条件是f1的方向和速度方向在同一直线上 也可能做曲线运动 条件是f1的方向和速度方向不在同一直线上 故选项b c d错误 a 栏目链接 知识解惑 名师归纳 解答本题时应把握以下三点 1 明确撤去f1后物体的受力情况 2 知道物体做直线运动和曲线运动的条件 3 物体所受的合力恒定 则物体的加速度恒定 栏目链接 知识解惑 变式应用 1 关于曲线运动 下列说法正确的是 a 曲线运动一定是变速运动b 变速运动一定是曲线运动c 曲线运动是变加速运动d 加速度大小或速度大小都不变的运动一定不是曲线运动 a 栏目链接 知识解惑 题型2判断物体运动的轨迹 例2如右图所示 物体在恒力f作用下沿曲线从a运动到b 这时突然使它所受的力反向而大小不变 即由f变为 f 在此力作用下 物体以后的运动情况 下列说法正确的是 a 物体可能沿曲线ba运动b 物体可能沿直线bb运动c 物体可能沿曲线bc运动d 物体可能沿原曲线由b返回a 栏目链接 知识解惑 物体沿曲线从a点运动到b点的过程中 其所受恒力f的方向必定指向曲线的内侧 当运动到b点时 因恒力反向 由曲线运动的特点 物体运动的曲线轨迹必定向恒力方向弯曲 可知物体以后只可能沿曲线bc运动 故选项c正确 c 栏目链接 知识解惑 名师归纳 判断和画曲线运动轨迹时应注意 1 与运动方向相切的方向为速度方向 不是力的方向 2 看物体运动轨迹的弯曲情况 则物体所受合力的方向就在轨迹凹的一侧 3 轨迹曲线夹在合力与轨迹切线 即速度 之间 栏目链接 知识解惑 变式应用 2 神舟九号 已于2012年6月与在轨的 天宫一号 实现交会对接 如图所示 神舟九号 在飞行过程中 沿曲线从m点向n点飞行的过程中 速度逐渐减小 在此过程中 神舟九号 所受合力方向可能是下列图中的 c 栏目链接 知识解惑 题型3运动的合成与分解 例3如图所示 一块橡皮用细线悬挂于o点 用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动 运动中始终保持悬线竖直 则橡皮运动的速度 a 大小和方向均不变b 大小不变 方向改变c 大小改变 方向不变d 大小和方向均改变 栏目链接 知识解惑 橡皮参与了两个分运动 一个是沿水平方向与铅笔速度相同的匀速直线运动 另一个是沿竖直方向与铅笔移动速度大小相等的匀速直线运动 这两个直线运动的合运动是斜向上的匀速直线运动 故选项a正确 a 栏目链接 知识解惑 名师归纳