2014-2015学年高中物理必修二人教版课件51曲线运动

物理必修2（人教版 ） 第五章 曲线运动 第一节 曲 线 运 动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 情 景 切 入 树叶在秋风中翩翩落下，树叶的 运动轨迹是曲线；铅球被掷出后在重 力作用下落向地面，铅球的运动轨迹 是曲线；在NBA比赛中，运动员高高 跳起，投出的篮球在空中的运动轨迹 是曲线；标志着中国航天实力、令国 人扬眉吐气的“神舟十号”载人飞船 和“嫦娥一号”探测器，进入太空后 的运动轨迹也是曲线 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 标 点 击 1知道什么是曲线运动 2会用平面直角坐标系描述曲线运动的位移 3知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的 4知道物体做曲线运动的条件 5理解运动的合成和分解，会用运动合成和分解研 究实际问题 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 情景切入 课前导读 知识解惑 栏目链接 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 一、曲线运动的位移和速度 1曲线运动的定义 所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类，即 _运动和_运动运动轨迹为曲线的运动叫 做曲线运动 2曲线运动的位移 曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位 置的_曲线运动的位移是_，其大小为有 向线段的长度，方向是从出发点指向所研究的位置 直线 曲线 有向线段矢量 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 3曲线运动的速度 (1)物体做曲线运动时，速度的_时刻都在改变 (2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这 一点的_ 4曲线运动的性质 速度是_，它既有大小，又有方向速度的变化 不仅指速度大小的变化，也包括速度方向的变化做曲线运 动的物体，速度方向时刻都在改变，所以曲线运动是一种 _ 方向 切线方向 矢量 变速运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 1从运动学的角度看：质点_的方向与 速度的方向不在一条直线上时，质点就做曲线运动 2从动力学的角度看：当物体所受合外力不为 零，且合外力方向与_方向不在同一条直线上 时，物体做曲线运动 二、物体做曲线运动的条件 加速度 速度 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中 放一个红蜡做的小圆柱体R.将玻璃管口塞紧 三、运动的实验探究 1.将这个玻璃管倒置，如图(1)所 示可以看到蜡块上升的速度大致不 变即蜡块做_运动 2再次将玻璃管上下颠倒在 蜡块上升的同时将玻璃管_移 动，观察研究蜡块的运动 匀速 向右匀速 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 3.以开始时蜡块的位置为原点，建 立平面直角坐标系，如图(2)所示设蜡 块匀速上升的速度为vy、玻璃管水平向 右移动的速度为vx.从蜡块开始运动的时 刻计时，则t时刻蜡块的位置坐标为x _，y_；蜡块的运动 轨迹y_是直线蜡块位移的 大小l_，位移的方向可以用 tan _求得 vxt vyt 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 1平面内的运动：为了更好地研究平面内的物体运 动，常建立_坐标系 2合运动和分运动：如果物体同时参与了几个运动 ，那么物体的实际运动就叫做那几个运动的_，那几 个运动叫做这个物体实际运动的_ 3运动的合成与分解 由已知_求跟它们等效的_叫做运动的 合成；反之，由已知的_求跟它等效的_叫 做运动的分解，即： 四、运动的合成与分解 直角 合运动 分运动 分运动合运动 合运动 分运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 课 前 导 读 4运动合成和分解所遵循的法则 描述运动的物理量(位移、速度、加速度等)都是 _，对它们进行合成和分解时可运用_定 则和三角形定则 矢量平行四边形 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 问题一 怎样理解曲线运动的速度？曲线 运动有什么运动学特点？ 随时间取值减小，由图可知时间t内位 移的方向逐渐向A点的切线方向靠近，当时 间趋向无限短时，位移方向即为A点的切线 方向，故短时间内的平均速度的方向即为A 点的瞬时速度方向，即A点的切线方向 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 (1)速度方向：质点在某一点的速度方向是沿曲线在 这一点的切线方向 (2)曲线运动中速度的方向，即为质点在该时刻或该 位置的运动方向，也就是质点在该时刻或该位置运动轨迹 的曲线的切线方向但切线方向有两个，速度方向的指向 与质点的走向有关，该切线应偏向下一时刻的位置方向 2曲线运动是变速运动：做曲线运动的物体，不管 速度大小是否改变，速度方向时刻在发生变化，所以曲线 运动是一种变速运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 做曲线运动的物体一定具有加速度 名师提示：曲线运动一定是变速运动 ，但变速运动不一定是曲线运动，比如匀变 速直线运动曲线运动速度方向时刻在变化 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 1对精彩的F1赛事相信你不会陌生吧！在观众感觉精 彩与刺激的同时，车手们却时刻处在紧张与危险之中在某 次比赛中，一个车手在一个弯道上，突然高速行驶的赛车后 轮脱落，从而不得不遗憾地退出了比赛关于脱落的后轮的 运动情况，以下说法正确的是( ) A仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B沿着与弯道垂直的方向飞出 C沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道 D上述情况都有可能 u尝试应用 C答案： 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 问题二 物体做曲线运动的条件是什么？试比较直线运动和 曲线运动并想一想怎样判断物体是做直线运动还是曲线运动？ 1物体做曲线运动的条件 2直线运动与曲线运动的比较 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 项项目直线线运动动曲线线运动动 匀速直线线 运动动 匀加速直 线线运动动 匀减速直 线线运动动 速度方 向 运动动方向运动动方向运动动方向 曲线线上各点的 切线线方向 速度改 变变情 况 速度不变变 速度大小 改变变 速度大小 改变变 方向改变变，大 小可能不变变 ，也可能改 变变 运动动性 质质 匀速运动动 匀变变速运 动动 匀变变速运 动动 变变速运动动 运动动条 件 F合0，a 0 F合(a)与v 的方向 相同 F合(a)与v 的方向 相反 F合(a)与v的方 向不在同一 直线线上 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑3.判断物体做直线运动还是曲线运动的方法 判断时应紧扣物体做曲线运动的条件进行分析 (1)明确物体的初速度方向 (2)分析合外力的方向或加速度的方向 (3)分析两个方向的关系，从而作出判断 名师提示：物体做直线运动还是曲线运动取决于物体 所受合力与物体速度两者间的方向关系当合力方向与速度 方向共线时，物体做直线运动，同向时为加速直线运动，反 向时为减速直线运动；当合力方向与速度方向不共线时，物 体做曲线运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 2对做曲线运动的物体，下列说法正确的是( ) A速度与合外力不可能在同一条直线上 B加速度与合外力可能不在同一条直线上 C加速度和速度有可能在同一直线上 D合外力的方向一定是变化的 u尝试应用 A答案： 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 问题三 如何判断合运动的性质？合运动和 分运动有何关系？ 1同一直线上两个分运动的合成 (1)同一直线上两个分运动的合运动是直线运动 (2)合运动是匀速还是变速取决于两个分运动，举例来 说： 两个匀速直线运动合成后仍是匀速直线运动； 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成后是 匀变速直线运动； 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 两个匀变速直线运动的加速度如果等大反向，则其 合运动是匀速直线运动 2互成角度的两个直线运动的合成 (1)两个匀速直线运动的合运动仍然是匀速直线运动 (2)一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动合成时， 由于其加速度与合速度不在同一条直线上，故合运动是匀 变速曲线运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 (3)两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动，加 速度等于两分运动的加速度a1、a2的矢量和，由于初速度 为零，故物体的合运动是沿合加速度的方向的匀加速直 线运动 (4)两个初速度不为零的匀加速直线运动，其初速度 v1和v2的矢量和为v，加速度a1和a2的矢量和为a.若v和a在 一条直线上，则物体做匀变速直线运动，若v和a不在一 条直线上，则物体做匀变速曲线运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 3合运动与分运动的关系 关系解释释 等时时 性 若一个物体同时时参与几个分运动动，则则合运动动与各 分运动经历动经历 的时间时间 相等，即同时时开始，同时进时进 行 ，同时时停止 独立 性 一个物体同时时参与几个分运动动，各分运动动独立进进 行，不受其他分运动动的影响 等效 性 合运动动是由各分运动动共同产产生的总总运动动效果，各 分运动动的总总的运动动效果与合运动动可以相互替代 同一 性 各分运动动与合运动动是指同一物体参与的分运动动和 实际发实际发 生的运动动，不是不同物体发发生的不同运动动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 名师提示：运动的合成与分解和力的合成与分解 遵循相同的规律，需注意方法的合理迁移 合运动与分运动的等时性往往是联系两种运动的 “桥梁”而运动的独立性又给我们分析问题和找数量 关系带来方便 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 问 题 探 究 3关于运动的合成与分解，下列说法中错误的是( ) A由两个分运动求合运动，合运动是唯一确定的 B由合运动分解为两个分运动，可以有不同的分解方法 C物体只有做曲线运动时，才能将这个运动分解为两个 分运动 D任何形式的运动都可以用几个分运动代替 u尝试应用 C答案： 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 题型1 曲线运动条件的应用 例1 一物体在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下 保持平衡状态，若突然撤去F1，而保持F2、F3不变， 则物体( ) A一定做匀变速运动 B一定做直线运动 C一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 物体在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒 定的运动一定是匀变速运动由题意可知，当突然撤去F1 而保持F2、F3不变时，物体受到的合力大小为F1，方向与 F1相反，故物体一定做匀变速运动，选项A正确在撤去F1 之前，物体受力平衡，有两种可能：一是物体处于静止状 态，则撤去F1后，物体做匀变速直线运动；二是物体处于 匀速直线运动状态，则撤去F1后，物体可能做直线运动(条 件是F1的方向和速度方向在同一直线上)，也可能做曲线运 动(条件是F1的方向和速度方向不在同一直线上)故选项B 、C、D错误 解析： 答案：A 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 名师归纳： 解答本题时应把握以下三点： (1)明确撤去F1后物体的受力情况 (2)知道物体做直线运动和曲线运动的条件 (3)物体所受的合力恒定，则物体的加速度恒定 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 u变式应用 1关于曲线运动，下列说法正确的是( ) A曲线运动一定是变速运动 B变速运动一定是曲线运动 C曲线运动是变加速运动 D加速度大小或速度大小都不变的运动一定不是曲线运动 A 答案： 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 题型2 判断物体运动的轨迹 例2 如右图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A运 动到B，这时突然使它所受的力反向而大小不变(即由F变 为F)，在此力作用下，物体以后的运动情况，下列说法 正确的是( ) A物体可能沿曲线Ba运动 B物体可能沿直线Bb运动 C物体可能沿曲线Bc运动 D物体可能沿原曲线由B返回A 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 物体沿曲线从A点运动到B点的过程中，其所 受恒力F的方向必定指向曲线的内侧当运动到B点 时，因恒力反向，由曲线运动的特点，物体运动的曲 线轨迹必定向恒力方向弯曲，可知物体以后只可能沿 曲线Bc运动故选项C正确 解析： 答案：C 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 名师归纳： 判断和画曲线运动轨迹时应注意： (1)与运动方向相切的方向为速度方向，不是力的 方向 (2)看物体运动轨迹的弯曲情况，则物体所受合力 的方向就在轨迹凹的一侧 (3)轨迹曲线夹在合力与轨迹切线(即速度)之间 情景切入 课标点击 课前导读 问题探究 知识解惑 栏目链接 知 识 解 惑 u变式应用 2“神舟九号”已于2012年6月与在轨的“天宫一号 ”实现交会对接如图所示，“神舟九号”在飞行过程中， 沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小在此过 程中“神舟九号”所受合力方向可能是下列图中的( ) C 答