高中物理必修2第五章第一節(jié)曲線運動

1、五、曲線運動五、曲線運動 什么是曲線運動什么是曲線運動1.曲線運動曲線運動 （1）概念：概念：軌跡是曲線的運動叫曲線運動軌跡是曲線的運動叫曲線運動。（2）范圍：范圍： 曲線運動是普遍的運動情形。曲線運動是普遍的運動情形。 小到微觀世界（如電子繞原子核旋轉）；小到微觀世界（如電子繞原子核旋轉）； 大到宏觀世界（如天體運行）都存在。大到宏觀世界（如天體運行）都存在。 生活中如投標槍、鐵餅、跳高、跳遠等均為曲生活中如投標槍、鐵餅、跳高、跳遠等均為曲 線運動。線運動。研究運動的坐標系選取法研究運動的坐標系選取法1、研究物體做、研究物體做直線直線運動，做好建立運動，做好建立一維一維坐標軸，坐標坐標軸，坐

2、標軸的正方向沿運動方向軸的正方向沿運動方向2、研究物體在、研究物體在平面里平面里的運動，可以建立一個的運動，可以建立一個平面直角平面直角坐標坐標系系3、研究物體的、研究物體的空間曲線空間曲線運動，最好建立運動，最好建立三維坐標系三維坐標系一、曲線運動的位移一、曲線運動的位移借助坐標系和位置坐標來表示借助坐標系和位置坐標來表示以拋出點為坐標原點；水平拋出的方向為以拋出點為坐標原點；水平拋出的方向為x x 軸的正方向；豎直向下的方向為軸的正方向；豎直向下的方向為y y軸正方向軸正方向Oxyv0P x ylp(X,Y)若若X=3m,Y=4mX=3m,Y=4m，則位移大小為，則位移大小為 ，方向為方向

3、為 。5m與X軸正方向成53斜向右下方如何確定曲線運動中，某點的運動方向？如何確定曲線運動中，某點的運動方向？實例實例1：撐開帶：撐開帶有雨滴的雨傘繞有雨滴的雨傘繞柄旋轉，傘邊緣柄旋轉，傘邊緣上的水滴如何運上的水滴如何運動？動？因為水滴此時的速度方向是軌跡在該點的因為水滴此時的速度方向是軌跡在該點的切線方向切線方向。二、曲線運動的速度二、曲線運動的速度點擊右圖觀看視頻如何確定曲線運動中，某點的運動方向？如何確定曲線運動中，某點的運動方向？實例實例2：在旋轉的砂輪上磨刀具：在旋轉的砂輪上磨刀具思考問題：磨出的火星思考問題：磨出的火星如何運動？為什么？如何運動？為什么？分析：磨出的火星是砂輪與分析

4、：磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒，由于慣刀具磨擦出的微粒，由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿性，以脫離砂輪時的速度沿切線方向飛出，切線方向即切線方向飛出，切線方向即為火星飛出時的速度方向為火星飛出時的速度方向。結論：結論：質點在某一點（或某一時刻）的速度方向在質點在某一點（或某一時刻）的速度方向在 曲線的這一點的曲線的這一點的切線方向切線方向上上。 BA理解切線方向理解切線方向確定下列物體做曲線運動時在各點的速度的方向？確定下列物體做曲線運動時在各點的速度的方向？曲線運動中不同位置速度一般不同，曲線曲線運動中不同位置速度一般不同，曲線運動是變速運動（即一定有加速度）。運動是變速運動（即一定有加

5、速度）。vx vyOxyv0P (x,y)水平方向水平方向分位移：分位移：X, 分速度：分速度：vx豎直方向豎直方向分位移：分位移：Y, 分速度：分速度：vy 思考：思考：位移位移方向與速度方向是否一樣方向與速度方向是否一樣?lv位移位移l、速度、速度v是矢量，和力一樣可以用相是矢量，和力一樣可以用相互垂直的兩個方向的分矢量來表示互垂直的兩個方向的分矢量來表示總結曲線運動的特點總結曲線運動的特點軌跡是曲線軌跡是曲線b. 曲線運動的曲線運動的運動方向（即速度方向）時刻在改變運動方向（即速度方向）時刻在改變.c變速運動變速運動合外力一定不為零合外力一定不為零思考：思考：三、運動描述的實例三、運動描

6、述的實例n蠟塊是直線運動嗎？蠟塊是直線運動嗎？（一）、蠟塊的位置（一）、蠟塊的位置1、建立直角坐標系：、建立直角坐標系： 運動的開始位置為坐標原點；運動的開始位置為坐標原點； 水平向右的方向為水平向右的方向為x軸；軸； 豎直向上的方向為豎直向上的方向為y軸。軸。2、設蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度為、設蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度為vy，玻璃管向，玻璃管向右一定的速度為右一定的速度為vx，在在t時刻蠟塊的位置坐標為時刻蠟塊的位置坐標為 xvxt yvyt（二）、蠟塊的運動軌跡（二）、蠟塊的運動軌跡xvvyxy結論：蠟塊的運動結論：蠟塊的運動軌跡是一條直線軌跡是一條直線 由由 xvxt yvyt 得到

7、得到從蠟塊開始運動計時，于是從蠟塊開始運動計時，于是（三）、蠟塊的位移（三）、蠟塊的位移從計時開始到時刻從計時開始到時刻t，蠟塊運動的位移大小：，蠟塊運動的位移大?。悍较颍号c方向：與x軸之間的夾角軸之間的夾角 22yxOP22)()(tvtvyx22yxvvtxyvvtan四、蠟塊的速度四、蠟塊的速度22yxvvv方向：與方向：與x軸之間的夾角軸之間的夾角xyvvtan即合運動為勻速運動即合運動為勻速運動四、物體做曲線運動的條件？四、物體做曲線運動的條件？n1、三個對比實驗、三個對比實驗n（1）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在不受外力時將如何運動

8、？受外力時將如何運動？n結論結論：由于小球在運動方向上不受外力，合外力為零，：由于小球在運動方向上不受外力，合外力為零，根據(jù)牛頓第一定律，小球將做勻速直線運動。根據(jù)牛頓第一定律，小球將做勻速直線運動。n（2）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運）在光滑的水平面上具有某一初速度的小球在運動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何動方向的正前方向或正后方向放一條形磁鐵將如何運動？運動？n結論結論：由于小球在運動方向受磁鐵作用，會使小球：由于小球在運動方向受磁鐵作用，會使小球加速或減速，但仍做直線運動。加速或減速，但仍做直線運動。n（3）在光滑的水平面上具有某一初速度的）在光滑的水平面上具有某

9、一初速度的小球在運小球在運動方向一側放一條形磁鐵時小球將如何運動？動方向一側放一條形磁鐵時小球將如何運動？為什么有些物體做直線運動，為什么有些物體做直線運動，有些物體做曲線運動呢？有些物體做曲線運動呢？ 曲線曲線運動條件運動條件：物體物體合力合力（加速度加速度）方向與）方向與速度速度方向方向不共線不共線 直線直線運動條件：物體運動條件：物體合力合力（加速度加速度）方向與）方向與速度速度方向共線方向共線1.做曲線運動的物體做曲線運動的物體運動軌跡彎曲方向運動軌跡彎曲方向與其所受與其所受合外力方向合外力方向有什么關系呢？有什么關系呢？2.a與與v成不同角度，成不同角度，v大小如何變化？大小如何變化

10、？做曲線運動的物體做曲線運動的物體軌跡彎向軌跡彎向合外力一側合外力一側,速度方向無限接速度方向無限接近合外力方向近合外力方向,軌跡夾在速度和合外力之間。軌跡夾在速度和合外力之間。F行行星星太太陽陽FFVF速率變大速率變大VF速率變小速率變小VFF1F2F2F1VF速率不變速率不變想一下想一下: F1與與F2的作用？的作用？F1改變改變V的方向的方向F2改變改變V的大小的大小FVa與與v成銳角時，加速曲線運動成銳角時，加速曲線運動a與與v成鈍角時，減速成鈍角時，減速曲線運動曲線運動a與與v成垂直時，速度成垂直時，速度大小不變的曲線運動大小不變的曲線運動 1、知識點辨析知識點辨析：速度變化的運動必

11、是曲線運動嗎？速度變化的運動必是曲線運動嗎？加速度變化的運動必是曲線運動嗎？加速度變化的運動必是曲線運動嗎？ 曲線運動一定是變速運動？曲線運動一定是變速運動？ 變速運動一定是曲線運動？變速運動一定是曲線運動？曲線運動的速度一定變？曲線運動的速度一定變？ 做曲線運動的物體所受合力一定不為零？做曲線運動的物體所受合力一定不為零？物體在恒力下不可能做曲線運動物體在恒力下不可能做曲線運動? 物體在變力作用下一定做曲線運動？物體在變力作用下一定做曲線運動？ 加速度恒定的運動不可能是曲線運動？加速度恒定的運動不可能是曲線運動？ 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯 錯錯對對對對對對2、物體受到幾個力作用而做勻速直線運、物體受到幾個力作用而做勻速直線運動，若突然撤去其中的一個力，它可能動，若突然撤去其中的一個力，它可能做（做（ ）A.勻速直線運動勻速直線運動B.勻加速直線運動勻加速直線運動C.勻減速直線運動勻減速直線運動D.曲線運動曲線運動BCD3.3.如圖所示：物體在恒力如圖所示：物體在恒力F F作用下，沿曲線從作用下，沿曲線從A A點運動到點運動到B B點，這時突然使它所受力大小不變，點，這時突然使它所受力大小不變，但方向改變但