高中物理：第三节抛体运动的规律教案 新人教版必修2

第三节第三节 抛体运动的规律教案抛体运动的规律教案 1 曲线运动中的速度方向 1 质点运动轨迹为曲线的运动 称为曲线运动 曲线运动方向是用速度来描述的 2 质点做曲线运动时 速度的方向在时刻发生变化 质点在做图 4 1 所示曲线运动 时 从 A 点运动到 B 点 时间为 t 位移为 s 则在 t O 时 位移由弦变为切线 平均速度即趋于 A 点瞬时速度 方向变为切线方向 3 质点做曲线运动时 在某一点 或某一时刻 的速度方向为曲线上某点的切线方向 2 物体做曲线运动的条件 1 若初速度为零 则物体所受外力的方向必须发生变化 若初速度不为零 运动物 体所受的合外力的方向跟它的速度方向不在直线上 即合外力与速度的方向成一个不等于 零或 的夹角 2 物体做抛物线运动的条件 物体具有不等于零的初速度 v0 受到大小和方向都不变的恒力作用 且合外力 F 与初速度 v0 方向夹角不为零 或 180 则物体做抛物线运动 物体具有不等于零的初速度 v0 只受重力作用 空气阻力忽略不计 若物体初速 度 v0 与 G 的夹角 90 物体做平抛运动 若 90 物体做斜上抛运动 若 90 物体做斜下抛运动 说明 物体所受的重力 G 是物体所在的位置距地面不太高 所以 G 的大小可 以认为不变 对于一般的抛体运动水平位移不太大 虽然产生重力的万有引力方向在变 但由于水平位移太小 所以 G 的方向可以认为是不变的 即重力 G 为恒力 3 物体做圆周运动的条件 物体做圆周运动时 必须受到维持圆周运动的合外力 即有指向圆心的合外力 物体做匀速圆周运动时 所受的合外力大小不变 方向时刻改变 且与速度方向始 终垂直 若物体的质量为 m 圆周运动的轨道半径为 r F 的大小必须满足关系式 F mv2 r 说明 以上几个条件必须同时满足 物体才能做匀速圆周运动 如果物体所受 合外力突然撤去 物体将沿着轨迹的切线方向运动 如果合外力 F 的数值减小或速度增大 F mv2 r 物体将脱离原来的轨道且远离圆心 如果合外力的数值增大或速度减小 F mv2 r 物体将脱离原来的轨道且向圆心靠近 例例 1 1 关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动 下列说 法正确的是 A 一定是直线运动 B 一定是抛物线运动 C 可能是直线运动 也可能是曲线运动 D 以上说法都不对 分析思路 物体运动的形式取决于物体的初速度及物体所受的合外力 两个运 动的合运动 取决于两个运动的合速度及合加速度 或合外力 再讨论合速度与合外力的 关系 解题方法 求两个分运动的合初速度及合加速度 合外力 法则为平行四边形 法则 解题 两个运动的初速度合成 加速度合成如图 4 2 所示 当 a 与 v 重合时 物体做直线运动 当 a 与 v 不重合时 物体做抛物线运动 由于题目没有给出两个分运动 的加速度和初速度的具体数值及方向 所以 以上两种情况都有可能 故正确答案为 C 例例 2 2 如图 4 3 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将沿 运动 分析思路 物体做曲线运动的速度方向即为轨迹上某点的切线方向 一般曲线 运动可以将曲线等效成小的圆弧组成 所以曲线运动中必定受到向心的力 即恒力 F 有指 向圆心的分量 因而 F 应指向曲线弯曲的部分 如图 4 4 解题方法 利用曲线可以等效成小的圆弧 且圆周运动的向心力指向圆心 解题 物体在 A 点时的速度 vA 沿 A 点的切线方向 物体在恒力 F 作用下沿曲线 AB 运动 此力 F 必有垂直于 vA 的分量 即 F 力只可能为图 4 4 中所示的各种方向之一 当物体达到 B 点时 瞬时速度 vB 沿 B 点切线方向 这时受 F F 即 F 只可能为图中所 示的方向之一 可知物体以后只有可能沿曲线 BC 运动 例例 3 3 物体在几个力的共同作用下 做匀速直线运动 当其中一个力停止作用 时 物体的可能运动形式是 A 匀速直线运动 B 匀加速直线运动 C 匀减速直线运动 D 类似于平抛运动 E 类似于斜抛运动 F 圆周运动 分析思路 物体做匀速直线运动 物体所受几个力的合力为零 当去掉一个力 时 其余几个力的合力与撤去的力大小相等 方向相反 若此时再明确物体做匀速直线运 动的速度与撤去一个力的合力的方向关系 就可以确定物体的运动形式 解题方法 根据物体平衡条件 当物体处于平衡状态时 其中一个力与其他各 力的合力为等大反向 由物体运动的条件 可以确定物体的运动形式 解题 A 答案不对 平衡的物体 撤去一个力后 物体所受合外力不为零 物 体不能做匀速直线运动 B 答案正确 若撤去的外力与物体匀速运动的方向相反 则几个力的合力的方向与原 物体运动方向相同 即合外力与速度在一直线上故物体可能做匀加速直线运动 C 答案正确 同 B 所述 若撤去的外力与物体匀速运动的方向相同 则合外力与速度 在一直线上 且方向相反 故物体做匀减速运动 D E 答案均正确 若撤去的外力与物体匀速运动的速度方向垂直 则满足类似平抛 运动的条件 物体做平抛运动 若撤去的外力与物体匀速运动的速度方向夹角在 0 90 或