高中物理(新人教必修二)5.1《曲線運動》課件1

1、第五章曲線運動1曲線運動1什么是曲線運動？2曲線運動運動方向的判斷速度方向？3曲線運動的條件？1運動軌跡是_的運動，稱為曲線運動在曲線運動中，質(zhì)點在某一點(或某一時刻)的速度方向就是曲線在這一點的_方向曲線運動中速度方向是時刻改變的，所以曲線運動是一種_運動曲線切線變速2曲線運動的位移：如圖 511 所示，做曲線運動的物l體從 O 點運動到 A 點，它的位移是_圖 5113質(zhì)點做曲線運動時，質(zhì)點的路程總是_位移的大??；受到的合外力和速度一定不為_ ，合外力方向指向_大于零曲線內(nèi)側(cè)分運動4分運動和合運動：一個物體同時參與幾個運動，參與的這幾個運動都屬于_，而物體的實際運動就是合運動(1)同一條直

2、線上的兩個分運動的合成：同向相_，反向相_結(jié)合抵消平行四邊形定則(2)不在同一條直線上的兩個分運動合成時，遵循_5做曲線運動的物體，在運動過程中，一定變化的物理量是( B )A速率C合外力B速度D加速度解析：曲線運動的速度大小可能不變，所以速率可能不變，A 錯誤；而速度的方向一定隨時改變，所以速度一定改變，B正確；曲線運動可能是勻變速運動，所以合外力可能不變，由牛頓第二定律知，加速度也可能不變，C、D 錯誤6(雙選)關(guān)于運動的合成與分解，下列說法正確的是(A由兩個分運動求合運動，合運動不是唯一確定的)B由合運動分解為兩個分運動，可以有不同的分解方法C物體做曲線運動時，才能將這個運動分解為兩個分

3、運動D任何形式的運動，都可以用幾個分運動來代替解析：如果分運動確定了，合運動也是唯一確定的，A 錯誤；合運動分解為兩個分運動時，可以根據(jù)運動的實際效果分解或正交分解，B 正確；任何形式的運動，可以用兩個或兩個以上的分運動來代替，只要分運動與合運動的運動效果一致就可以了，C錯誤、D 正確BD知識點1曲線運動及其速度方向生活中大部分的運動都是曲線運動，如圖512 甲中絢麗的曲線就是汽車行駛時，其車燈在相機里經(jīng)過長時間曝光留下的“路徑”那么曲線運動有什么特點呢？圖512討論：曲線小于(1)曲線運動的軌跡是_，其位移大小始終_路程(2)圖乙中雨點沿雨傘邊緣的_方向飛出，圖丙中泥漿沿車輪邊緣的_方向飛出

4、切線切線(3)根據(jù)牛頓第一定律，雨點離開雨傘后，泥漿離開車輪后，不再受到力的作用，由于_會保持脫離曲線時的速度做_運動慣性勻速直線(4)質(zhì)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(zhì)點所在位置處的曲線切線方向一致，并指向質(zhì)點運動的方向曲線運動中質(zhì)點在某點的瞬時速度方向，就是質(zhì)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1曲線運動：(1)定義：運動軌跡是曲線的運動(2)位移：由物體運動的起始點指向到達位置的有向線段位移的大小總小于物體運動的路程2曲線運動的速度方向：(1)運動方向：質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是曲線在這一

5、點的切線方向(2)理解：切線方向和物體的運動趨向(軌跡的延伸方向)相對應如圖 513 所示圖 513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3曲線運動的特點：(1)曲線運動一定是變速運動，但不一定是勻變速運動(2)曲線運動的速度大小不一定變化，但速度方向一定變化(3)曲線運動一定具有加速度，一定受到合外力的作用(4)變速運動可能是直線運動，也可能是曲線運動；加速度恒定的勻變速運動也可能是曲線運動【例1】(雙選)一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動，則

6、在這段時間內(nèi)()A速度方向一定在不斷地改變，加速度可以為零B速度方向一定在不斷地改變，加速度不可以為零C速度大小可以不變，加速度可以為零D速度大小可以不變，加速度不可以為零解析：由于物體做曲線運動，則速度方向一定變化，也就是速度一定發(fā)生變化，但速度的大小不一定發(fā)生變化，故物體必有加速度，由此可知 B、D 正確答案：BD【觸類旁通】1(雙選)關(guān)于曲線運動的速度，下列說法正確的是()A速度的大小與方向都在時刻變化CDB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(zhì)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

7、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(zhì)點在某一點的速度方向就是軌跡上該點的切線方向，D 正確知識點2速度的合成與分解如圖514 所示為某戰(zhàn)斗機飛行時投彈的情景顯然投出的彈頭的運動看起來是直線運動，這其實是彈頭在豎直方向上的分運動如圖 515 所示，是個耍猴雜技，猴子沿直桿由A 向B勻速向上爬，向上爬行的速度為0.3 m/s，同時人用頭頂著直桿水平勻速移動，移動的速度為0.4 m/s，已知在 10 s 內(nèi)，猴子由A 運動到 B，而人由甲位置運動到了乙位置圖 514圖 515討論：分水平豎直(1)一個物體的合運動，即實際運動可以分解為幾個_運動來描述(2) 猴子的

8、實際運動可以分解成與人勻速移動一樣的_方向的分運動和沿桿勻速爬行的_方向的分運動，這兩個分運動互相垂直(3)猴子在水平方向上的位移，與人在水平方向上的位移相同，是_，而豎直方向的位移為_，從圖 515 中看，這兩個位移所構(gòu)成的平行四邊形的對角線剛好就是猴子的實際總位移，為_4 m3 m5 m(4)猴子在水平方向的速度與人在水平方向的速度都一樣，為 0.4 m/s，而在豎直方向的速度為 0.3 m/s，從圖 515 中看，這兩個速度所構(gòu)成的平行四邊形的對角線剛好就是猴子的實際總速度，為_0.5 m/s(5)猴子運動的分位移、分速度的合成都遵從矢量的合成法則，即_定則平行四邊形1合運動與分運動：如

9、果物體同時參與了幾個運動，那么物體實際發(fā)生的運動稱為合運動，參與的運動稱為分運動2合運動與分運動的關(guān)系：(1)獨立性：分運動之間互不相干，互不影響(2)等時性：各個分運動及其合運動同時發(fā)生，同時結(jié)束(3)等效性：各個分運動疊加起來的效果與合運動相同，合運動與分運動是等效替代關(guān)系，同一運動中不能重復考慮(4)同一性：合運動與分運動必須是同一物體，相對同一個參考系來描述3運動的合成與分解：已知分運動求合運動，叫做運動的合成；已知合運動求分運動，叫做運動的分解(1)運動的分解是運動的合成的逆過程(2)分解方法：根據(jù)運動的實際效果分解或正交分解4運算法則：運動的合成與分解是指位移、速度、加速度矢量的合

10、成與分解，必須按實際情況進行，遵從平行四邊形定則(1)兩個分運動在同一直線上時，同向相結(jié)合，反向相抵消(2)兩個分運動不在同一直線上時，按照平行四邊形定則或三角形法則進行合成5運動分解的原則：(1)等效性原則：兩個分運動的效果與合運動的實際效果，完全等效，可以互相替代(2)符合實際的原則：根據(jù)分運動的實際效果將合運動分解(3)解題方便的原則：根據(jù)解題的需要按具體情況進行分解【例 2】一艘小船在 100 m 寬的河中橫渡到對岸，已知水流速度 v13 m/s，小船在靜水中的速度 v24 m/s.問：(1)欲使船渡河時間最短，船應該怎樣渡河？最短時間是多少？船經(jīng)過的位移多大？(2)欲使航行距離最短，

11、船應該怎樣渡河？渡河時間多長？解：(1)欲使船渡河時間最短，船頭的方向應該垂直于河岸，如圖 516 所示船經(jīng)過的位移大小圖516圖 517(2)船渡河的最短位移即為河寬，船的合速度的方向應垂直于河岸，如圖 517 所示規(guī)律延伸：當v1v2 時，求船渡河的最小位移此時船不能垂直渡河，設(shè)船頭的指向與合速度成角，合速度與水流方向成角，如圖518 所示顯然越大位移越小，以v2 的末端為圓心，以v1 的大小為半徑作圓，顯然當90時，位移最小，即當船頭的指向和實際運動方向垂直時，渡河位移最小，為s圖518【觸類旁通】2關(guān)于運動的合成，下列說法正確的是()CA合運動的速度一定比每一個分運動的速度大B兩個直線

12、運動的合運動一定是直線運動C兩個分運動的時間一定與合運動的時間相等D合運動的加速度一定比每個分運動的加速度大3(2012年佛山高一期末)寬為d 的一條河，越靠近河中心水的流速越大，小船在靜水中的速度為 v0，渡河時船頭垂直河)C岸，則下列說法錯誤的是( dA渡河時間為 v0B用此種方式渡河，所用的時間最短C小船渡河的軌跡為直線D小船到達河中心時速度最大4(雙選，2012 年中山高一期末)當船速大于水速時，下列關(guān)于渡船的說法正確的是()BDA船頭方向斜向上游，渡河時間最短B船頭方向垂直河岸，渡河時間最短C當水流速度變大時，渡河的最短時間變長D當水流速度變化時，渡河的最短時間不變知識點3曲線運動的

13、條件如圖519 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圖 519討論：水平向左水平向左直線(1)圖甲中，小鐵球從滑軌滾下時，速度方向_，由于磁鐵對小鐵球的吸引，小鐵球在桌面上受到的合外力方向_，初速度方向和合外力方向在同一_上，小鐵球在桌面上做加速直線運動水平向左指向磁鐵(2)圖乙中，小鐵球從滑軌滾下時，速度方向_，由于磁鐵對小鐵球的吸引，小鐵球在桌面上受到的合外力方向_，初速度方向和合外力方向_同一直線上，小鐵球在桌面上做_運動曲線合外力初速度(3)當物體所受

14、的_方向與_方向在同一直線上時，物體做直線運動，不在同一直線上時，物體做曲線運動不在1物體做曲線運動的條件：(1)條件：當物體受到的合外力與其運動方向不共線時，物體將做曲線運動，與其受到的合外力大小及合外力是否變化無關(guān)(2)合外力的作用效果：研究曲線運動時，可將物體所受的合外力沿速度方向(切線)和垂直速度的方向(法線)進行分解如圖 5110 所示，切線方向上的分力 F1 將產(chǎn)生切向加速度，其作用是改變速度的大小，而垂直速度方向上的分力 F2 將產(chǎn)生法向(向心)加速度，其作用是改變速度的方向圖 5110圖 5111(3)合外力與軌跡的關(guān)系：物體在做曲線運動時，它所受的合外力總是指向運動軌跡曲線的

15、凹側(cè)，物體的加速度也指向該曲線的凹側(cè)，也就是說運動軌跡向合外力的方向偏轉(zhuǎn)，即物體的運動軌跡夾在速度矢量與合外力矢量之間，如圖 5111 所示2質(zhì)點運動性質(zhì)的判斷：(1)a(或 F)跟 v 在同一直線上時物體做直線運動：a 恒定時做勻變速直線運動；a 變化時做變加速直線運動(2)a(或 F)跟 v 不在同一直線上時物體做曲線運動：a 恒定時做勻變速曲線運動；a 變化時做變加速曲線運動3判斷兩個互成角度的直線運動的合運動：(1)兩個分運動是勻速直線運動，則合運動是勻速直線運動(2)有加速度時，加速度恒定，為勻變速運動；加速度變化，為變加速運動v、a 同向，物體做勻加速直線運動；v、a 反向，物體做

16、勻減速直線運動v、a 成角度，物體做變速曲線運動(軌跡在 v、a 之間，和速度 v 的方向相切，逐漸向 a 的方向接近，但不可能達到，如圖 5112 所示)圖 5112【例 3】質(zhì)點在力 F1、F2、F3 的作用下做勻速直線運動)若突然撤去 F1，則該質(zhì)點(A可能做曲線運動B可能做勻速直線運動C一定做勻變速直線運動D一定做變速曲線運動解析：由題意可知，F(xiàn)1、F2、F3 的合外力為零當撤去 F1后，質(zhì)點受到的合外力與 F1 方向相反、大小相等因而質(zhì)點所受的合外力恒定，當 F1 的方向與v 的方向在同一直線上時，物體做勻變速直線運動；當 F1 的方向與 v 的方向不在同一直線上時，質(zhì)點做勻變速曲線

17、運動故 A 正確答案：A【觸類旁通】5(雙選)下列說法正確的是()CDA物體在恒力作用下不可能做曲線運動B物體在變力作用下不可能做直線運動C物體在變力或恒力作用下都有可能做曲線運動D物體在變力或恒力作用下都有可能做直線運動解析：合外力方向與速度方向在同一直線上時，物體做直線運動，合外力恒定，物體做勻變速直線運動，合外力變化，物體做非勻變速直線運動；反之，合外力方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動，合外力可以恒定，也可以變化6若已知物體運動的初速度 v0的方向及它受到的恒定合外力 F 的方向，下列圖中 a、b、c、d 分別表示物體運動的軌跡，其中正確的是()B解析：物體在做曲線運動時，

18、它所受的合外力總是指向物體運動軌跡的凹側(cè)，且它的運動軌跡夾在速度矢量與合外力矢量之間連帶問題的速度分解1主要是指由繩子、桿端所連接的運動問題，易錯的地方是分不清哪個是合運動哪個是分運動2解題方法：(1)找合速度：連接點(包括繩端、桿端或其端點所連接的物體)的實際運動才是合運動注意：沿繩或桿方向的運動一般不是合運動，只有它們與實際運動方向相同時才是合運動(2)分解速度：將各端點的合速度沿繩或桿的方向及與繩或桿垂直的方向分解(3)關(guān)聯(lián)：合速度在沿繩或桿方向的分速度與繩端或桿端的速度大小和方向都相等【例4】如圖 5113 所示 ，汽車以 v0 的速度用繩子通過滑輪勻速牽引船前進，試求船的速度為多大？圖 5113錯因：誤認為船的速度大小等于繩子的速度大小正解：船的運動可以看做是兩個分運動的合運動，即沿繩子方向的運動(速度為v0)和垂直于繩子方向的運動(該運動是以定滑輪為圓心的擺動，它對運動的