人教版高中物理必修二 （曲线运动）抛体运动教育教学课件

曲线运动

曲线运动物体做曲线运动的条件及轨迹1．曲线运动(1)速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向．(2)运动的性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，所以曲线运动一定是变速运动．(3)曲线运动的条件：物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上或它的加速度方向与速度方向不在同一条直线上．2．合外力方向与轨迹的关系物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧．3．速率变化情况判断(1)当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；(2)当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；(3)当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变．运动的合成及运动性质分析1．遵循的法则：位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循平行四边形定则．2．合运动与分运动的关系(1)等时性合运动和分运动经历的时间相等，即同时开始、同时进行、同时停止．(2)独立性一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他运动的影响．(3)等效性各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果．3．合运动的性质判断

4.两个直线运动的合运动性质的判断标准：看合初速度方向与合加速度方向是否共线.小船渡河(1)船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动．(2)三种速度：(3)三种情景①过河时间最短：船头正对河岸时，渡河时间最短，②③过河路径最短：合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河．确定方法如下：如图所示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向航程最短．由图可知风（雨）速理解：风（雨）速（风或雨相对地的速度），人对地的速度，人感觉风（雨）的速度（风或雨相对人的速度）。特别注意站在哪个“立场”衡量速度。1.关于物体的运动，下列说法正确的是A．做曲线运动的物体有可能处于平衡状态B．做曲线运动的物体所受的合力方向与速度方向一定不在同一直线上C．做曲线运动的物体加速度一定改变D．做曲线运动的物体所受的合外力一定不变【答案】B。2.一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内A．速度一定不断改变，加速度也一定不断改变B．速度一定不断改变，加速度可以不变C．速度可以不变，加速度一定不断地改变D．速度可以不变，加速度也可以不变【答案】B。13．图所示，在河岸上用细绳拉船，使小船靠岸，拉绳的速度为v，当拉船头的细绳与水平面的夹角为θ时，船的速度大小为

。v/cosθ如图所示，一艘轮船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河，河中各处水流速度都相同，其大小为v1＝3m/s，行驶中，轮船发动机的牵引力与船头朝向的方向相同。某时刻发动机突然熄火，轮船牵引力随之消失，轮船相对于水的速度逐渐减小，但船头方向始终未发生变化。求：(1)发动机未熄火时，轮船相对于静水行驶的速度大小；(2)发动机熄火后，轮船相对于河岸速度的最小值。关联速度模型问题一、绳(杆)端速度分解模型1．模型特点沿绳(或杆)方向的速度分量大小相等．2．思路与方法合运动→物体的实际运动速度v分运动→方法：v1与v2的合成遵循平行四边形定则．3．解题的原则：把物体的实际速度分解为垂直于绳(杆)和平行于绳(杆)两个分量，根据沿绳(杆)方向的分速度大小相等求解．4.对绳端速度合成与分解的方法：（1）物体的实际运动一定是合运动．（2）绳端速度可分解为沿绳方向的速度和垂直于绳方向的速度．第五章抛体运动曲线运动

一、曲线运动的速度方向【思考】运动员投掷链球时,放手的时刻不同,链球飞出的方向不同,怎么确定链球在不同时刻的速度方向?提示:运动轨迹的切线方向1.曲线运动方向的特点:(1)物体做曲线运动的速度方向在_________。(2)质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的__________。2.运动性质:曲线运动是_________。不断改变切线方向变速运动二、物体做曲线运动的条件1.2.关于物体的运动,以下描述正确的是_____。①做曲线运动的物体,速度可能不变;②做曲线运动的物体,其位移的大小可能等于物体的路程;④⑥③做曲线运动的物体其加速度一定变化;④如果物体做曲线运动,其速度方向时刻发生改变;⑤如果物体做变速运动,其运动轨迹一定是曲线;⑥如果物体做曲线运动,其加速度一定不为零。一曲线运动方向的特点1.曲线运动的速度:(1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向,就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向。(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物体做曲线运动时,速度大小可能变化、可能不变化,速度方向一定变化。2.曲线运动的分类:(1)匀变速曲线运动:加速度恒定的曲线运动,即物体在恒力作用下的曲线运动。(2)变加速曲线运动:加速度不断变化的曲线运动,即物体在变力作用下的曲线运动。【思考·讨论】情境:“丢沙包”游戏曾经风靡南北,是一个经典的群体性游戏,极受孩子们欢迎。讨论:(1)丢出的沙包在空中做什么运动? (模型建构)提示:曲线运动。(2)沙包运动的速度在不同时刻有什么特点?曲线运动一定是变速运动吗? (科学思维)提示:速度方向时刻发生变化,都沿该时刻曲线的切线方向;曲线运动一定是变速运动。【典例示范】假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是 (

)A.仍然沿着赛车行驶的弯道运动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【解析】选C。赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向。选项C正确。【规律方法】曲线运动中判断某点速度方向的步骤(1)找出物体运动轨迹的方向。(2)确定该点的切线方向。(3)画出带箭头的切线,箭头指向为该点的速度方向。

【母题追问】1.在【典例示范】情境中,处在弯道上正常行驶的赛车,其速度的方向的特点?【解析】在弯道上正常行驶的赛车,其速度不断变化,速度方向始终沿运动轨迹的切线方向。答案:见解析2.在【典例示范】情境中,脱离轨道的赛车为什么会沿直线运动?【解析】赛车脱离轨道时,其速度方向沿该点的切线方向,在其以后的运动过程中,由于惯性,赛车仍保持原来的运动方向,因此赛车脱离轨道后将做直线运动。答案:见解析【补偿训练】1.下列说法正确的是 (

)A.曲线运动一定是匀速运动B.曲线运动的速度方向可能不变C.曲线运动一定是变速运动D.曲线运动的速度大小一定发生变化【解析】选C。既然是曲线运动,它的速度方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,故A、B错误,C正确;曲线运动的速度大小可以不变,故D错误。2.如图,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是 (

)A.v1

B.v2C.v3 D.v4【解析】选C。依据曲线运动特征可知:物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3,故C项正确。二物体做曲线运动的条件1.物体做曲线运动的条件:(1)动力学条件:合外力与速度方向不共线是物体做曲线运动的充要条件,这包含三个方面的内容。①速度不为零;②合外力不为零;③合外力与速度方向不共线。(2)运动学条件:加速度与速度方向不共线。2.合外力与运动轨迹的关系:曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,即合力指向轨迹的凹侧。3.合外力与速率的关系:(1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做速率越来越大的曲线运动。(2)合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时,物体做速率不变的曲线运动。(3)合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做速率越来越小的曲线运动。4.确定曲线运动的轨迹的方法:(1)做曲线运动的物体,运动轨迹不断改变,其改变后的轨迹处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间,且偏向合外力所指的一侧。(2)若物体在恒力作用下做曲线运动,物体的运动轨迹越来越接近力的方向,但不会与力的方向相同。【思考·讨论】情境:小球在光滑桌面上沿直线运动。讨论:(1)小球在光滑桌面上的运动情况与从桌子边缘离开后的运动情况有何不同?(物理观念)提示:离开桌面前小球做匀速直线运动,离开桌面后小球开始做曲线运动。(2)小球的受力有何变化?与小球运动方向有何关系?(科学思维)提示:在桌面上运动时,小球受力平衡;离开桌面后,小球受到竖直向下的重力,并且重力的方向与小球的运动方向不在同一直线上。【典例示范】如图所示,一质点从M点到N点做曲线运动,当它通过P点时,其速度v和加速度a关系可能正确的是 (

)【解析】选C。速度方向沿轨迹的切线方向,加速度指向轨迹的内侧,与速度方向一定不在同一条直线上,故C正确,A、B、D错误。【素养训练】1.关于曲线运动,下列说法正确的是 (

)A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.做曲线运动的物体,其速度大小一定变化D.做曲线运动的物体,其速度方向与合力方向一定不在同一条直线上【解析】选D。物体在恒力作用下可能做曲线运动,故A错误;物体在方向始终与速度共线、大小改变的力作用下做直线运动,即物体在变力作用下可能做直线运动,故B错误;做曲线运动的物体,其速度大小可能不变,如竖直上抛运动中,对称的两个位置,速度大小相同,故C错误;物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一直线上,故D正确。2.子谦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A位置,让小钢珠在水平桌面上以初速度v0运动,得到小钢珠的运动轨迹。图中a、b、c、d哪一条为其运动轨迹 (

)A.a

B.b

C.c

D.d【解析】选C。磁铁对小钢珠有吸引力,当磁铁放在位置A时,小钢珠运动过程中会受到磁铁的吸引,小钢珠逐渐接近磁铁,所以其运动轨迹是c,故C项正确。【补偿训练】(多选)一物体受到两个外力的作用,沿某方向做匀速直线运动。若将其中一个力的方向旋转90°,保持这个力的大小和另一个力不变,则物体可能做 (

)A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动 D.轨迹为曲线的运动【解析】选B、C、D。旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向相同时,物体做匀加速直线运动;旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向相反时,物体做匀减速直线运动;旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向不共线时,物体的运动轨迹为曲线,由于旋转后合力不为零,则不能做匀速直线运动,故B、C、D正确。【拓展例题】考查内容:物体运动轨迹的判断【典例示范】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,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【正确解答】选A。物体受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态,当