2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第5章拋體運(yùn)動(dòng)第1節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)(4)課件

1、曲線運(yùn)動(dòng)一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移和速度(1)水平拋出的石子,在運(yùn)動(dòng)過程中,石子相對于拋出點(diǎn)的位移是不斷變化的,如何描述石子的位移？答案答案 以拋出點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系如圖所示,石子從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn),位移大小為l,與x軸夾角為,則在x軸方向的分位移為xAlcos ,在y軸方向的分位移為yAlsin .(2)帶水的傘繞著傘柄旋轉(zhuǎn),雨滴沿什么方向飛出？答案雨滴沿著傘邊緣的切線方向飛出答案不可以,曲線運(yùn)動(dòng)中速度一定變化答案(3)曲線運(yùn)動(dòng)可以是速度不變的運(yùn)動(dòng)嗎？對曲線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的理解(1)曲線運(yùn)動(dòng)的位移當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),可建立平面直角坐標(biāo)系,物體的位移可用它在坐標(biāo)軸方向的 來表示(2)曲線

2、運(yùn)動(dòng)的速度速度的方向質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度的方向是時(shí)刻 的,質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)速度的方向與這一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在位置處曲線的 方向一致答案分矢量改變切線速度的描述曲線運(yùn)動(dòng)的速度可以分解為互相垂直的兩個(gè)分速度,在分解時(shí)遵循 定則在圖1所示的分解圖中,兩個(gè)分速度的大小分別為vx ,vy .答案圖1平行四邊形vcos vsin (3)曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及分類性質(zhì)：速度是 量,由于速度方向時(shí)刻在發(fā)生變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是 運(yùn)動(dòng)分類：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)： 恒定非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)： 變化答案矢變速加速度加速度如圖2所示,物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn),關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是()解析答案圖2A.物

3、體的速度可能不變B.物體的速度不可能均勻變化C.a點(diǎn)的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定小于路程解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變,即使速度大小不變,速度方向也在不斷發(fā)生變化,故A項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必定受到力的作用,當(dāng)物體所受到的力為恒力時(shí),物體的加速度恒定,速度均勻變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤；點(diǎn)的速度方向沿點(diǎn)的切線方向,C項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移大小必小于路程,D項(xiàng)正確.答案D二、運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例運(yùn)動(dòng)的合成與分解蠟塊能沿玻璃管勻速上升(如圖3甲所示),如果在蠟塊上升的同時(shí),將玻璃管沿水平方向向右勻速移動(dòng)(如圖乙所示),則：圖3(1)蠟塊在豎直方向做什么運(yùn)動(dòng)？在水平方向做什么運(yùn)動(dòng)？答

4、案蠟塊參與了兩個(gè)運(yùn)動(dòng)：水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng).(2)蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)是什么？答案蠟塊實(shí)際上做勻速直線運(yùn)動(dòng).答案(3)求t時(shí)間內(nèi)蠟塊的位移和速度.答案對運(yùn)動(dòng)的合成與分解的理解(1)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng),那么物體的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng),參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng).實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度.答案實(shí)際發(fā)生(2)合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間一定 ,即同時(shí)開始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止.獨(dú)立性：分運(yùn)動(dòng)各自 進(jìn)行, 影響.等效性：合運(yùn)動(dòng)與各分運(yùn)動(dòng)的總運(yùn)動(dòng)效果

5、可以相互 .也就是說,合運(yùn)動(dòng)的位移x合、速度v合、加速度a合分別等于對應(yīng)各分運(yùn)動(dòng)的位移x分、速度v分、加速度a分的矢量和.(3)運(yùn)動(dòng)的合成與分解應(yīng)遵循.答案獨(dú)立互不替代平行四邊形定則相等豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以0.1 m/s的速度勻速上浮.在蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管沿水平方向勻速向右運(yùn)動(dòng),測得蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向與水平方向成30角,如圖4所示.若玻璃管的長度為1.0 m,在蠟塊從底端上升到頂端的過程中,玻璃管水平方向的移動(dòng)速度和水平運(yùn)動(dòng)的距離為()圖4A.0.1 m/s,1.73 mB.0.173 m/s,1.0 mC.0.173 m/s,1.

6、73 mD.0.1 m/s,1.0 m解析答案水平運(yùn)動(dòng)的距離x2v2t0.17310 m1.73 m,故選項(xiàng)C正確.答案C三、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)圖5甲是拋出的石子在空中劃出的弧線,圖乙是某衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的部分軌跡.請畫出物體在A、B、C、D四點(diǎn)的受力方向和速度方向.答案圖5答案各點(diǎn)受力方向和速度方向如圖所示.(2)用一塊磁鐵,如何使小鋼球做以下運(yùn)動(dòng)：加速直線運(yùn)動(dòng)；減速直線運(yùn)動(dòng)；曲線運(yùn)動(dòng).答案答案把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正前方；把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正后方；把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的某一側(cè).(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答案合力方向與速度方向不共線.對物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件

7、的理解(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件動(dòng)力學(xué)條件：當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：當(dāng)物體的加速度方向與它的運(yùn)動(dòng)方向時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng).答案不在同一條直線上不在同一條直線上(2)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的軌跡與速度方向相切而且向 方向彎曲(如圖6所示).即合力指向曲線的凹側(cè).答案圖6合力返回對做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,下列說法正確的是()A.速度方向與合外力方向不可能在同一條直線上B.加速度方向與合外力方向可能不在同一條直線上C.加速度方向與速度方向有可能在同一條直線上D.合外力的方向一定是變化的解析答案返回解析由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,速度方向與合外力方向不可能

8、在同一條直線上,所以A正確；根據(jù)牛頓第二定律,加速度與合外力一定同向,所以B、C不正確；在恒力作用下,物體也可以做曲線運(yùn)動(dòng),只要合外力方向與速度方向不共線就可以,所以D不正確,故選A.答案A一、對曲線運(yùn)動(dòng)的理解例1關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì),以下說法中正確的是()A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B.變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)D.加速度不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)解析答案總結(jié)提升解析物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向時(shí)刻變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),A正確.變速運(yùn)動(dòng)可能是速度的方向在變化,也可能是速度的大小在變化,所以變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng),B錯(cuò)誤.曲線運(yùn)動(dòng)可能是變加速曲線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線

9、運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)誤.加速度不變的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速直線運(yùn)動(dòng),也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng),D錯(cuò)誤.答案A總結(jié)提升1.曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法(1)看物體的合外力,若物體的合外力為恒力,則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的合外力為變力,則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(2)看物體的加速度,若物體的加速度不變,則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的加速度變化,則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).總結(jié)提升2.幾種常見的運(yùn)動(dòng)形式軌跡特點(diǎn)加速度特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線加速度為零勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度不變勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度變化變加速直線運(yùn)動(dòng)曲線加速度不變勻變速曲線運(yùn)動(dòng)加速度變化變加速曲線運(yùn)動(dòng)二、對曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解例2如圖7所示,豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注

10、滿清水,內(nèi)有一個(gè)蠟塊能在水中以速度v勻速上浮,蠟塊從玻璃管的下端勻速上浮的同時(shí),使玻璃管水平勻加速向右運(yùn)動(dòng),則蠟塊的軌跡可能是()解析答案圖7A.直線PB.曲線QC.曲線RD.無法確定技巧點(diǎn)撥解析蠟塊在豎直方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所受合力水平向右,合力與合速度不共線,蠟塊的軌跡應(yīng)為曲線,A錯(cuò)誤.由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受力應(yīng)指向軌跡的凹側(cè),故B正確,C、D錯(cuò)誤.答案B歸納總結(jié)判斷物體做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),關(guān)鍵是看物體所受合力或加速度的方向與速度方向的關(guān)系.若兩方向共線就是直線運(yùn)動(dòng)；不共線就是曲線運(yùn)動(dòng)并且合力指向曲線凹的一側(cè).例3如圖8所示,物體在恒力F作用下沿曲線從

11、點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B,這時(shí)突然使它所受的力反向,但大小不變,即由F變?yōu)镕.在此力的作用下,物體以后的運(yùn)動(dòng)情況,下列說法中正確的是()圖 8A.物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B.物體不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C.物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D.物體不可能沿原曲線BA返回解析答案解析物體沿曲線從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B(點(diǎn)B除外)的過程中,其所受恒力F的方向必定指向曲線的凹側(cè).當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),因恒力反向,由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)“物體以后運(yùn)動(dòng)的曲線軌跡必定向合外力方向彎曲”可知：物體以后的運(yùn)動(dòng)只可能沿Bc運(yùn)動(dòng).故本題正確選項(xiàng)為A、B、D.答案ABD三、運(yùn)動(dòng)的合成與分解例4直升機(jī)為被困災(zāi)民空投物資時(shí),可以停留在空中不動(dòng),設(shè)投出的物資離開飛

12、機(jī)后由于降落傘的作用在空中勻速下落,無風(fēng)時(shí)落地速度為5 m/s.若飛機(jī)停留在離地面高100 m處空投物資,由于風(fēng)的作用,使降落傘和物資以1 m/s的速度勻速水平向北運(yùn)動(dòng),求：(1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)物資落地時(shí)速度的大??；(3)物資在下落過程中水平方向移動(dòng)的距離.解析答案總結(jié)提升返回解析如圖所示,物資的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看做是豎直方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).(1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性,故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等.解析答案總結(jié)提升(2)物資落地時(shí)vy5 m/s,vx1 m/s,由平行四邊形定則得總結(jié)提升(3)物資在下落過程中水平方向移動(dòng)

13、的距離為：xvxt120 m20 m.答案(1)20 s(3)20 m合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)具有“等效性”、“等時(shí)性”、“獨(dú)立性”的關(guān)系,在解決此類問題時(shí)要利用“等時(shí)性”把兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來,利用兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,放心大膽地在兩個(gè)方向上分別研究. 返回12341.如圖9所示,一個(gè)質(zhì)點(diǎn)繞O點(diǎn)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng),A、B、C是其軌跡上的三點(diǎn).下列說法中正確的是()解析答案圖9A.質(zhì)點(diǎn)可能做勻速運(yùn)動(dòng)B.質(zhì)點(diǎn)一定做變速運(yùn)動(dòng)C.質(zhì)點(diǎn)受到的合力可能等于零D.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度相同1234解析質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),其速度方向時(shí)刻變化,速度是矢量,故質(zhì)點(diǎn)的速度是變化的,即質(zhì)點(diǎn)一定做變速運(yùn)動(dòng),A錯(cuò),B對；做變速

14、運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度,由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零,C錯(cuò)；質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上,經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下,所以速度一定不同,D錯(cuò).答案B12342.天車吊著貨物正在沿水平方向向右勻速行駛,同時(shí)天車上的起吊電動(dòng)機(jī)吊著貨物正在勻速上升,則地面上的人觀察到貨物運(yùn)動(dòng)的軌跡是圖()解析答案1234答案C12343.(多選)如圖10所示,一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿軌道ABCD運(yùn)動(dòng),圖中畫出了質(zhì)點(diǎn)在各處的速度v和質(zhì)點(diǎn)所受合力F的方向,其中正確的是()圖10A.A位置 B.B位置C.C位置 D.D位置答案BD1234返回4.(多選)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài),若突然撤去F1,保持其他力不變,則質(zhì)點(diǎn)()A.一定做勻變速運(yùn)動(dòng) B.一定做直線運(yùn)動(dòng)C.一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D.可能做曲線運(yùn)動(dòng)解析答案1234返回解析質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度,加速