高中物理教科版必修2-1.1-教學課件-《曲線運動》(教科版)

第一章·拋體運動第一節(jié)曲線運動高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第1頁。一：隨處可見的曲線運動請大家舉出一些生活中的曲線運動的例子圖1：飛出的炮彈做曲線運動高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第2頁。圖2：海浪中帆船做曲線運動高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第3頁。圖3：轉彎行駛中的汽車和自行車做曲線運動高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第4頁。圖4：天體做曲線運動高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第5頁?？偨Y：什么是曲線運動：概念：運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動．曲線運動是十分常見的運動形式。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第6頁。說一說二：曲線運動的速度方向1：你能不能說清楚嗎？砂輪打磨下來的熾熱的微粒它們沿著什么方向運動?高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第7頁。說一說2：你能不能說清楚嗎？飛出去的雨滴，它們沿著什么方向運動?高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第8頁。曲線運動速度的方向剛才的幾個物體的運動軌跡都是圓周，我們總結曲線運動的方向沿著切線方向，但對于一般的曲線運動是不是也是這樣呢?下面我們來做個實驗看一看，一般的曲線運動是什么情況．進一步分析：高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第9頁。曲線運動速度的方向演示實驗閱讀教材P2圖1-1-4研究曲線運動的速度方向現(xiàn)在，我們首先弄明白一個數(shù)學概念：切線高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第10頁。切線過曲線上的A、B兩點作直線，這條直線叫做曲線的割線。設想B點逐漸向A點移動，這條割線的位置也就不斷變化。當B點非常非常接近時，這條割線就叫做在A點的切線。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第11頁。實驗研究：曲線運動的方向 如圖所示，將圓弧形滑軌放在鋪了一層白紙的平滑桌面上，使其底端與桌面相切，讓小鐵球從圓弧形滑軌滾下以獲得一定的初速度．為便于觀察，在離開滑軌處沿小鐵球運動方向用直尺在白紙上畫一直線． 高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第12頁。分析：質點做曲線運動時，速度方向是時刻改變的，任一時刻(或任一位置)的瞬時速度方向與這一時刻質點所在位置處的曲線切線方向一致，并指向質點運動的方向．曲線運動中質點在某點的瞬時速度方向，就是質點從該點脫離曲線后自由運動的方向，也就是曲線上這一點的________方向．切線高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第13頁。曲線運動速度的方向總結：方向：質點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向。性質：曲線運動中速度的方向時刻在變，所以曲線運動是變速運動。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第14頁。例如：我們已經(jīng)知道如何確定曲線運動的速度的方向：在曲線運動中，運動質點在某一點的即時速度的方向，就是通過這一點的曲線的切線的方向。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第15頁。理解：①切線方向和物體的運動趨向(軌跡的延伸方向)相對應．如圖所示②做曲線運動的物體的速度方向(即軌跡上各點的切線方向)時刻都在變化，故曲線運動一定是變速運動．③做曲線運動的物體一定具有加速度，即做曲線運動的物體所受的合外力一定不為零，若合外力恒定則為勻變速曲線運動．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第16頁?！纠?】(雙選)關于曲線運動的速度，下列說法正確的是()

CDA．速度的大小與方向都在時刻變化B．速度的大小不斷發(fā)生變化，速度的方向不一定發(fā)生變化C．速度的方向不斷發(fā)生變化，速度的大小不一定發(fā)生變化D．質點在某一點的速度方向就是軌跡上該點的切線方向解析：做曲線運動的物體，速度的大小可以不發(fā)生變化，但速度的方向一定會發(fā)生變化，故A、B錯誤，C正確；質點在某一點的速度方向就是軌跡上該點的切線方向，D正確．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第17頁。課堂訓練1.關于曲線運動，下列說法正確的是()A.曲線運動一定是變速運動B.曲線運動速度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變C.曲線運動的速度方向可能不變D.曲線運動的速度大小和方向一定同時改變AB高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第18頁。2．對曲線運動中的速度的方向，下列說法正確的是()A.在曲線運動中，質點在任一位置的速度方向總是與這點的切線方向相同B.在曲線運動中，質點的速度方向有時也不一定是沿著軌跡的切線方向C.旋轉雨傘時．傘面上的水滴由內向外做螺旋運動，故水滴速度方向不是沿其切線方向的D.旋轉雨傘時，傘面上的水滴由內向外做螺旋運動，水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向AD高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第19頁。三：物體做曲線運動的條件提問：物體在什么情況下做曲線運動呢？讓我們觀察下面的實驗。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第20頁。物體做曲線運動的條件實驗總結當運動物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時．物體將做曲線運動。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第21頁。拓展：（1）根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度方向與其合外力方向一致，因此物體做曲線運動時，其加速度方向與它的運動方向不在一條直線上．（2）若物體的合外力(或加速度)方向與它的運動方向在一條直線上，物體就做直線運動．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第22頁。物體做曲線運動的條件實例分析1高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第23頁。物體做曲線運動的條件實例分析1高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第24頁。物體做曲線運動的條件實例分析1高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第25頁。物體做曲線運動的條件實例分析1高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第26頁。物體做曲線運動的條件實例分析1高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第27頁。物體做曲線運動的條件實例分析2高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第28頁。物體做曲線運動的條件實例分析3高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第29頁。物體做曲線運動速度v、合外力F和軌跡間的關系：實例總結無力不拐彎，拐彎必有力曲線運動軌跡始終夾在合外力方向與速度方向之間而且向合外力的方向彎曲，即合外力指向軌跡凹側高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第30頁。對曲線運動條件的理解1．物體做曲線運動的條件(1)動力學條件：合外力與速度方向不共線是物體做曲線運動的充要條件，這包含三個層次的內容．①初速度不為零；②合力不為零；③合力與速度方向不共線．(2)運動學條件：加速度與速度方向不共線．2．物體的運動與合力的關系(1)合外力方向與物體的速度方向在同一條直線上時，物體做加速直線運動或減速直線運動．(2)合外力方向與物體的速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第31頁。3．兩個重要推論(1)合外力方向與速度方向夾角為銳角時，物體做曲線運動，速率越來越大；合外力方向與速度方向夾角為直角時，物體做曲線運動，速率不變；合外力方向與速度方向夾角為鈍角時，物體做曲線運動，速率越來越?。?2)曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，即合外力總指向運動軌跡的凹側．如圖。高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第32頁。4．曲線運動的分類及受力特點(1)勻變速曲線運動：物體受恒力作用(2)非勻變速曲線運動：物體受變力作用5．物體的受力與運動性質高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第33頁。6.直線運動與曲線運動的區(qū)別直線運動曲線運動勻速直線運動勻加速直線運動勻減速直線運動速度方向運動方向運動方向運動方向曲線上各點切線方向速度改變情況速度大小、方向均不變速度變大，方向不變速度變小，方向不變方向改變，大小可能變、可能不變運動性質勻速運動變速運動變速運動變速運動運動條件F合＝0(a＝0)F合(a)方向與v相同F(xiàn)合(a)方向與v相反F合(a)方向與v方向不在同一直線上高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第34頁。A.過山車做勻速運動B.過山車做變速運動C.過山車受到的合力等于零D.過山車經(jīng)過A、C兩點時的速度方向相同鞏固練習1翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項目．如圖所示，翻滾過山車(可看成質點)從高處沖下，過M點時速度方向如圖所示，在圓形軌道內經(jīng)過A、B、C三點．下列說法正確的是()答案B高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第35頁。2.如圖所示,物體在恒力的作用下沿從A曲線運動到B,此時突然使力反向,物體的運動情況是()A物體可能沿曲線Ba運動B物體可能沿直線Bb運動C物體可能沿曲線Bc運動D物體可能沿曲線B返回AC課堂訓練高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第36頁?！纠?】下列說法正確的是()．A．物體在恒力作用下可能做曲線運動B．物體在變力作用下不可能做曲線運動C．做曲線運動的物體，其速度方向與加速度的方向不在同一直線上D．物體在變力作用下有可能做曲線運動曲線運動的性質和物體做曲線運動的條件高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第37頁。解析物體做曲線運動的條件是：物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同一條直線上，這里合外力并未限定是變力還是恒力．物體可以受一個力，也可以受多個力，合力可以是恒力，也可以是變力，所以A、D正確，B錯誤，據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向與合外力方向一致，故可判斷C也正確．故選A、C、D.答案ACD高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第38頁。借題發(fā)揮(1)在判斷一個物體是否做曲線運動時，應首先分析物體的受力，確定其合力的方向與速度方向是否在一條直線上，若是則做直線運動，否則做曲線運動．(2)做曲線運動的物體速度大小如何變化決定于所受外力的方向與速度方向的夾角．若夾角為銳角，速度變大，若夾角為鈍角，速度變小．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第39頁?！咀兪?】關于物體的運動，下列說法中正確的是 ()．A．物體做曲線運動時，它所受到的合力一定不為零B．做曲線運動的物體，有可能處于平衡狀態(tài)C．做曲線運動的物體，速度方向一定時刻改變D．做曲線運動的物體，受到的合外力的方向有可能與速度方向在一條直線上高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第40頁。解析由牛頓第一定律可知，若物體所受合外力為零，則它將保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，不可能做曲線運動，故A正確．物體所受合外力不為零，則加速度不為零，是非平衡狀態(tài)，故B錯．做曲線運動的物體，在曲線上某位置的速度方向，就是該位置曲線的切線方向，曲線上各個點的切線方向均不相同，故C正確．由做曲線運動的條件可知，D不正確．答案AC高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第41頁?！纠?】如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B，這時突然使它所受的力方向反向而大小不變(即由F變?yōu)椋璅)．在此力作用下，關于物體以后的運動情況，下列說法正確的是()．A．物體不可能沿曲線Ba運動B．物體不可能沿直線Bb運動C．物體不可能沿曲線Bc運動D．物體不可能沿原曲線由B返回A運動軌跡與力的方向間的關系的應用高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第42頁。解析物體從A點向B點做曲線運動，所受合外力可能的方向不可能與過B點的切線Bb平行，那么當力F突然反向時，物體受的力也不可能與Bb直線平行，所以物體不可能沿過B點的切線Bb做直線運動，B選項正確．物體仍做曲線運動，由于合力方向的變化，必然導致曲線彎曲的方向與原來相反．因此，物體在所受的力反向后沿曲線Bc運動是可能的，C選項不正確，A、D選項正確．答案ABD高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第43頁。【變式2】質點在一平面內沿曲線由P運動到Q，如果用v、a、F分別表示質點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力，下列各圖中所標方向可能正確的是 ()．高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第44頁。解析做曲線運動物體的速度方向為曲線上該點的切線方向，F(xiàn)與v方向不在一條直線上，做曲線運動的物體加速度方向總是指向曲線的內側，故選項D正確．答案D高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第45頁?！纠?】如圖所示，小鋼球m以初速v0在光滑水平面上運動后，受到磁極的側向作用力而做圖示的曲線運動到D點，從圖中可知磁極的位置及極性可能是()．A．磁極在A位置，極性一定是N極B．磁極在B位置，極性一定是S極C．磁極在C位置，極性一定是N極D．磁極在B位置，極性無法確定高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第46頁。解析鋼球受磁極的吸引力而做曲線運動，運動方向只會向吸引力的方向偏轉，因而磁極位置只可能在B點而不可能在圖中的A點或C點，又磁極的N極或S極對鋼球都有吸引力，故極性無法確定．答案D高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第47頁。曲線運動的性質和物體做曲線運動的條件1．做曲線運動的物體，在運動過程中，一定變化的物理量是()．A．速率 B．速度C．加速度 D．合外力高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第48頁。解析做曲線運動的物體，其速度沿切線方向，由于曲線上各點切線方向不同，故物體做曲線運動的過程中速度的方向一定變化，但速度的大小即速率不一定變化，由于速度是一矢量，方向變了，速度即變了．做曲線運動的物體所受合外力與速度不共線，但合外力可以是恒力，加速度可以恒定，綜上所述B項對，A、C、D錯．答案B高中物理教科版必修2-1全文共54頁，當前為第49頁。運動軌跡與力的方向間的關系的應用2．從高處斜向下拋出的物體在各個時刻的速度、加速度方向如圖1－1－6所示，其中正確的是()． A．圖(a)B．圖(b)C．圖(c)D．圖(d)圖1－