《曲线运动》课件

第五章曲线运动5.1曲线运动目录CONTENTS1

学习目标2

新课导入3

新课讲解4

课堂小结5

当堂小练

1.通过观察生活中的曲线运动和实验现象,知道做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向,发展对速度矢量性的认识,从而知道曲线运动是变速运动。培养观察能力和分析总结能力,体会用极限思想从理论角度分析曲线运动的速度方向.2.通过观察实验现象,运用牛顿第二定律进行科学推理,得出物体做曲线运动的条件,会根据运动轨迹判断做曲线运动的物体所受合力或加速度的大致方向,深化对力与运动关系的认识.学习目标观察下列物体的运动情况，想想按照轨迹可将运动分为几类？①50米短跑②汽车在平直公路上行驶③卫星的运动轨迹④篮球的运动轨迹直线曲线新课引入

直线运动与曲线运动的概念我们可以将运动按运动轨迹分为两类：运动轨迹是直线的，我们把它称为直线运动；运动轨迹为曲线的，我们把它称为曲线运动。

提出问题到目前为止，我们只研究了物体沿着一条直线的运动。实际上，自然界中的曲线运动是很常见的。运动员奋力投球，篮球沿着一条优美的弧线进入篮筐；亿万年来地球在接近圆形的轨道上绕太阳时刻不停地公转。抛出的篮球、公转的地球，它们运动的都是曲线运动。我们怎样研究曲线运动呢？我的疑惑！物体做曲线运动的条件02新课讲解曲线运动的速度方向01一、曲线运动的速度方向观察视频，你能不能说清楚：砂轮打磨下来的炽热微粒沿着什么方向运动？视频：砂轮打磨下来的炽热微粒的运动方向一、曲线运动的速度方向从以上视频中我们可以得出什么猜想？猜想：曲线运动物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。实验验证：在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出球在A、B点的运动方向。离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，白纸上的印迹与轨道(曲线)有什么关系？结论：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。一、曲线运动的速度方向1.曲线运动的速度方向：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。做一做，想一想：找出以下运动轨迹上A、B、C三点的运动方向，思考运动方向是否一样，你能得出什么结论？ABC结论：曲线运动上每一点运动方向都不一样！一、曲线运动的速度方向2.曲线运动的实质：

速度是矢量,既有大小,又有方向.质点做曲线运动,速度的方向时刻发生变化,因此曲线运动一定是变速运动。拓展：认识变速运动变速运动匀变速运动匀变速直线运动匀变速曲线运动二、物体做曲线运动的条件牛顿第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态,直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。您还记得牛顿第一定律的内容是什么吗?曲线运动是变速运动曲线运动的加速度不为零曲线运动所受合外力不为零物体如何才能做曲线运动？二、物体做曲线运动的条件观看视频，总结物体做曲线运动的条件。二、物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件：(1)动力学条件

合力的方向与速度方向不在同一条直线上.这包含三个方面的内容:

①初速度不为0;②合力不为0;③合力与速度方向不共线。(2)运动学条件

加速度的方向与速度方向不在同一条直线上.二、物体做曲线运动的条件2.曲线运动特点：曲线运动中物体的轨迹一定处于速度方向和所受合力方向之间，并且合力一定指向轨迹凹侧。AvF

3.速度与合力夹角的关系：合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动,速率越来越大;合力方向与速度方向的夹角为直角时,物体做曲线运动,速率不变;合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动,速率越来越小。曲线运动速度方向曲线运动的实质曲线运动的条件曲线运动的速度曲线运动的条件曲线运动的特点曲线合力和速度夹角关系课堂小结1.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.v2

C.v3

D.v4C【解析】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。当堂小练2.如图所示，物体沿曲线由a点运动至b点，关于物体在ab段的运动，下列说法正确的是（

）A.物体的速度可能不变B.物体的加速度可能为零DC.a点的速度方向由a指向bD.该运动一定是变速运动【解析】做曲线运动的物体的速度方向时刻改变，即使速度大小不变，速度方向也在不断发生变化，故速度一直在变，A项错误；做曲线运动的物体速度在变化，加速度必定不为零，B项错误；a点的速度方向沿a点的切线方向，C项错误；做曲线运动的物体一定是变速运动，D项正确.D3、物体做曲线运动的条件是（）A.物体所受合外力为恒力B.物体所受合外力为变力C.物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一条直线上D.物体所受合外力的方向与加速度的方向不在同一条直线上【解析】A、B错，C对：当合外力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动，合外力可以是恒力，也可以是变力。D错：由牛顿第二定律可知合外力的方向与加速度的方向始终相同。C4.(多选)如图所示，质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动，速度方向与力F1、F3的方向恰好在同一直线上，则下列说法正确的是()A.若只撤去F1，物体做匀加速直线运动B.若只撤去F3，物体做匀加速直线运动C.若只撤去F2，物体做匀变速曲线运动D.若只撤去F4，物体做非匀变速曲线运动【解析】平衡状态下的物体撤去哪个力，合力就沿着撤去的力的反方向，合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动,速率越来越大;合力方向与速度方向的夹角为直角时,物体做曲线运动,速率不变;合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动,速率越来越小。AC5.一质点在光滑水平面上以速度v0做匀速直线运动，当运动到P点时突然受到一个与v0在同一水平面的恒力F的作用，图中a、b、c、d表示质点此后的一小段运动轨迹，其中不正确的是（）A

B

C

D【解析】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。

C

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