物體做曲線運動的條完整版資料

第五章曲線運動本章教材分析本章綜述必修1中所研討的運動都是直線運動，而且是直線運動的一些特殊方式，如勻速直線運動、勻變速直線運動等，但現(xiàn)實世界中的運動大多不是直線運動而是曲線運動．曲線運動是較為復(fù)雜的運動，研討曲線運動的根本思想方法是將所學(xué)的矢量的合成與分解、牛頓運動定律、力和運動的關(guān)系等知識進展合理的遷移運用．本章內(nèi)容可分為三個單元：第一單元(第一節(jié))：講述了物體做曲線運動的條件和曲線運動的特點；第二單元(第二～三節(jié))：曲線運動的研討方法，用曲線運動的研討方法詳細研討了拋體運動的特點和規(guī)律；第三單元(第四～七節(jié))：學(xué)習(xí)勻速圓周運動的描畫方法和根本規(guī)律及勻速圓周運動規(guī)律的運用實例．重點難點本章重點：(1)曲線運動的速度方向、合運動、分運動、運動的合成與分解、線速度、角速度、向心加速度、向心力．(2)物體做曲線運動的條件、運動的獨立性原理、平行四邊形定那么、平拋運動的規(guī)律．(3)物體做平拋運動的探求實驗．本章難點：(1)對運動的矢量特性、運動的合成與分解、曲線運動的條件、運動的獨立性原理的了解．(2)對向心加速度、向心力的了解．(3)對做圓周運動的物體的受力分析與向心力來源的分析．學(xué)習(xí)方法指點1．留意知識的聯(lián)絡(luò)和拓展：本章是運動學(xué)和動力學(xué)知識在曲線運動上的詳細運用，我們要認識到：牛頓運動定律同樣適用于曲線運動，是反映物體機械運動的根本定律．有關(guān)必修1與本章的聯(lián)絡(luò)拓展，可以用以下的框圖來表示：第一章：學(xué)慣用時間、位移、速度、加速度等物理量以及參考系、坐標系來描畫直線運動?第五章：進一步學(xué)慣用兩個維度的位移、速度來描畫拋體運動；用角速度、線速度、向心加速度來描畫勻速圓周運動第二章：學(xué)習(xí)勻變速直線運動速度——時間關(guān)系、位移——時間關(guān)系和速度——位移關(guān)系?第五章：分兩個維度研討拋體運動的規(guī)律；學(xué)習(xí)勻速圓周運動中周期、半徑、角速度、線速度、向心加速度間的相互關(guān)系第三章：按力的種類學(xué)習(xí)重力、彈力、摩擦力的根本知識；學(xué)習(xí)力的合成、分解的平行四邊形定那么?第五章：根據(jù)力的效果學(xué)習(xí)向心力的根本知識；學(xué)慣用矢量運算的平行四邊形定那么分析運動的合成和分解問題第四章：學(xué)習(xí)牛頓運動定律知識；了解力和加速度的關(guān)系；用牛頓第二定律處理勻變速直線運動問題?第五章：用牛頓第二定律分析向心力；認識向心力和向心加速度的關(guān)系；用牛頓運動定律處理圓周運動2.注重物理思想和方法的領(lǐng)會：將拋體運動分解成兩個維度的直線運動，其目的是利用知的直線運動的規(guī)律來研討復(fù)雜的曲線運動，這其中浸透了物理學(xué)“化曲為直〞“化繁為簡〞的方法及“等效代換〞“正交分解〞的思想方法．3．留意知識的遷移轉(zhuǎn)化：對于類平拋運動，完全可以根據(jù)處理平拋運動的方法去處理分析，只需把加速度g變?yōu)閍，那么一切的規(guī)律就都可以自創(chuàng)、遷移，從而加強了靈敏運用物理規(guī)律的才干．4．留意把握重點難點：平拋運動的規(guī)律及其研討方法、圓周運動的角速度、線速度、向心加速度及做圓周運動的物體的力與運動的關(guān)系是需求重點掌握的內(nèi)容．第1節(jié)曲線運動第1課時

曲線運動的位移、速度及運動描畫的實例1．知道什么叫曲線運動．2．知道曲線運動中速度的方向，能在軌跡圖上畫出速度方向．3．知道曲線運動是一種變速運動．4．了解合運動和分運動的概念及其關(guān)系．學(xué)習(xí)目的導(dǎo)航2．特點：做曲線運動的質(zhì)點的③________時辰發(fā)生變化，即速度時辰發(fā)生變化，因此曲線運動一定是④________運動．思索討論：數(shù)學(xué)上切線與物理上切線有何區(qū)別？2．再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時將玻璃管程度向右挪動，察看蠟塊的運動情況．3．以開場時蠟塊的位置為原點，建立平面直角坐標系，如圖．設(shè)蠟塊勻速上升的速度為vy，玻璃管程度向右挪動的速度為vx.(1)從蠟塊開場運動的時辰計時，那么t時辰蠟塊的位置坐標為x＝⑥________，y＝⑦________.(2)蠟塊的運動軌跡y＝⑧________是直線．(3)蠟塊的速度大小v＝⑨________，速度的方向滿足tanθ＝⑩________.(4)結(jié)論：蠟塊的運動可分解為?________的運動和?________的運動，這兩個運動都叫做分運動，蠟塊實踐參與的運動叫做合運動．答案：(2)描畫法：對于做曲線運動的物體，其位移可以用坐標軸方向的分矢量來表示．假設(shè)坐標原點為位移的起點，那么位移也可以用位移矢量末端點的坐標來表示．要點2曲線運動的速度1．曲線運動速度的方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，即沿曲線在這一點的切線方向．2．割線和切線如下圖，過曲線上的A、B兩點作直線，這條直線叫割線，想象B點逐漸向A點挪動，這條割線的位置也就不斷變化．當B點非常非常接近A點時，這條割線就叫做曲線在A點的切線．3．曲線運動的特點(1)速度是有大小和方向的物理量，是矢量，不論大小發(fā)生變化，還是方向發(fā)生變化，都是速度發(fā)生變化了．(2)物體做曲線運動時，由于曲線上各點的切線方向是不同的，所以速度的方向時辰在變化，即速度就發(fā)生了變化，所以曲線運動一定是變速運動．特別提示：曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動.由于當速度大小發(fā)生變化，而方向不變時，物體做直線運動，如自在落體運動.要點3合運動、分運動、運動的合成與分解1．合運動與分運動假設(shè)物體同時參與了幾個運動，那么物體實踐發(fā)生的運動就是合運動，同時參與的每一個運動，叫做分運動．2．合運動與分運動的關(guān)系(1)同體性：合運動和它的分運動必需對應(yīng)同一個物體的運動．一個物體的合運動與另一個物體的分運動沒有關(guān)系．(2)運動的合成與分解的方法：運動的合成與分解是指描畫運動的各物理量，即位移、速度、加速度的合成與分解，由于它們都是矢量，遵照平行四邊形定那么．①假設(shè)兩個分運動都在同一條直線上，需選取正方向，與正方向同向的量取“＋〞，與正方向反向的量取“－〞，那么矢量運算簡化為代數(shù)運算．④運動的分解方法：實際上講一個合運動可以分解成無數(shù)組分運動，但在處理實踐問題時不可以隨心所欲地隨意分解．實踐進展運動的分解時，需留意以下幾個問題：a．確認合運動，就是物體實踐表現(xiàn)出來的運動．b．明確實踐運動是同時參與了哪兩個分運動的結(jié)果，找到兩個參與的分運動．c．正交分解法是運動分解最常用的方法，選擇哪兩個相互垂直的方向進展分解是求解問題的關(guān)鍵．(3)運動的合成與分解是研討曲線運動規(guī)律最根本的方法，它的指點思想就是“化曲為直〞，化復(fù)雜為簡單的等效處置觀念．在實踐問題中應(yīng)留意對合運動與分運動的判別．合運動就是物體相對于察看者所做的實踐運動，只需深化發(fā)掘物體運動的實踐效果，才干正確分解物體的運動．特別提示：合運動一定是物體的實踐運動.不在同一時間內(nèi)發(fā)生的運動、不是同一物體參與的運動不能合成.要點4小船渡河問題的分析1．處置方法：小船在有一定流速的水中過河時，實踐上參與了兩個方向的分運動，即小船渡河的運動看做隨水流的運動(水沖船的運動)和小船相對于水的運動(即在靜水中船的運動)的合運動．船的實踐運動是合運動．2．渡河的兩類問題設(shè)河的寬度為d，船在靜水中的速度為v船，水流的速度為v水．(1)渡河時間最短問題曲線運動的特點之一是速度方向時辰發(fā)生變化，故A正確；(2)蠟塊的運動軌跡y＝⑧________是直線．規(guī)律總結(jié)：合運動就是物體的實踐運動，一個運動可以看做物體同時參與了幾個運動，這幾個運動就是物體實踐運動的分運動.D．由兩分速度的大小就可確定合速度的大小第三單元(第四～七節(jié))：學(xué)習(xí)勻速圓周運動的描畫方法和根本規(guī)律及勻速圓周運動規(guī)律的運用實例．要點5用相對運動規(guī)律來處置運動的合成與分解規(guī)律總結(jié)：留意掌握曲線運動的特點：合力(加速度)不為零，且與速度不在一條直線上.曲線運動的特點之一是速度方向時辰發(fā)生變化，故A正確；B．水流速度越大，那么道路越短，過河時間也越短第四章：學(xué)習(xí)牛頓運動定律知識；(1)把物體實踐速度分解為垂直于繩和沿繩的兩個分量，根據(jù)沿繩方向的分速度大小一樣列方程求解．以小船渡河為例加以闡明：解析：速度是矢量，是按照平行四邊形定那么進展合成的．合運動的速度可大于兩分運動的速度，也可小于兩分運動的速度，A、B均錯．速度既然是矢量，只能用平行四邊形定那么合成，只知大小無法計算合速度，故D錯．A、B、C三點不是軌跡上的特殊點，只能大體畫出切線方向．用箭頭標出，如上圖所示．(1)把物體實踐速度分解為垂直于繩和沿繩的兩個分量，根據(jù)沿繩方向的分速度大小一樣列方程求解．①在分析渡河時間問題時，我們將船的運動沿平行河岸和垂直河岸進展分解，于是船速v船可分解為平行河岸的分量v∥和垂直河岸的分量v⊥，如下圖，而水速v水在垂直河岸方向沒有分量，對小船過河時間沒有影響．要點5用相對運動規(guī)律來處置運動的合成與分解相對運動速度(加速度)合成規(guī)律：絕對速度v1：研討對象對靜止參考系的速度．牽連速度v2：運動參考系對靜止參考系的速度．相對速度v12：研討對象對運動參考系的速度．關(guān)系：絕對速度＝牽連速度＋相對速度公式：v1＝v2＋v12或v12＝v1－v2.(均為矢量運算)以小船渡河為例加以闡明：船(A)—研討對象水(B)—運動參考系岸(C)—靜止參考系絕對速度v1＝vAC：船對岸的速度牽連速度v2＝vBC：水對岸的速度相對速度v12＝vAB：船對水的速度那么有：vAC＝vAB＋vBC，或v船岸＝v船水＋v水岸，或v船岸＝v船水－v岸水．題型1對曲線運動特點的了解和曲線運動速度方向的斷定例1以下說法中正確的選項是()A．做曲線運動的物體速度方向必定變化B．速度變化的運動必定是曲線運動C．加速度恒定的運動不能夠是曲線運動D．加速度變化的運動必定是曲線運動題型分類指點答案：A解析：解答此題的關(guān)鍵是知道曲線運動的速度方向是變化的，合力、加速度的方向與速度不共線．曲線運動的特點之一是速度方向時辰發(fā)生變化，故A正確；速度變化包含三種情況：一是僅速度大小變化；二是僅速度方向變化；三是速度大小、方向都變化．假設(shè)只是速度大小變化，那么物體做直線運動，B錯；不論加速度能否恒定，只需加速度方向與速度方向不在同不斷線上，物體就做曲線運動，反之，物體就做直線運動，C、D錯．規(guī)律總結(jié)：留意掌握曲線運動的特點：合力(加速度)不為零，且與速度不在一條直線上.解析：曲線運動中質(zhì)點在某點的運動方向即瞬時速度方向是曲線上這一點的切線方向，A、B、C、D、E、F六個點的速度方向應(yīng)是所在曲線上該點的切線方向(切線方向有兩個，是與物體運動方向一樣的那個切線方向)，其中D點是程度向右，E點是程度向左，F(xiàn)點是豎直向上．A、B、C三點不是軌跡上的特殊點，只能大體畫出切線方向．用箭頭標出，如上圖所示．小結(jié)：速度是描畫曲線運動的重要物理量，在曲線運動中標出速度方向時，要盡量準確，以防影響解題．題型2對合運動與分運動的了解和辨析例2對于兩個分運動，以下說法正確的選項是()A．合運動的速度一定大于兩分運動的速度B．合運動的速度一定大于其中一個分運動的速度C．合運動的方向就是物體實踐運動的方向D．由兩分速度的大小就可確定合速度的大小答案：C解析：速度是矢量，是按照平行四邊形定那么進展合成的．合運動的速度可大于兩分運動的速度，也可小于兩分運動的速度，A、B均錯．速度既然是矢量，只能用平行四邊形定那么合成，只知大小無法計算合速度，故D錯．規(guī)律總結(jié)：合運動就是物體的實踐運動，一個運動可以看做物體同時參與了幾個運動，這幾個運動就是物體實踐運動的分運動.物體的實踐運動(合運動)的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分運動的位移、速度、加速度就是它的分位移、分速度、分加速度.變式訓(xùn)練2關(guān)于運動的合成與分解，以下說法正確的選項是()A．由兩個分運動求合運動，合運動是獨一確定的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，才干將這個運動分解為兩個分運動D．任何方式的運動，都可以用幾個分運動替代答案：ABD解析：根據(jù)平行四邊形定那么，兩個分運動的合運動就是以兩個分運動為鄰邊的平行四邊形的對角線，A正確．而將合運動分解為兩個分運動時，可以在不同方向上分解，從而得到不同的解，B正確．任何方式的運動都可以分解，如豎直上拋運動可以分解成自在落體運動和勻速直線運動的合運動，故C不對，D正確．題型3小船渡河問題例3河寬d＝100m，水流速度v1＝3m/s，船在靜水中的速度是v2＝4m/s.求：(1)欲使船渡河時間最短，船應(yīng)怎樣渡河？最短時間是多少？船經(jīng)過的位移多大？(2)欲使船航行間隔最短，船應(yīng)怎樣渡河？渡河時間多長？規(guī)律總結(jié)：船頭指向?qū)Π稌r船不會到達正對岸，此時渡河時間最短，但不是航程最短，假設(shè)v船>v水，船能到達正對岸，此時最短航程為河的寬度，假設(shè)v船<v水時，要留意船的合運動不能夠與河岸垂直.變式訓(xùn)練3某人乘船橫渡一條小河，船速和水速一定，且船速大于水速，假設(shè)渡河的最短時間為t1，用最短的位移渡河的時間為t2，那么船速與水速之比為________．那么圖甲中vA與vB，圖乙中v0與v有什么關(guān)系呢？2．規(guī)律：由于繩不可伸長，繩兩端所連物體的速度沿著繩方向的分速度大小一樣．3．速度分解方法：把物體的實踐運動看成合運動：(1)把物體實踐速度分解為垂直于繩和沿繩的兩個分量，根據(jù)沿繩方向的分速度大小一樣列方程求解．(2)以上所說的“速度〞沿繩方向的分量指的是“瞬時速度〞，而不是“平均速度〞.1．處置方法：小船在有一定流速的水中過河時，實踐上參與了兩個方向的分運動，即小船渡河的運動看做隨水流的運動(水沖船的運動)和小船相對于水的運動(即在靜水中船的運動)的合運動．船的實踐運動是合運動．假設(shè)物體同時參與了幾個運動，那么物體實踐發(fā)生的運動就是合運動，同時參與的每一個運動，叫做分運動．b．明確實踐運動是同時參與了哪兩個分運動的結(jié)果，找到兩個參與的分運動．合運動一定是物體的實踐運動.題型3小船渡河問題規(guī)律總結(jié)：合運動就是物體的實踐運動，一個運動可以看做物體同時參與了幾個運動，這幾個運動就是物體實踐運動的分運動.2．特點：做曲線運動的質(zhì)點的③________時辰發(fā)生變化，即速度時辰發(fā)生變化，因此曲線運動一定是④________運動．學(xué)習(xí)力的合成、分解的平行四邊形定那么變式訓(xùn)練3某人乘船橫渡一條小河，船速和水速一定，且船速大于水速，假設(shè)渡河的最短時間為t1，用最短的位移渡河的時間為t2，那么船速與水速之比為________．A．合運動的速度一定大于兩分運動的速度曲線運動的特點之一是速度方向時辰發(fā)生變化，故A正確；(2)物體做曲線運動時，由于曲線上各點的切線方向是不同的，所以速度的方向時辰在變化，即速度就發(fā)生了變化，所以曲線運動一定是變速運動．(3)蠟塊的速度大小v＝⑨________，速度的方向滿足tanθ＝⑩________.第二章：學(xué)習(xí)勻變速直線運動速度——時間關(guān)系、位移——時間關(guān)系和速度——位移關(guān)系解析：速度是矢量，是按照平行四邊形定那么進展合成的．合運動的速度可大于兩分運動的速度，也可小于兩分運動的速度，A、B均錯．速度既然是矢量，只能用平行四邊形定那么合成，只知大小無法計算合速度，故D錯．相對速度v12：研討對象對運動參考系的速度．規(guī)律總結(jié)：用繩相連的兩個物體的速度大小和方向都可以不同，但兩物體沿繩方向的分速度大小一定一樣.答案：tanα:1解析：a、b兩球的速度表示圖如圖乙所示，a、b沿桿的分速度相等，即vacosα＝vbsinα，解得va:vb＝tanα:1.小結(jié)：在進展速度分解時，首先要分清合速度與分速度，物體拉繩(或繩拉物體)運動速度的分解，應(yīng)按運動的實踐效果進展分解，物體運動的速度v(即繩子末端的速度)為合速度，物體速度v在繩方向的分速度v1就是收繩或拉繩的速度，另一個分速度v2垂直于繩．假設(shè)有兩物體經(jīng)過不可伸長的繩銜接，那么兩物體沿繩方向的分速度大小相等．隨堂穩(wěn)定訓(xùn)練答案：B解析：由題意知，質(zhì)點沿曲線由a向e運動，由各點的瞬時速度方向沿切線方向可知：b、d兩點的速度方向大致一樣．答案：D解析：做曲線運動的物體速度方向時辰改動，即使速度大小不變，速度方向