5.1《曲線運(yùn)動》課件

1、1、曲線運(yùn)動,第五章 曲線運(yùn)動,授課老師：楊海紅,觀察,觀察,觀察,什么是曲線運(yùn)動？,軌跡,軌跡是曲線的運(yùn)動叫做曲線運(yùn)動,軌跡是直線的運(yùn)動叫做直線運(yùn)動,怎樣確定曲線運(yùn)動的速度方向？,觀察,微粒沿什么方向飛出,火星由于慣性，以脫離砂輪時的速度沿砂輪邊緣方向飛出，運(yùn)動的軌跡大致都朝下的,觀察,雨滴沿什么方向飛出,雨滴沿傘邊緣的切線方向飛出,觀察,墨汁沿什么方向飛出,紅墨汁由于慣性，以脫離陀螺時的速度沿陀螺邊緣的切線方向飛出,A,B,思考,什么是曲線的切線？,曲線運(yùn)動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時刻）的速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。,結(jié)論,質(zhì)點(diǎn)沿曲線從左向右運(yùn)動,畫出質(zhì)點(diǎn)在A

2、、B、C 三點(diǎn)的速度方向。,結(jié)論,曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動,什么是變速？,變速,變速直線運(yùn)動,曲線運(yùn)動,結(jié)合以上面的學(xué)習(xí)，你對曲線運(yùn)動有何認(rèn)識？,結(jié)論,1）做曲線運(yùn)動的物體，其速度方向時刻在變化，即速度時刻在變,2）質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時刻）的速度方向在曲線的這一點(diǎn)的切線方向上。,3）曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，既然是變速運(yùn)動，就一定有加速度。,鞏固練習(xí),下列關(guān)于曲線運(yùn)動的說法，正確的是（ ） A.速率不變的曲線運(yùn)動是沒有加速度的 B.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動 C.變速運(yùn)動事實上是曲線運(yùn)動 D.做曲線運(yùn)動的物體一定有加速度,BD,物體做曲線運(yùn)動的條件,為什么有些物體做直線運(yùn)動，有些物體做曲線運(yùn)動？,1

3、、物體有初速度但不受外力時，將做什么運(yùn)動？,3、物體既有初速度又有外力時，將做什么運(yùn)動？,2、物體沒有初速度但受外力時，將做什么運(yùn)動？,當(dāng)初速度與外力不在同一直線上。,討論與思考：,當(dāng)初速度方向與外力方向在同一直線上（方向相同或相反）。,物體做曲線運(yùn)動的條件,物體做曲線運(yùn)動的條件,猜想：當(dāng)物體所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。,物體做曲線運(yùn)動的條件,做曲線運(yùn)動的物體運(yùn)動軌跡、速度方向與其所受合外力方向三者位置關(guān)系如何？,物體運(yùn)動軌跡夾在速度方向和合外力方向之間,問題1,問題2,做曲線運(yùn)動的物體運(yùn)動軌跡彎曲方向與其所受合外力方向有什么關(guān)系呢？,做曲線運(yùn)動的物體所受合

4、外力必指向運(yùn)動軌跡凹的一側(cè),結(jié)論,1）物體做曲線運(yùn)動的條件：當(dāng)物體所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動,2）做曲線運(yùn)動的物體所受合外力必指向運(yùn)動軌跡凹的一側(cè),討論與思考：,1）鏈球運(yùn)動員應(yīng)如何拋出鏈球？,2）水流星的作用原理,如圖,物體在恒力F 作用下沿曲線從 A 運(yùn)動到B , 這時突然使它所受力反向（大小不變），則物體以后的運(yùn)動情況 ( ) A、可能沿曲線 Ba 運(yùn)動 B、可能沿直線 Bb 運(yùn)動 C、可能沿曲線 Bc 運(yùn)動 D、可能沿原曲線由 B 返回 A,C,練習(xí),討論與思考：,y,研究物體在平面里的運(yùn)動,可以建立一個平面直角坐標(biāo)系,P,運(yùn)動的合成與分解,玻璃管不

5、水平運(yùn)動，將其倒置（圖乙），蠟塊怎樣運(yùn)動？,蠟塊近似做豎直向上的勻速直線運(yùn)動,運(yùn)動的合成與分解,將玻璃管倒置，在上升的同時，將玻璃管水平向右勻速移動，觀察蠟塊的運(yùn)動情況,蠟塊做的是斜向上的勻速直線運(yùn)動,玻璃管水平向右勻速，速度為v1.蠟塊在水中能夠勻速上升，速度為v2.,蠟塊的實際運(yùn)動是直線運(yùn)動,方向向哪？多大？,平面運(yùn)動研究,蠟塊參與了兩個運(yùn)動：,分運(yùn)動之一： 玻璃管的水平運(yùn)動。,分運(yùn)動之二： 蠟塊相對玻璃管的豎直運(yùn)動。,（合運(yùn)動）實際運(yùn)動： 兩個分運(yùn)動“矢量”合成。,平面運(yùn)動研究,1、介紹幾個概念：,合運(yùn)動,分運(yùn)動,合運(yùn)動：物體實際發(fā)生的運(yùn)動 分運(yùn)動：假想的與合運(yùn)動同時參與的運(yùn)動 運(yùn)動的合

6、成：由分運(yùn)動求合運(yùn)動的過程 運(yùn)動的分解：由合運(yùn)動求分運(yùn)動的過程,運(yùn)動的合成與分解,合運(yùn)動與分運(yùn)動的聯(lián)系: 運(yùn)動的等時性 合運(yùn)動所需時間和對應(yīng)的每個分運(yùn)動所需時間相等. 運(yùn)動的獨(dú)立性原理 一個物體可以同時參與幾個不同的分運(yùn)動，各個分運(yùn)動獨(dú)立進(jìn)行，互不影響. 運(yùn)動的等效性 合運(yùn)動與分運(yùn)動在效果上是等效替代的關(guān)系 運(yùn)動的同一性 合運(yùn)動與分運(yùn)動必須對同一物體,運(yùn)動的合成與分解,平面運(yùn)動研究,2、合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系的說明：,遵循矢量合成的平行四邊形定則,分速度,分速度,合速度,分加速度,合加速度,位移的合成,運(yùn)動的合成,加速度的合成,分加速度,合位移,分位移,分位移,總結(jié),合運(yùn)動與分運(yùn)動的特點(diǎn),1、合

7、位移與分位移,合速度與分速度,合加速度與分加速度都遵循平行四邊形定則 2、物體實際發(fā)生的運(yùn)動才是合運(yùn)動 3. 等時性、等效性、獨(dú)立性、同一性,應(yīng)用,例一：將一小球豎直向上拋出（忽略空氣阻力），小球做勻減速直線運(yùn)動，這個運(yùn)動你可以分成哪兩種運(yùn)動？,勻減速直線運(yùn)動可看成一個豎直向上的勻速直線運(yùn)動和另一個自由落體運(yùn)動。,例二：一輛汽車以一定的初速度在水平公路上勻加速直線運(yùn)動，這個運(yùn)動你可以分成哪兩種運(yùn)動？,應(yīng)用,小船過河問題,一艘小船在100m寬的河中橫渡到對岸，已知水流速度是3m/s，小船在靜水中的速度是4m/s，,求：（1）欲使航行距離最短，船應(yīng)該怎樣渡河？渡河時間多長？,分析:航程最短,d,設(shè)

8、船頭指向與上游河岸成：,結(jié)論：當(dāng)v船v水時，最短航程等于河寬d。,解：、當(dāng)船頭指向斜上游，與岸夾角為時，合運(yùn)動垂直河岸，航程最短，數(shù)值等于河寬100米。,過河時間：,合速度：,則cos =,應(yīng)用,一艘小船在100m寬的河中橫渡到對岸，已知水流速度是3m/s，小船在靜水中的速度是4m/s，求：（2）欲使船渡河時間最短，船應(yīng)該怎樣渡河？最短時間是多少？船經(jīng)過的位移多大？,分析：時間最短,d,結(jié)論：欲使船渡河時間最短，船頭的方向應(yīng)該垂直于河岸。,解:當(dāng)船頭垂直河岸時，所用時間最短,最短時間 此時合速度 此時航程,例2:若河寬仍為100m，已知水流速度是4m/s，小船在靜水中的速度是3m/s，即船速（

9、靜水中）小于水速。 求：（1）欲使船渡河時間最短，船應(yīng)該怎樣渡河？ （2）欲使航行距離最短，船應(yīng)該怎樣渡河？最短航線是河寬嗎？,結(jié)論：當(dāng)v船 v水時，最短航程不等于河寬d。,船頭指向與上游河岸成：,總結(jié),當(dāng)V船 V水,當(dāng)V船 V水,最短時間：,最短位移：,船頭指向與上游河岸成：,如果： 、在船頭始終垂直對岸的情況下，在行駛到河中間時，水流速度突然增大，過河時間如何變化？ 、為了垂直到達(dá)河對岸，在行駛到河中間時，水流速度突然增大，過河時間如何變化？,答案：不變,1、互成角度的兩個勻速直線運(yùn)動合運(yùn)動，下列說法正確的是 ( ) A、一定是直線運(yùn)動 B、一定是曲線運(yùn)動 C、可能是直線，也可能是曲線運(yùn)動

10、 D、以上都不符,A,2、互成角度的一個勻速直線運(yùn)動和一個勻變速直線運(yùn)動的合運(yùn)動，正確說法是( ) A、一定是直線運(yùn)動 B、一定是曲線運(yùn)動 C、可能是直線運(yùn)動，也可能是曲線運(yùn)動 D、以上都不對,B,3一條河寬400 m，船在靜水中的速度是4 m/s，水流速度是5 m/s，則 () A該船一定不能垂直于河岸到達(dá)對岸 B當(dāng)船頭垂直河岸橫渡時過河所用時間最短 C船橫渡到對岸時，船相對岸的最小位移為400 m D該船渡河的最小速度是4 m/s,AB,12一條探險小船沿著d200 m寬的河的中線漂流，突然發(fā)現(xiàn)河的下游不遠(yuǎn)處是一個瀑布，河水流入很深的溝底，如果小船掉下去探險隊員生還的可能幾乎為零，為了避免

11、危險應(yīng)使小船在盡量遠(yuǎn)離瀑布的地方靠岸已知水速為v04 m/s，小船在靜水中速度為v2 m/s，要使小船靠岸地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離瀑布，船頭應(yīng)指向什么方向？,2.繩拉物牽連速度問題,運(yùn)動的合成和分解的應(yīng)用,【例題2】如圖所示，纖繩以恒定速率v沿水平方向通過定滑輪牽引小船靠岸，繩與水面夾角為時，則船靠岸的速度是 ，若使船勻速靠岸，則纖繩的速度是 。（填：勻速、加速、減速）,【例題1】如圖所示，汽車沿水平路面以恒定速度v前進(jìn)，則當(dāng)拉繩與水平方向成角時，被吊起的物體B的速度為vB= ，物體上升的運(yùn)動是_ (填“加速”、“減速”、“勻速”）,B,【例題3】光滑水平面上有A、B兩個物體，通過一根跨過定滑輪的輕繩子相連，如圖，它們的質(zhì)量分別為mA和mB，當(dāng)水平力F拉著A且繩子與水平面夾角為A45O， B