高一物理第五章曲线运动全章ppt

1、( (一一) )曲线运动曲线运动 物体的运动轨迹是曲线的运动叫做曲线物体的运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动，曲线运动的速度方向在不断的变化。运动，曲线运动的速度方向在不断的变化。( (二二) )曲线运动的速度方向曲线运动的速度方向AB 曲线运动物体在某一点的速度方向，曲线运动物体在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。沿曲线在这一点的切线方向。( (三三) )物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件 抛体运动抛体运动人造地球卫星的运动人造地球卫星的运动地球地球vF 当物体所受合力的方向跟它的速度方向当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线时，物体做曲线运动。不在同一直线时，物体做曲

2、线运动。(1)(1)两个运动可以组合成一个运动两个运动可以组合成一个运动( (一一) )运动的合成与分解运动的合成与分解(2)(2)同样一个运动可以同时看到两个运动效果同样一个运动可以同时看到两个运动效果(3)(3)从实验看出，两个相互垂直的匀速直线运从实验看出，两个相互垂直的匀速直线运动的合运动是直线运动动的合运动是直线运动问题：问题：(3)(3)两个不相互垂直的匀速直线运动的合运动是两个不相互垂直的匀速直线运动的合运动是直线运动吗？直线运动吗？(1)(1)能否证明两个匀速直线运动的合运动的轨迹能否证明两个匀速直线运动的合运动的轨迹是直线？是直线？(2)(2)能否通过分运动研究合运动？能否通

3、过分运动研究合运动？(4)(4)两个变速直线运动的合运动可能为直线运动吗？两个变速直线运动的合运动可能为直线运动吗？问题一：问题一：如果一个蜡块在如果一个蜡块在x方向以速度方向以速度vx做匀速直线做匀速直线运动，在运动，在y方向以速度方向以速度vy做匀速直线运动，试分析：做匀速直线运动，试分析： (1)蜡块的运动轨迹蜡块的运动轨迹 (2)蜡块的运动速度蜡块的运动速度结论：结论：(1)匀速直线运动的合运动是直线运动匀速直线运动的合运动是直线运动(2)匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，合速度匀速直线运动的合运动是匀速直线运动，合速度与分速度满足平行四边形定则。与分速度满足平行四边形定则。问题二：

4、问题二：如果蜡块在如果蜡块在x方向做初速度为零，加速度为方向做初速度为零，加速度为ax的匀加速直线运动，在的匀加速直线运动，在y方向做初速度为零，加方向做初速度为零，加速度为速度为ay的匀加速直线运动，试分析：的匀加速直线运动，试分析： (1)蜡块的运动轨迹蜡块的运动轨迹 (2)蜡块的合运动是什么性质的运动蜡块的合运动是什么性质的运动结论：结论：(1)初速度为零的匀加速直线运动的合运动是直线运初速度为零的匀加速直线运动的合运动是直线运动动(2)合运动是匀变速直线运动，合加速度满足平行四合运动是匀变速直线运动，合加速度满足平行四边形定则。边形定则。问题三：问题三：如果蜡块在如果蜡块在x方向做初速

5、度为方向做初速度为vx，加速度为，加速度为ax的匀加速直线运动，在的匀加速直线运动，在y方向做初速度为方向做初速度为vy，加速，加速度为度为ay的匀加速直线运动，则：蜡块的运动轨迹的匀加速直线运动，则：蜡块的运动轨迹可能为直线吗？可能为直线吗？结论：结论： 有可能，只要合速度与合加速度在同一直有可能，只要合速度与合加速度在同一直线运动上。线运动上。问题四：问题四：如果蜡块在如果蜡块在x方向做初速度为零，加速度为方向做初速度为零，加速度为ax的匀加速直线运动，在的匀加速直线运动，在y方向以方向以vy的速度做匀速的速度做匀速直线运动，则运动轨迹是直线吗？直线运动，则运动轨迹是直线吗？结论：结论：

6、只能是曲线，因为合速度与合加速度不只能是曲线，因为合速度与合加速度不在同一直线上。在同一直线上。 一只蚂蚁在如图的一张白纸上一只蚂蚁在如图的一张白纸上(宽宽20cm)从从A点沿垂直于长边的直线以点沿垂直于长边的直线以4mm/s的速度爬行，纸的速度爬行，纸沿长边以沿长边以3mm/s的速度匀速运动，则：的速度匀速运动，则： (1)蚂蚁相对于静止的桌面运动的速度。蚂蚁相对于静止的桌面运动的速度。 (2)蚂蚁爬行到蚂蚁爬行到B点时，点时，B点移动的距离。点移动的距离。【例【例1】AB结论：两个分运动具结论：两个分运动具的等时性的等时性B 一只蚂蚁在如图的一张白纸上一只蚂蚁在如图的一张白纸上(宽宽20c

7、m)从从A点沿垂直于长边的直线以点沿垂直于长边的直线以4mm/s的速度爬行，纸的速度爬行，纸沿长边以沿长边以3mm/s的速度匀速运动，则：的速度匀速运动，则： (1)如果蚂蚁要运动到桌面上的如果蚂蚁要运动到桌面上的B点，它朝什么方点，它朝什么方向运动。向运动。(2)此时蚂蚁相对静止的桌面速度大小为此时蚂蚁相对静止的桌面速度大小为多少？多少？【例【例2】AB结论：蚂蚁运动的合速度要结论：蚂蚁运动的合速度要垂直于长度，或蚂蚁的垂直于长度，或蚂蚁的速度在长边方向的分速速度在长边方向的分速度大小要等于纸的速度度大小要等于纸的速度大小，方向相反。大小，方向相反。B 一只蚂蚁在如图的一张白纸上一只蚂蚁在如

8、图的一张白纸上(宽宽20cm)从从A点沿垂直于长边的直线以点沿垂直于长边的直线以4mm/s的速度爬行，纸的速度爬行，纸沿长边以沿长边以3mm/s的速度匀速运动，则：的速度匀速运动，则： 蚂蚁要运动到纸的对边，最短时间是多少？蚂蚁要运动到纸的对边，最短时间是多少？【例【例3】AB结论：蚂蚁沿结论：蚂蚁沿AB直线爬行。直线爬行。B 如果一条船在静水中的速度为如果一条船在静水中的速度为4m/s，水流，水流动的速度为动的速度为3m/s，船要到达正对岸，则：，船要到达正对岸，则： (1)船头方向。船头方向。 (2)渡河的时间。渡河的时间。【例【例4】结论：与蚂蚁在纸上爬行结论：与蚂蚁在纸上爬行是一样的物

9、理模型。是一样的物理模型。问题与练习（一）平抛运动（一）平抛运动(1)初速度水平初速度水平(2)只在重力作用下只在重力作用下问题问题1 1：一个物体以：一个物体以20m/s20m/s的初速度水平抛出，抛出的初速度水平抛出，抛出点距地面点距地面20m20m高，求：高，求： (1)(1)物体飞行时间。物体飞行时间。 (2)(2)物体飞行的水平距离。物体飞行的水平距离。 (3)(3)物体落地的速度大小与方向。物体落地的速度大小与方向。方法三：实验探究方法三：实验探究(1)竖直方向分运动的实验探究：竖直方向分运动的实验探究： 同时做平抛与自由落体的两个同时做平抛与自由落体的两个小球在任意高度均能同时落

10、地，这小球在任意高度均能同时落地，这说明它们竖直方向的运动是相同的，说明它们竖直方向的运动是相同的，则平抛运动的竖直方向的分运动为则平抛运动的竖直方向的分运动为自由落体运动。自由落体运动。方法三：实验探究方法三：实验探究(2)水平方向分运动水平方向分运动 的实验探究：的实验探究：xyv描出平抛运动的轨迹描出平抛运动的轨迹v在水平与竖直方向取在水平与竖直方向取一直角坐标一直角坐标v在在y轴上从原点开始向轴上从原点开始向下依次取下依次取h、4h、9h、16h，的点。过的点。过这些点作水平线与轨这些点作水平线与轨迹的交点，就是经过迹的交点，就是经过相等时间物体到达的相等时间物体到达的位置。位置。v测

11、量两相邻位置间的测量两相邻位置间的水平位移，分析这些水平位移，分析这些位移的特点。位移的特点。v平抛运动：平抛运动： (1)(1)水平方向上以初速度做匀速直线运动；水平方向上以初速度做匀速直线运动； (2)(2)竖直方向上做自由落体运动。竖直方向上做自由落体运动。 注意：平抛运动是匀变速曲线运动。注意：平抛运动是匀变速曲线运动。探究结论：探究结论：教材的做法教材的做法必修必修参考案例参考案例2、水平方向的运动规律、水平方向的运动规律第一、设法记录物体运动的轨迹；第一、设法记录物体运动的轨迹；第二、在轨迹上确定相隔相同时间物体所处的位置第二、在轨迹上确定相隔相同时间物体所处的位置第三、判断物体在

12、相同时间在水平方向运动的位移第三、判断物体在相同时间在水平方向运动的位移 说一说说一说 某同学使小球沿课桌水平飞出，用前面所说数码照相机某同学使小球沿课桌水平飞出，用前面所说数码照相机来拍摄小球做平抛运动的录像（每秒来拍摄小球做平抛运动的录像（每秒15帧），并将小球运动帧），并将小球运动的照片打印出来。请问：他大约可以得到几帧小球正在空中的照片打印出来。请问：他大约可以得到几帧小球正在空中运动的照片？运动的照片？参考案例参考案例3 3、水平方向的运动规律、水平方向的运动规律v平抛运动轨迹方程平抛运动轨迹方程v平抛运动轨迹方程平抛运动轨迹方程v尝试导出斜抛物体轨迹方程尝试导出斜抛物体轨迹方程 某

13、人在平台上平抛一小球，球离手时的速某人在平台上平抛一小球，球离手时的速度为度为v1，落地时速度为，落地时速度为v2，不计空气阻力，下图，不计空气阻力，下图中能表示出速度矢量的演变过程的是中能表示出速度矢量的演变过程的是( )【例【例1】A 物体以物体以20m/s初速度水平抛出，初速度水平抛出，1s末速度多末速度多少？少？2s末速度是多少？第末速度是多少？第1s速度变化多少？第速度变化多少？第2s速度变化多少？速度变化多少？【例【例2】 物体做平抛运动，在任意相等时间内的物体做平抛运动，在任意相等时间内的速度变化量相同，方向总是竖直向下。速度变化量相同，方向总是竖直向下。 将甲、乙、丙三个小球同

14、时水平抛出后落在将甲、乙、丙三个小球同时水平抛出后落在同一水平面上，已知甲和乙抛出点的高度相同，乙同一水平面上，已知甲和乙抛出点的高度相同，乙和丙抛出时的速度相同，下列判断中正确的是（和丙抛出时的速度相同，下列判断中正确的是（ ） A.甲和乙一定同时落地甲和乙一定同时落地 B.乙和丙一定同时落地乙和丙一定同时落地 C.甲和乙水平射程一定相同甲和乙水平射程一定相同 D.乙和丙水平射程一定相同乙和丙水平射程一定相同【例【例3】A 平抛运动的物体，飞行时间只跟高度有关，水平平抛运动的物体，飞行时间只跟高度有关，水平射程不仅与高度有关，还跟初速度大小有关。射程不仅与高度有关，还跟初速度大小有关。 如图

15、为某小球做平抛如图为某小球做平抛运动时，用闪光照相的方法运动时，用闪光照相的方法获得的相片的一部分，图中获得的相片的一部分，图中背景方格的边长为背景方格的边长为5cm，g=10m/s2，并把这一部分放，并把这一部分放在图中的坐标系内，则：在图中的坐标系内，则：（1）小球平抛运动的初速）小球平抛运动的初速度度v0=_m/s；（；（2）闪光）闪光的时间间隔的时间间隔_s；（；（3）小 球 过小 球 过 A 点 的 速 率点 的 速 率vA=_m/s。（。（4）抛出）抛出点的坐标是点的坐标是_ xyO【例【例4】1.50.11.8(-5cm,0) 宇航员站在一星球表面上的某高处，沿宇航员站在一星球表

16、面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间水平方向抛出一个小球，经过时间t，小球落，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为离为 L若抛出时的初速度增大到若抛出时的初速度增大到2倍，测得倍，测得抛出点与落地点之间的距离为抛出点与落地点之间的距离为 。已知两落。已知两落地点在同一水平面上，求该星球的重力加速地点在同一水平面上，求该星球的重力加速度度gL3t【例【例5】 质量为质量为1kg的质点开始时在的质点开始时在xoy平面上的原平面上的原点点o,某一时刻受到沿某一时刻受到沿+x方向的恒力方向的恒力F1作用，其大作用，其大小为小为2N.若力作用一

17、段时间若力作用一段时间t0 后撤去，又经过后撤去，又经过2s，质点恰好通过该平面上的质点恰好通过该平面上的A点，点，A点的坐标为点的坐标为x=12m,y=16m.求：求： （1）为使质点按题设要求通过）为使质点按题设要求通过A点，在撤去力点，在撤去力F1的同时对质点施加一个沿的同时对质点施加一个沿y方向的恒力方向的恒力F2，则，则这个力应为多大？这个力应为多大？ （2）力）力F1作用的时间作用的时间t0 【例【例6】 如图所示，斜面倾角如图所示，斜面倾角为为30 ，小球从斜面上的，小球从斜面上的 A点以初速度点以初速度 v0 水平抛出，恰水平抛出，恰好落到斜面上的好落到斜面上的B点求：点求：

18、(1)AB间的距离；间的距离； (2)小球从小球从 A到到B运动的时间；运动的时间； (3)小球何时离开斜面的距离小球何时离开斜面的距离最大？最大？【例【例7】（一）圆周运动（一）圆周运动运动轨迹是圆周的运动运动轨迹是圆周的运动常见的圆常见的圆周运动周运动讨论：讨论：如何描述自行车的链轮、飞轮和后轮运动情况？如何描述自行车的链轮、飞轮和后轮运动情况？链轮链轮飞轮飞轮后轮后轮自行车中的转动自行车中的转动1.线速度线速度(v)：方向：沿切线方向方向：沿切线方向速率不变的圆周运动速率不变的圆周运动匀速圆周运动：匀速圆周运动：匀速匀速率率tlv描述做圆周运动物体的运动快慢。描述做圆周运动物体的运动快慢

19、。l公式：公式：（二）描述圆周运动的物理量：（二）描述圆周运动的物理量：2.角速度角速度()公式：公式：描述圆周运动物体的转动快慢。描述圆周运动物体的转动快慢。t国际单位：弧度国际单位：弧度/秒秒(rad/s)3.转速（转速（n）单位时间所转过的圈数单位时间所转过的圈数4.周期（周期（T）做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间。做匀速圆周运动的物体，经过一周所用的时间。) ( 圈数：NtNn 单位：转单位：转/秒秒(r/s) 或或 转转/分分(r/min)单位：秒单位：秒(s)1、线速度、线速度(v)2、角速度、角速度()3、转速、转速(n)4、周期、周期(T)vr2T（三）几个物理量之间的

20、关系：（三）几个物理量之间的关系：n2对自行车三轮转动的描述对自行车三轮转动的描述CBA(1)A、B的线速度相同的线速度相同(2)B、C的角速度相同的角速度相同(3)B、C比比A角速度大角速度大(4)C比比A、B线速度大线速度大问题研究：问题研究：CBA(1)要测量哪些物理量？要测量哪些物理量？(2)写出自行车正常写出自行车正常行驶的速度与测行驶的速度与测量量之间的关系量量之间的关系如何估算你骑自行车的正常速度如何估算你骑自行车的正常速度(3)估算正常行驶的速度估算正常行驶的速度思考：思考：几种圆周运动的实几种圆周运动的实例中，物体做圆周运动例中，物体做圆周运动的加速度方向应该指向的加速度方向

21、应该指向什么方向？什么方向？ a vrvan21.1.做匀速圆周运动物体的加速度大小：做匀速圆周运动物体的加速度大小：2ran224Tran2.2.做匀速圆周运动物体的加速度方向：做匀速圆周运动物体的加速度方向：始终指向圆心始终指向圆心( (所以叫向心加速度所以叫向心加速度) )。注意：匀速圆周运动是变加速运动。注意：匀速圆周运动是变加速运动。（一）匀速圆周运动的加速度（一）匀速圆周运动的加速度（一）向心力的大小（一）向心力的大小匀速圆周运动匀速圆周运动根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律向心加速度向心加速度指向圆心的合力指向圆心的合力向心力向心力nnmaF rvmFn2根据牛顿第二定律：根据牛顿

22、第二定律：224TrmFn向心力的表达式：向心力的表达式：2mrFn（一）向心力的大小（一）向心力的大小实验装置介绍实验装置介绍(图图)3.实验设计：实验设计：（二）向心力表达式的验证（课本）：（二）向心力表达式的验证（课本）：（三）关于向心力的说明：（三）关于向心力的说明： 1.向心力是做圆周运动物体向心力是做圆周运动物体需要的力，是其它物体所提供需要的力，是其它物体所提供的，不是做圆周运动产生的力；的，不是做圆周运动产生的力；FnFn月球绕地球的月球绕地球的-万有引力万有引力光滑桌面上转动光滑桌面上转动的小球的小球-弹力弹力随圆盘匀速转动随圆盘匀速转动的物体的物体-摩擦力摩擦力圆锥摆圆锥摆-弹力与重力的合力弹力与重力的合力 1.向心力可能是某一个力，也向心力可能是某一个力，也可能是几个力的合力，也可以是可能是几个力的合力，也可以是某个力的分力。某个力的分力。（三）关于向心力的说明：（三）关于向心力的说明： 2.变速率圆周运动的