《曲线运动》课件

第1曲线运动高中物理必修第二册1.知道曲线运动的瞬时速度方向，能运用极限思想理解瞬时速度的方向，并会在轨迹图上画出某点的速度方向。2.理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件。3.能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动，进一步理解运动与相互作用的观念。学习目标引入回顾：1、什么是直线运动？

2、物体做直线运动的条件是什么？轨迹是直线的运动物体所受的合力为零或合外力的方向与速度的方向在同一直线上车辆在弯曲的高架桥上、在弯曲的盘山公路上的运动轨迹是什么图线？观察：物体的运动轨迹

曲线运动：运动轨迹是曲线的运动；概念：轨迹、位移轨迹：运动物体所经过路径

位移：物体位置变化XYo探究实验：注意观察小球离开轨道后的运动轨迹。运动方向和轨道间有什么关系？在这里需要明确一个数学概念：曲线的切线。AB概念：割线、切线割线：曲线上过两点的直线,叫做曲线的割线;切线：B点非常接近A点时这条割线就叫做曲线在A点的切线;B割线BB切线思考：做曲线运动的物体，在某一时刻的速度方向与轨迹有什么关系？伞边各点水滴砂轮微粒踢出的足球链球运动卫星绕地运动一、曲线运动的速度方向

1.曲线运动中速度的方向？质点在某一点(或某一时刻)速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。

2.曲线运动变速运动:做曲线运动的物体,速度的方向时刻改变,不同时刻速度方向不同。V1V2V3V3V1V2V3V4....abcdVaVbVcVd思考：

飞机投放炸弹，炸弹为什么做曲线运动？V1GV2GV3G 1）条件：

合外力方向与初速度方向不在一条直线上；

加速度方向与初速度方向不在一条直线上；2）曲线运动→变速运动、合外力不为0:

曲线运动→速度方向改变→变速运动；

变速运动→有加速度→合外力不为0；二、物体做曲线运动的条件直线、曲线运动条件、特点直线运动1）如果物体不受力或所受的合外力为零，则物体必然做匀速直线运动;2）如果物体所受合外力不为零,但合外力(或加速度)方向与速度方向在同一直线上,则物体将做变速直线运动;曲线运动

1）如果物体所受合外力(或加速度)方向与速度方向不在同一直线上,则物体将做曲线运动;

2）曲线运动一定是变速运动,一定有加速度;3）曲线运动物体的轨迹在速度与合外力所夹范围内，且逐渐向合外力方向弯曲;◆曲线运动中合力的方向与运动轨迹的关系:物体在做曲线运动时,它所受的合力总是指向运动轨迹曲线的凹侧,物体的加速度也指向该曲线的凹侧(如图)。例

关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是 （）A.曲线运动的速度方向可能不变B.变速运动一定是曲线运动C.物体在恒力的作用下不能做曲线运动D.判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合力方向与速度方向是否在同一条直线上◆物体做曲线运动的条件①初速度不为零；②合力不为零；③合力方向与速度方向不共线。解析：A错：曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，始终变化。B错：当速度大小变化、方向不变时，物体做直线运动。C错，D对：不论物体所受合力是恒力还是变力，只要力与速度不在同一直线上，物体就做曲线运动。D【提示】质点做曲线运动时，合外力F一定指向运动轨迹的凹侧，轨迹趋于力的方向，但与恒力F的方向不会平行，也不会相交。ABD◆速度方向、受力方向与轨迹的关系物体的运动轨迹由物体的速度方向和所受合力方向共同决定，当物体做曲线运动时，物体的运动轨迹向合力方向偏转，介于合力方向与速度方向所夹的范围内。因此必须明确的是物体是否做曲线运动，取决于合力方向与速度方向的关系，与力的性质无关，与力的大小无关。当物体所受的合力方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。本课小结1.曲线运动是一种轨迹为曲线的运动.2.曲线运动的特点:轨迹是曲线运动方向改变变速运动,一定具有加速度,合外力不为零3.做曲线运动的物体在某点速度方向是曲线在该点的切线方向4.曲线运动的条件:运动物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上当堂检测1.一质点做曲线运动，在运动的某一位置，它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之间的关系是（）A.速度、加速度、合外力的方向有可能都相同B.加速度方向与合外力的方向一定相同C.加速度方向与速度方向一定相同D.速度方向与合外力方向可能相同，也可能不同B2.在研究曲线运动的条件时，某同学做了如图5-1-1所示的实验。未放置磁铁时，钢球在水平面上做直线运动，若在钢球运动路线的旁边放置一块磁铁，钢球将做曲线运动。该实验说明（）A.钢球所受合力为零时也可以做曲线运动B.钢球所受合力方向与速度方向不在同一条直线上，就会做曲线运动C.钢球所受合力方向与速度方向在同一条直线上，就会做曲线运动D.钢球加速度方向与速度方向在同一条直线上，就会做曲线运动B3.下列关于运动和力的叙述中，正确的是（）A.做曲线运动的物体，其速度方向一定是变化的B.物体所受合力方向与运动方向相反，该物体可能做曲线运动C.物体在恒力作用下一定做直线运动D.物体在恒力作用下一定做曲线运动【提示】合力方向与速度方向相反时，物体仍做直线运动。物体在恒力作用下，可能做直线运动，也可能做曲线运动。A4.光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角（如图所示），与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则（）A.因为有Fx，质点一定做曲线运动B.如果Fy>Fx，质点向y轴一侧做曲线运动C.质点不可能做直线运动D.如果Fx>Fycotα，质点向x轴一侧做曲线运动D【解析】A、C错：若Fx=Fycotα，则合力方向与速度方向在同一条直线上，质点做直线运动。B错：α角大小未知，Fy>Fx时，运动方向不能确定。D对：若Fx>Fycotα，则合力方向偏向于速度方向下侧，质点向x轴一侧做曲线运动。探究一曲线运动的性质与特点情境导引下面两幅图片分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。请思考:(1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向?(2)它们运动过程中的速度恒定吗?要点提示

(1)某一位置的速度方向为这一位置轨迹的切线方向。(2)它们做曲线运动时速度大小或许不变,速度方向时刻发生改变,故其速度不恒定。知识归纳1.曲线运动的速度(1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处的切线方向一致,故其速度的方向时刻改变。(2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但速度的大小不一定变化。2.曲线运动的性质及分类(1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动一定是变速运动。(2)分类画龙点睛

曲线运动是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。迁移应用例1下列说法正确的是(

)A.做曲线运动的物体速度方向一定发生变化B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动C.速度变化的运动一定是曲线运动D.加速度变化的运动一定是曲线运动答案

A解析

做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化,故A正确;速度方向发生变化不是判断物体做曲线运动的条件,而是曲线运动的特点,如物体在弹簧作用下的往返运动,物体速度方向改变,但做直线运动,故B错误;速度是矢量,速度的变化包括大小和方向的变化,如匀变速直线运动,物体速度大小发生变化,但不是曲线运动,故C错误;做直线运动的物体加速度也可以变化,如变加速直线运动,故D错误。规律方法

1.曲线运动是变速运动,速度方向一定变化,但速度大小不一定变化。2.曲线运动是变速运动,一定有加速度,但加速度不一定变化,即可以是匀变速曲线运动,也可以是变加速曲线运动。变式训练1假如在弯道上高速行驶的赛车,后轮突然脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是(

)A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时车轮前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能答案

C解析

赛车沿弯道行驶,任一时刻车轮的速度方向都是运动轨迹上对应点的切线方向。脱离赛车的后轮的速度方向就是运动轨迹上脱离点的切线方向。所以C选项正确。探究二对曲线运动条件的理解情境导引如图所示,一架匀速飞行中的战斗机在某时刻以水平速度释放了一枚炸弹。

(1)炸弹的飞行轨迹是直线还是曲线?其初始速度方向与所受的重力方向在一条直线上吗?(2)炸弹飞行过程中,其轨迹与受到的重力方向有什么关系?要点提示

(1)炸弹的飞行轨迹为曲线,其初速度方向与所受的重力方向不在一条直线上。(2)炸弹做曲线运动时,其轨迹朝向其所受重力方向弯曲。知识归纳1.物体做曲线运动的条件(1)动力学条件:合力方向与速度方向不共线。这包含三个层次的内容:①初速度不为零;②合力不为零;③合力方向与速度方向不共线。(2)运动学条件:加速度方向与速度方向不共线。2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系做曲线运动的物体的运动轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,夹在速度方向与合力方向之间。(如图所示)3.合力与速率变化的关系(1)从力的作用效果理解曲线运动的条件当物体受到的合力的方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,而是成一定角度时,合力产生的加速度方向跟速度方向也成一定角度。把加速度分解到沿速度方向和垂直于速度方向,如图甲、乙所示。与速度方向在同一条直线上的加速度a1,使速度v增大(a1与v同向)或减小(a1与v反向);沿垂直速度方向的加速度a2,使速度v的方向改变。所以物体做曲线运动时,a2一定不等于0,合加速度与速度一定不共线。(2)4.物体的受力与运动性质

迁移应用例22021年5月15日,中国首个火星车祝融号成功穿越火星大气层,着陆于火星的乌托邦平原南部。火星车经过气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障、缓冲着陆等几个阶段实现软着陆,其中动力减速段是通过发动机喷气获得动力。其减速着陆的轨迹如图所示,其中ab段为主减速段,假设ab段轨迹为倾斜直线,则在ab段发动机喷气的方向可能是(

)A.v1方向 B.v2方向

C.v3方向 D.v4方向答案

C解析

祝融号火星车的主减速段的轨迹几乎是一条倾斜的直线,火星车做减速运动,所