物理（人教版必修2）課件第5章第1節(jié)曲線運動

第五章曲線運動第1節(jié)曲線運動學習目標重點難點1.知道什么是曲線運動，會確定曲線運動速度的方向．2．知道曲線運動是變速運動．3．知道物體做曲線運動的條件．4．會確定物體在平面內運動的位置、速度與軌跡.1.曲線運動速度方向的確定、曲線運動性質的理解是本節(jié)學習的重點．2．物體做曲線運動的條件及分析是難點.一、曲線運動的位移1．曲線運動的位移(1)合位移：在平面直角坐標系中，曲線運動的位移為運動物體的__________到__________的有向線段．(2)分位移：用位移在坐標軸方向上的__________來表示．初位置

末位置

分矢量

2．思考：如圖所示，水平拋出的物體在空中運動時軌跡為曲線．(1)不同時間內的位移方向是否相同？提示：不相同．由于物體的軌跡是曲線，不同時間的位移方向發(fā)生變化．(2)如何描述物體的位移？提示：當物體運動到A點時，它相對于O點的位移是OA，可以用l表示．由于位移矢量是不斷變化的，可以建立平面直角坐標系，用它在坐標軸方向上的分矢量來代表，即用A點的坐標xA、yA表示兩個分位移矢量，使問題簡單化，如圖．(3)試討論物體在曲線運動中的位移大小和路程有什么關系？提示：曲線運動中的位移大小總是小于路程．二、曲線運動的速度1．觀察與發(fā)現(xiàn)：觀察教材圖5.12和5.13描述的現(xiàn)象，如何確定曲線運動的速度方向？(1)在砂輪上磨刀具時，刀具與砂輪接觸處有火星沿砂輪的__________飛出；(2)撐開帶著水的傘并使其繞傘軸旋轉，傘面上的水滴沿傘邊各點所劃圓周的__________飛出．切線

切線

2．曲線運動的速度(1)速度方向：沿曲線在這一點的________方向．(2)運動性質：速度方向時刻在_______，曲線運動一定是_______運動．切線

改變

變速

3．思考：在沙漠中，甲殼蟲在爬行過程中留下一段清晰的痕跡．如圖所示，請標明甲殼蟲在依次經(jīng)過A、B、C各點時的速度方向．提示：分別過A、B、C三點作曲線的切線，切線方向即為該點的速度方向．三、運動描述的實例閱讀教材“運動描述的實例”部分，回答下面問題．在一端封閉、長約1m的玻璃管內注滿清水，水中放一個蠟塊做的小圓柱體R，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊(圖甲)；將玻璃管倒置(圖乙)，蠟塊R沿玻璃管上升；將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時，將玻璃管緊貼著黑板沿水平方向向右勻速移動，以黑板為參照物觀察蠟塊的運動(圖丙)．(1)蠟塊的位置①坐標系的建立：以運動________時蠟塊的位置為原點，以__________的方向為x軸的正方向，以__________的方向為y軸的正方向．②位置坐標：將玻璃管向右勻速移動的速度設為vx，蠟塊沿玻璃管勻速上升的速度設為vy，vx、vy都不隨時間變化，是常量．在時刻t，蠟塊的位置可用它的兩個坐標x、y表示：x＝__________，y＝__________．開始

水平向右

豎直向上

vxt

vyt

(2)蠟塊運動的軌跡①軌跡方程：y＝__________．②幾何性質：蠟塊相對于黑板的運動軌跡是__________．(3)蠟塊的速度①大小：v＝__________

②方向：v跟vx方向間夾角為θ，則tanθ＝_______．直線

四、物體做曲線運動的條件1．觀察與發(fā)現(xiàn)：觀察教材圖5.111，鋼球在磁鐵的吸引下做曲線運動．試著在軌跡上標出一些位置的速度方向與磁鐵的吸引力的方向，你發(fā)現(xiàn)了什么問題？提示：速度方向與吸引力的方向不在一條直線上．2．物體做曲線運動的條件(1)動力學角度：當物體所受合力的方向與它的速度方向______________________時，物體做曲線運動．(2)運動學角度：當物體的加速度方向與它的速度方向______________________時，物體做曲線運動．不在同一條直線上

不在同一條直線上

3．思考：拿出一枚硬幣水平拋出后在空中(不計空氣阻力)將做曲線運動，硬幣做曲線運動的速度方向、合力方向及運動軌跡之間的空間關系怎樣？大致畫出軌跡，標出一些位置的速度方向與合力方向．提示：如圖，速度方向與合力方向不在一條直線上，軌跡處于速度與合力所夾角的范圍里且向合力指向的一側彎曲．重要結論：在曲線運動中，物體的運動軌跡向合力F指向的一側彎曲，軌跡夾在v與F之間．探究一曲線運動的速度1．如圖所示，過山車沿圓形軌道勻速轉動，即轉動過程中速度大小保持不變．(1)上圖中，過山車勻速轉動，其速度發(fā)生變化嗎？提示：速度大小不變，方向時刻變化，即速度是變化的．(2)過山車做的是曲線運動，其速度方向不斷變化，那么如何確定物體在某一點的速度方向？提示：過軌跡上的點作切線即為速度方向．(3)物體做曲線運動時，加速度可以為零嗎？為什么？提示：不可以．因速度是變化的，一定有加速度．2．曲線運動一定是變速運動，而變速運動一定是曲線運動嗎？提示：不一定．

(多選)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．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D．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解析：做曲線運動的物體，速度方向時刻變化，但速度的大小不一定變化，故曲線運動一定是變速運動，選項A、B正確；曲線運動中速度的方向沿軌跡的切線方向，選項C正確，選項D錯誤．答案：ABC【題后總結】曲線運動的特點是速度的方向時刻變化，是變速運動．1．(多選)關于質點做曲線運動的說法，正確的是(

)A．速度大小一定在時刻變化B．速度的方向一定在時刻變化C．它一定在做變速運動D．它可能是速率不變的運動答案：BCD探究二物體做曲線運動的條件1．物體做曲線運動的條件是_____________________________________．2．物體做曲線運動時受到的合外力一定不為零，合外力一定是恒力嗎？提示：不一定．當物體受到的合力的方向與其運動方向不共線時，物體將做曲線運動，與其受到的合力大小是否變化無關．速度與合力的方向不在一

直線上

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反向而大小不變(即由F變?yōu)椋璅)，在此力作用下，物體以后的運動情況，下列說法正確的是(

)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．物體可能沿原曲線由B返回A答案：C【題后總結】做曲線運動的物體其軌跡向力指向的一側彎曲．解析：質點做勻變速曲線運動，合力的大小方向均不變，加速度不變，故選項C錯誤；由B點速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點切線垂直且向下，故質點由C點到D點的過程，合力方向與速度方向夾角小于90°，速率增大，選項A正確；A點的加速度方向與過A的切線(即速度方向)夾角大于90°，選項B錯誤；從A點到D點加速度與速度的夾角一直變小，選項D錯誤．答案：A一、曲線運動的速度1．曲線運動的速度(1)曲線運動中質點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是質點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向，也就是曲線上這一點的切線方向．(2)速度是一個矢量，既有大小，又有方向．假如在運動過程中只有速度大小的變化，而物體的速度方向不變，則物體只能做直線運動．因此，若物體做曲線運動，表明物體的速度方向發(fā)生了變化．2．曲線運動的性質(1)速度是矢量，它既有大小，又有方向．不論速度的大小是否改變，只要速度的方向發(fā)生改變，就表示速度矢量發(fā)生了變化，即加速度不為0.曲線運動中速度的方向在變，所以曲線運動一定是變速運動．(2)曲線運動是否是勻變速運動取決于物體的合外力情況．合外力為恒力，物體做勻變速曲線運動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運動．二、對物體做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．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，速率越來越小．