5.1《曲线运动》课件.ppt

1 曲线运动 第五章曲线运动 授课老师 杨海红 观察 观察 观察 什么是曲线运动 轨迹 轨迹是曲线的运动叫做曲线运动 轨迹是直线的运动叫做直线运动 怎样确定曲线运动的速度方向 观察 微粒沿什么方向飞出 火星由于惯性 以脱离砂轮时的速度沿砂轮边缘方向飞出 运动的轨迹大致都朝下的 观察 雨滴沿什么方向飞出 雨滴沿伞边缘的切线方向飞出 观察 墨汁沿什么方向飞出 红墨汁由于惯性 以脱离陀螺时的速度沿陀螺边缘的切线方向飞出 A B 思考 什么是曲线的切线 曲线运动中速度的方向是时刻改变的 质点在某一点 或某一时刻 的速度方向在曲线的这一点的切线方向上 结论 质点沿曲线从左向右运动 画出质点在A B C三点的速度方向 结论 曲线运动一定是变速运动 什么是变速 变速 变速直线运动 曲线运动 结合以上面的学习 你对曲线运动有何认识 结论 1 做曲线运动的物体 其速度方向时刻在变化 即速度时刻在变 2 质点在某一点 或某一时刻 的速度方向在曲线的这一点的切线方向上 3 曲线运动一定是变速运动 既然是变速运动 就一定有加速度 巩固练习 下列关于曲线运动的说法 正确的是 A 速率不变的曲线运动是没有加速度的B 曲线运动一定是变速运动C 变速运动事实上是曲线运动D 做曲线运动的物体一定有加速度 BD 物体做曲线运动的条件 为什么有些物体做直线运动 有些物体做曲线运动 1 物体有初速度但不受外力时 将做什么运动 3 物体既有初速度又有外力时 将做什么运动 2 物体没有初速度但受外力时 将做什么运动 当初速度与外力不在同一直线上 讨论与思考 当初速度方向与外力方向在同一直线上 方向相同或相反 物体做曲线运动的条件 物体做曲线运动的条件 猜想 当物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上时 物体做曲线运动 物体做曲线运动的条件 做曲线运动的物体运动轨迹 速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何 物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间 问题1 问题2 做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢 做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧 结论 1 物体做曲线运动的条件 当物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上时 物体做曲线运动 2 做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧 讨论与思考 1 链球运动员应如何抛出链球 2 水流星的作用原理 如图 物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B 这时突然使它所受力反向 大小不变 则物体以后的运动情况 A 可能沿曲线Ba运动B 可能沿直线Bb运动C 可能沿曲线Bc运动D 可能沿原曲线由B返回A C 练习 讨论与思考 y 研究物体在平面里的运动 可以建立一个平面直角坐标系 P 运动的合成与分解 玻璃管不水平运动 将其倒置 图乙 蜡块怎样运动 蜡块近似做竖直向上的匀速直线运动 运动的合成与分解 将玻璃管倒置 在上升的同时 将玻璃管水平向右匀速移动 观察蜡块的运动情况 蜡块做的是斜向上的匀速直线运动 玻璃管水平向右匀速 速度为v1 蜡块在水中能够匀速上升 速度为v2 蜡块的实际运动是直线运动 方向向哪 多大 平面运动研究 蜡块参与了两个运动 分运动之一 玻璃管的水平运动 分运动之二 蜡块相对玻璃管的竖直运动 合运动 实际运动 两个分运动 矢量 合成 平面运动研究 1 介绍几个概念 合运动 分运动 合运动 物体实际发生的运动分运动 假想的与合运动同时参与的运动运动的合成 由分运动求合运动的过程运动的分解 由合运动求分运动的过程 运动的合成与分解 合运动与分运动的联系 运动的等时性合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等 运动的独立性原理一个物体可以同时参与几个不同的分运动 各个分运动独立进行 互不影响 运动的等效性合运动与分运动在效果上是等效替代的关系 运动的同一性合运动与分运动必须对同一物体 运动的合成与分解 平面运动研究 2 合运动与分运动的关系的说明 遵循矢量合成的平行四边形定则 分速度 分速度 合速度 分加速度 合加速度 位移的合成 运动的合成 加速度的合成 分加速度 合位移 分位移 分位移 总结 合运动与分运动的特点 1 合位移与分位移 合速度与分速度 合加速度与分加速度都遵循平行四边形定则2 物体实际发生的运动才是合运动3 等时性 等效性 独立性 同一性 应用 例一 将一小球竖直向上抛出 忽略空气阻力 小球做匀减速直线运动 这个运动你可以分成哪两种运动 匀减速直线运动可看成一个竖直向上的匀速直线运动和另一个自由落体运动 例二 一辆汽车以一定的初速度在水平公路上匀加速直线运动 这个运动你可以分成哪两种运动 应用 小船过河问题 一艘小船在100m宽的河中横渡到对岸 已知水流速度是3m s 小船在静水中的速度是4m s 求 1 欲使航行距离最短 船应该怎样渡河 渡河时间多长 分析 航程最短 d 设船头指向与上游河岸成 结论 当v船 v水时 最短航程等于河宽d 解 当船头指向斜上游 与岸夹角为 时 合运动垂直河岸 航程最短 数值等于河宽100米 过河时间 合速度 则cos 应用 一艘小船在100m宽的河中横渡到对岸 已知水流速度是3m s 小船在静水中的速度是4m s 求 2 欲使船渡河时间最短 船应该怎样渡河 最短时间是多少 船经过的位移多大 分析 时间最短 d 结论 欲使船渡河时间最短 船头的方向应该垂直于河岸 解 当船头垂直河岸时 所用时间最短 最短时间此时合速度此时航程 例2 若河宽仍为100m 已知水流速度是4m s 小船在静水中的速度是3m s 即船速 静水中 小于水速 求 1 欲使船渡河时间最短 船应该怎样渡河 2 欲使航行距离最短 船应该怎样渡河 最短航线是河宽吗 结论 当v船 v水时 最短航程不等于河宽d 船头指向与上游河岸成 总结 当V船 V水 当V船 V水 最短时间 最短位移 船头指向与上游河岸成 如果 在船头始终垂直对岸的情况下 在行驶到河中间时 水流速度突然增大 过河时间如何变化 为了垂直到达河对岸 在行驶到河中间时 水流速度突然增大 过河时间如何变化 答案 不变 1 互成角度的两个匀速直线运动合运动 下列说法正确的是 A 一定是直线运动B 一定是曲线运动C 可能是直线 也可能是曲线运动D 以上都不符 A 2 互成角度的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动 正确说法是 A 一定是直线运动B 一定是曲线运动C 可能是直线运动 也可能是曲线运动D 以上都不对 B 3 一条河宽400m 船在静水中的速度是4m s 水流速度是5m s 则 A 该船一定不能垂直于河岸到达对岸B 当船头垂直河岸横渡时过河所用时间最短C 船横渡到对岸时 船相对岸的最小位移为400mD 该船渡河的最小速度是4m s AB 12 一条探险小船沿着d 200m宽的河的中线漂流 突然发现河的下游不远处是一个瀑布 河水流入很深的沟底 如果小船掉下去探险队员生还的可能几乎为零 为了避免危险应使小船在尽量远离瀑布的地方靠岸 已知水速为v0 4m s 小船在静水中速度为v 2m s 要使小船靠岸地点尽量远离瀑布 船头应指向什么方向 2 绳拉物牵连速度问题 运动的合成和分解的应用 例题2 如图所示 纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸 绳与水面夹角为 时 则船靠岸的速度是 若使船匀速靠岸 则纤绳的速度是 填 匀速 加速 减速 例题1 如图所示 汽车沿水平路面以恒定速度v前进 则当拉绳与水平方向成 角时 被吊起的物体B的速度为vB 物体上升的运动是 填 加速 减速 匀速 B 例题3 光滑水平面上有A B两个物体 通过一根跨过定滑轮的轻绳子相连 如图 它们的质量分别为mA和mB 当水平力F拉着A且绳子与水平面夹角为 A 45O B 30O时 A B