2013-2014学年高中物理人教版必修二同步辅导与检测课件：5.1曲线运动.ppt

金品质高追求 我们让你更放心 ！ 物理物理 必修必修2 2 ( (人教版人教版) ) 第一节 曲 线 运 动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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“神舟七号”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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 课前预习 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 _ 直线曲线 有向线段 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 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，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_ 矢量 方向 切线方向 矢量 变速运动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 二、物体做曲线运动的条件 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 1.将这个玻璃管倒置(如右图所示 )可以看到蜡块上升的速度大致不 变即蜡块做_运动 三、运动的实验探究 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 加速度 速度 匀速 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 3.以开始时蜡块的位置为原点，建 立平面直角坐标系，如右图所示设 蜡块匀速上升的速度为vx、玻璃管水平 向右移动的速度为vy.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 向右匀速 vxtvyt 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 四、运动的合成与分解 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： 直角 合运动 分运动 分运动 合运动 合运动 分运动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 分运动合运动 运动的合成 运动的合成 平行四边形 矢量 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 怎样理解曲线运动的速度？曲线运动有什么运动 学特点？ 1由平均速度的定义知 ，则曲线运动的平均速度应 为时间t内位移与时间的比值，如下图所示， . 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) (1)速度方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切 线方向 (2)曲线上某点的切线方向：由曲线上的两点作一割线，当 两点非常接近时，割线的极限位置就是曲线上对应点的切线 (3)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，速度方向 时刻在发生变化，所以曲线运动是一种变速运动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 尝试应用 1如图所示是抛出的铅球运动轨迹的 示意图(把铅球看成质点)画出铅球沿这条 曲线运动时在A、B、C、D、E各点的速度 方向及铅球在各点的加速度方向(空气阻力 不计) 解析：曲线运动中物体在某位置处的速度方向就是在曲线 上这一点的切线方向，如图甲所示，在运动过程中，物体只受 重力，方向竖直向下，所以加速度方向竖直向下 答案：速度如图甲 所示 加速度如图乙所 示 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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. 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 2直线运动与曲线运动的比较 项目 直线运动 曲线运动 匀速直线 运动 匀加速直 线运动 匀减速直 线运动 速度方向运动方向运动方向运动方向 曲线上各点 的切线方向 速度改变 情况 速度不变 速度大小 改变 速度大小改 变 方向改变， 大小可能不 变，也可能 改变 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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； (3)分析两个方向的关系，从而作出判断 运动性 质 匀速运动 匀变速运 动 匀变速运 动 变速运动 运动条件 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 一直线上 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 尝试应用 2关于物体的运动，下列说法中正确的是( ) A物体做曲线运动时，它所受到的合力一定不为零 B做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态 C做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变 D做曲线运动的物体，所受合外力的方向有可能与速度 方向在一条直线上 AC 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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； 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 (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做匀加速直线运动 (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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 3合运动与分运动的关系 关系解释 等时性 若一个物体同时参与几个分运动，则合运动与 各分运动经历 的时间相等，即同时开始，同时进行 ，同时停止 独立性 一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立 进行，不受其他分运动的影响 等效性 合运动是由各分运动共同产生的总运动效果， 各分运动的总的运动效果与合运动可以相互替代 同一性 各分运动与合运动是指同一物体参与的分运动 和实际发 生的运动，不是不同物体发生的不同运动 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 尝试应用 3对于两个分运动的合运动，下列说法中正确的是( ) A合运动的速度一定大于两个分运动的速度 B合运动的速度一定大于某一个分运动的速度 C合运动的方向就是物体实际运动的方向 D由两个分速度的大小就可以确定合速度的大小 C 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 曲线运动条件的应用 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 解析：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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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 答案：A 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 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变速运动不一定是曲线运动 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 AB 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 判断物体运动的轨迹 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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 解析：物体沿曲线从A点运动到B点的的过程中，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，瞬时速度vB 沿B点的切线方向，这时受力FF，因恒力方向相反，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. 答案：C 名师归纳：判断和画曲线运动轨迹时应注意： (1)和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 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 变式应用 2图中哪幅图能正确描述质点从M到N减速，当运动到P 点时的速度v和加速度a的方向关系( ) C 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 运动的合成与分解 如图所示，一块橡皮用细线悬挂 于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速 移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运 动的速度( ) A大小和方向均不变 B大小不变，方向改变 C大小改变，方向不变 D大小和方向均改变 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 解析：橡皮参与了两个分运动，一个是沿水平方向与铅笔 速度相同的匀速直线运动，另一个是沿竖直方向与铅笔移动速 度大小相等的匀速直线运动，这两个直线运动的合运动是斜向 上的匀速直线运动，故选项A正确 答案：A 名师归纳：运动的合成与分解是研究曲线运动规律最基本 的方法，它的指导思想是化曲为直、化变化为不变、化复杂为 简单的等效处理观点在解决有关运动的合成与分解问题时要 注意合运动与分运动的等时性、独立性、等效性和同一性 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 变式应用 3小船以一定的速率垂直河岸向对岸划去，当水流匀速 时，它渡河的时间、发生的位移与水速的关系是( ) A水速小时，位移小，时间也小 B水速大时，位移大，时间也大 C水速大时，位移大，但时间不变 D位移、时间大小与水速大小无关 C 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 基础练 1做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量 是( ) A速度 B加速度 C受力 D速率 A 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 2关于曲线运动的速度，下列说法正确的是( ) A速度的大小与方向都在时刻变化 B速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化 C速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化 D质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向 CD 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 3下列关于运动状态与受力关系的说法中，正确的是( ) A物体的运动状态发生变化，物体的受力情况一定变化 B物体在恒力作用下，一定做匀变速直线运动 C物体的运动状态保持不变，说明物体所受的合外力为 零 D物体做曲线运动时，受到的合外力可以是恒力 CD 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 4在水平弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱落，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沿着弯道的外侧做远离弯道的曲线运动 C 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 5关于互成角度的两个初速度不为零的匀变速直线运动 的合运动，下列说法正确的是( ) A合运动的轨迹一定是抛物线 B合运动的性质一定是匀变速运动 C合运动的轨迹可能是直线，也可能是曲线 D合运动可能是变加速运动 BC 金品质高追求 我们让你更放心！ 返回 物理物理 必必修修2 2 ( (人教版人教版) ) 提高练 6.翻滚过山车是大型游乐园里的一 种比较刺激的娱乐项目翻滚过山车( 可看成质点)从高处冲下，过M点时速 度方向如图所示，在圆形轨道内经过A 、B、C三点下列说法中正确的是( ) A过A点时的速度方向沿AB方向 B过B点时的速度方向沿水平方向 C过A、C两点时的速度方向相同 D圆形轨道上与M点速度方向相同的点在AB段上 B 金品质高追求 我们让