高中物理 第五章 第1节 曲线运动课件 新人教版必修2.ppt

成才之路物理,路漫漫其修远兮吾将上下而求索,人教版必修2,曲线运动,第五章,第一节曲线运动,第五章,日常生活中曲线运动是最常见的运动。如：抛出的石块在空中的运动，沿弧形跑道运动的学生等等，曲线运动具有什么特点？怎样研究这类运动遵循的规律？现在让我们一起探究这些问题。,定义：质点运动的轨迹是_的运动。,曲线运动,曲线,曲线运动的位移1坐标系的选择研究曲线运动时通常建立_坐标系。,人文,平面直角,2位移的描述对于做曲线运动的物体，其位移应尽量用坐标轴方向的_来表示(如图)，当物体由o运动到a点时，可以用a点的_来表示位移矢量l。,分矢量,位置坐标(xa，ya),1速度的方向质点在某一点的速度的方向，沿曲线在这一点的_。2运动性质做曲线运动的质点的速度_时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是_运动。,曲线运动的速度,切线方向,方向,变速,3速度的描述可以用相互垂直的两个方向的分矢量表示，这两个分矢量叫做_。如图，两个分速度vx、vy与速度v的关系是：vx_，vy_。,分速度,vcos,vsin,1蜡块的运动当蜡块在竖直玻璃管内向上匀速运动的同时，让玻璃管向右做匀速直线运动，则蜡块就参与了_方向和_方向的两个不同的分运动。,运动描述的实例,竖直,水平,2蜡块的位置以蜡块的初始位置为坐标原点，水平向右和竖直向上的方向分别为x、y轴的正方向建立坐标系，如图所示。位置p可以用它的x、y两个坐标表示x_y_,vxt,vyt,3蜡块的速度速度的大小：v_速度的方向：tan_(角表示v的方向与x轴的夹角)4蜡块的运动轨迹y_，是一条_。,过原点的直线,1从动力学的角度看当物体所受合力的方向跟它的速度方向_时，物体做曲线运动。2从运动学的角度看当物体的加速度与它的速度方向_时，物体做曲线运动。,物体做曲线运动的条件,不在同一条直线上,不在一条直线上,一、对曲线运动的理解1曲线运动的速度(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向，就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的切线方向。(2)速度是一个矢量，既有大小，又有方向，假如在运动过程中只有速度大小的变化，而物体的速度方向不变，则物体只能做直线运动，因此，若物体做曲线运动，表明物体的速度方向发生了变化。,2曲线运动的性质(1)运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。(2)动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。,3几种常见的运动形式,特别提醒：(1)曲线运动一定是变速运动。但是变速运动不一定是曲线运动。(2)物体的合外力为恒力时，它一定做匀变速运动，但可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动。,以初速度v0水平抛出一个质量为m的物体，物体在空中做曲线运动，(如图所示)，请画出物体a、b、c、d处的速度方向和加速度方向；该曲线运动是_运动。(填“变速”或“匀变速”),答案：如图所示；匀变速。,二、对物体做曲线运动条件的理解1物体做曲线运动的条件(1)从运动学角度看物体要做曲线运动，必须满足以下三个条件：要有初速度，即v00；加速度不为零；物体加速度的方向与速度方向不在同一条直线上。(2)从动力学的角度看物体所受的合外力跟它的速度方向不在同一直线上。,2曲线运动条件的应用(1)判断受力的方向：无力不拐弯，拐弯必有力。做曲线运动物体的运动轨迹必定在物体速度方向和所受合外力方向之间，并且合外力f的方向一定指向轨迹的凹侧。(2)判断轨迹弯曲的方向：做曲线运动的物体，其轨迹向合外力所指的方向弯曲。,3合外力的方向决定物体运动的性质设物体受到的合外力的方向和速度的方向的夹角为，则,(绵阳南山中学20142015学年高一下学期检测)在越野赛车时，一辆赛车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到赛车沿曲线由m向n行驶。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力f的四种方向，你认为正确的是(),答案：c解析：汽车运动的速度方向沿其轨迹的切线方向，由于速度减小，则合力方向与速度方向间的夹角大于90，且合力指向弯曲的内侧方向。故选c。,三、运动的合成与分解1合运动与分运动如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与的那几个运动就是分运动。,2合运动与分运动的关系,3.合运动与分运动的求法(1)运动合成与分解：已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求分运动，叫运动的分解。(2)运动合成与分解的法测：合成和分解的内容是位移、速度、加速度的合成与分解，这些量都是矢量，遵循的是平行四边形定则。(3)运动合成与分解的方法：在遵循平行四边形定则的前提下，处理合运动和分运动关系时要灵活采用方法，或用作图法、或用解析法，依情况而定，可以借鉴力的合成和分解的知识，具体问题具体分析。,特别提醒：(1)合运动一定是物体的实际运动，在运动的合成与分解时所做的平行四边形中合运动是平行四边形的对角线。(2)运动的合成与分解与力的合成与分解方法完全相同，之前所学的力的合成与分解的规律及方法可以直接应用到运动的合成与分解。,(福建六校20142015学年高一下学期检测)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大小和方向均改变答案：a,解析：橡皮在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀速直线运动，其合运动仍是匀速直线运动，其速度大小和方向均不变。选项a符合题意，故a正确。,对曲线运动的理解,翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。如图所示，翻滚过山车(可看成质点)从高处冲下，过m点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过a、b、c三点。下列说法正确的是()a过山车做匀速运动b过山车做变速运动c过山车受到的合力等于零d过山车经过a、c两点时的速度方向相同,解析：过山车做曲线运动，其速度方向时刻变化，速度是矢量，故过山车的速度是变化的，即过山车做变速运动，a错，b对；做变速运动的物体具有加速度，由牛顿第二定律可知物体所受合力一定不为零，c错；过山车经过a点时速度方向竖直向上，经过c点时速度方向竖直向下，d错。答案：b,(台州市书生中学20142015学年高一下学期检测)关于运动的叙述，下列说法不正确的是()a做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，但曲线运动可能是匀变速运动b物体在一恒力作用下只可能做直线运动c所有曲线运动都一定是变速运动d物体的加速度在减小，速度在增加是可能的答案：b,解析：物体在恒力作用下，可以做匀变速曲线运动，a对b错；做曲线运动的物体速度方向一定变化，所以曲线运动一定是变速运动，c对；物体可以做加速度减小的加速运动，d对。,物体做曲线运动的条件,质点在三个恒力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，则质点()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,解析：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由题意可知，当突然撤去f1而保持f2、f3不变时，质点受到的合力大小与f1等大，方向与f1方向相反，故一定做匀变速运动。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；其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)。综上所述，a正确，b、c、d错误。答案：a,点评：粗心的同学往往会将“平衡状态”仅仅理解为“静止状态”，而忽略了匀速直线运动状态，从而误认为质点一定做匀变速直线运动。因此要全面分析问题，认真思考问题中可能出现的各种情况。,(成都市20142015学年高一下学期检测)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。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置a时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置b时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)。实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向_(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动。,答案：bc不在解析：当磁铁放在a位置时，小钢珠受到的合外力与v0的方向在一条直线上，则小钢珠的运动轨迹为b。当磁铁放在b位置时，小钢珠受到b到d之间的合外力的作用，则小钢珠的运动轨迹为c。物体做曲线运动时所受合外力的方向与速度方向不在一条直线上。,运动的合成与分解,质量m2kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图象如图所示。求：,(1)物体受到的合力和初速度；(2)t8s时物体的速度；(3)t4s时物体的位移；(4)物体的运动轨迹方程。,点评：已知分运动求合运动，要注意各分运动的等时性和矢量(速度、位移、加速度等)合成的平行四边形定则的应用。,(河北正定中学20142015学年高一下学期检测)某电视台举办了一期群众娱乐节目，其中有一个环节是让群众演员站在一个旋转较快的大平台边缘上，向大平台圆心处的球筐内投篮球。如果群众演员相对平台静止，则下面各俯视图中哪幅图中的篮球可能被投入球框(图中平台内箭头指向表示投篮方向)(),答案：b解析：要使篮球投入球框，必须使篮球的合速度方向指向球框，根据平行四边形定则可判只有b选项符合要求，故选b。,用运动的合成与分解处理渡河问题,已知某船在静水中的速度为v14m/s，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d100m，水流速度为v23m/s，方向与河岸平行。,(1)欲使船以最短时间渡河，航向怎样？最短时间是多少？船发生的位移有多大？(2)欲使船以最小位移渡河，航向又怎样？渡河所用时间是多少？,答案：见解析,(辽宁省朝阳区20142015学年下学期三校协作体高一检测)如图某人游珠江，他以一定速度面部始终垂直河岸向对岸游去。江中各处水流速度相等，他游过的路程、过河所用的时间与水速的关系是()a水速大时，路程长，时间长b水速大时，路程长，时间短c水速大时，路程长，时间不变d路程、时间与水