人教版-高中物理-必修2-第五章_曲线运动第一节曲线运动PPT

1、一、曲线运动：一、曲线运动：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动二、曲线运动的位移二、曲线运动的位移（x, y）OAXYL思考：思考：1 1、为什么不用直线、为什么不用直线坐标系？坐标系？ 2 2、如何确定、如何确定A A点的位置、点的位置、位移及方向？位移及方向？3 3、位移的分解：如图所示，、位移的分解：如图所示，物体从物体从O O运动到运动到A A，位移大，位移大小为小为L L，与，与x x轴夹角为轴夹角为，则在则在x x方向的分位移为方向的分位移为x xA A_，在，在y y方向的分位移方向的分位移为为y yA A_._.让带有水的雨伞绕着伞柄让带有水的雨伞绕着伞柄

2、转动转动, ,水滴沿伞边圆周的切水滴沿伞边圆周的切线飞出线飞出. . 三、曲线运动的速度三、曲线运动的速度1.1.从砂轮上打磨下来热的微粒沿什么方向飞出从砂轮上打磨下来热的微粒沿什么方向飞出? ? 2.2.没有打磨下来时运动到没有打磨下来时运动到A A点速度的方向指向哪点速度的方向指向哪? ?A砂轮砂轮讨论：钢球离开轨道时的速度方向与轨道讨论：钢球离开轨道时的速度方向与轨道( (曲线曲线) )有什么关有什么关系系? ?链球放手的位置不同链球放手的位置不同, ,飞出去的方向相同吗飞出去的方向相同吗? ?说明了什说明了什么么? ?1 1、方向：任何做曲线运动的物体，沿曲线运动时，其速、方向：任何做

3、曲线运动的物体，沿曲线运动时，其速度方向必然是时刻改变的。物体在某点的即时速度方向，度方向必然是时刻改变的。物体在某点的即时速度方向，就是曲线在该点的切线方向，时刻改变就是曲线在该点的切线方向，时刻改变思考：物理中的切线与数学中的切线相同吗？思考：物理中的切线与数学中的切线相同吗？2 2、速度的分解、速度的分解(1)(1)分速度：用相互垂直的两个方向的分速度：用相互垂直的两个方向的分矢量表示速度，这两个分矢量叫做分速度分矢量表示速度，这两个分矢量叫做分速度 (2)(2)速度的分解：如图所示，物体沿速度的分解：如图所示，物体沿曲线运动到曲线运动到A A点，速度大小为点，速度大小为v v，与，与x

4、 x轴夹角为轴夹角为，则在，则在x x方向的分速度为方向的分速度为v vx x_在在y y方向的分方向的分速度为速度为v vy y_四、曲线运动的条件四、曲线运动的条件1 1、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。直线上时，物体就做曲线运动。解释：当解释：当F F合合与与V V同向，据牛顿第二定律，产生的同向，据牛顿第二定律，产生的a a的方向的方向与与V V的方向同向，物体就做直线运动。当它们不在一直线的方向同向，物体就做直线运动。当它们不在一直线上，产生的上，产生的a a的方向与的方向与V V的方向成一角度

5、，合力不但可以改的方向成一角度，合力不但可以改变变V V的大小，还可以改变的大小，还可以改变V V的方向，物体就做曲线运动。的方向，物体就做曲线运动。2 2、做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何？力方向三者位置关系如何？ 物体运动轨迹物体运动轨迹夹在速度方向夹在速度方向和合外力方向和合外力方向之间之间GGv1v2v3GvF3 3、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢？方向有什么关系呢？做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧做曲线运动的

6、物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧小结：物体做曲线运动的条件及性质小结：物体做曲线运动的条件及性质(1)(1)当物体所受的合力方向跟它的速度当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动(2)(2)物体做曲线运动时，运动的轨迹始终处在合外力与速度方向物体做曲线运动时，运动的轨迹始终处在合外力与速度方向的夹角之中，并且合外力的夹角之中，并且合外力F F的方向一定指向轨迹的凹侧的方向一定指向轨迹的凹侧(3)(3)性质：性质：曲线运动过程中速度方向始终在变化，曲线运动是变曲线运动过程中速度方向始终在变化，曲线运动是变速运动速运动 ；当物体

7、受恒力作用做曲线运动时，为匀变速曲线运当物体受恒力作用做曲线运动时，为匀变速曲线运动当物体受变力作用做曲线运动时，为非匀变速曲线运动动当物体受变力作用做曲线运动时，为非匀变速曲线运动(4)(4)如何确定曲线运动是加速运动如何确定曲线运动是加速运动还是减速运动？还是减速运动？1 1、物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？、物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？ 2 2、物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？、物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？ 3 3、物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？、物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？ 当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相当

8、初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相反）。反）。 当初速度与外力不在同一直线上。当初速度与外力不在同一直线上。说明：判断直线还是曲线运动关键看说明：判断直线还是曲线运动关键看a a与与v v是否同一直线；是否同一直线；判断匀变速还是变加速关键看判断匀变速还是变加速关键看a a是否恒定是否恒定练习练习1 1、如图所示、如图所示, ,物体在恒力的作用下沿从物体在恒力的作用下沿从A A曲线曲线运动到运动到B,B,此时突然使力反向此时突然使力反向, ,物体物体 的运动情况是的运动情况是 A A 物体可能沿曲线物体可能沿曲线BaBa运动运动B B 物体可能沿直线物体可能沿直线BbBb运动运动C

9、 C 物体可能沿曲线物体可能沿曲线BcBc运动运动D D 物体可能沿曲线物体可能沿曲线B B返回返回A A练习练习2 2、下列关于力和运动的说法中正确的是、下列关于力和运动的说法中正确的是( )( )A.A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.B.物体在变力作用下不可能做直线运动物体在变力作用下不可能做直线运动C.C.物体在变力作用下不可能做曲线运动物体在变力作用下不可能做曲线运动D.D.物体在变力作用下可能做曲线运动物体在变力作用下可能做曲线运动练习练习3 3、某物体受同一平面内的几个力作用而做匀、某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去

10、其中一个力，而其速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力没变，则该物体它力没变，则该物体( )( )A A、一定做匀加速直线运动、一定做匀加速直线运动B B、一定做匀减速直线运动、一定做匀减速直线运动C C、其轨迹可能是曲线、其轨迹可能是曲线D D、其轨迹不可能是直线、其轨迹不可能是直线1 1、知识与技能、知识与技能（1 1）在具体情景中，知道合运动、分运动分别是什么，知道其同）在具体情景中，知道合运动、分运动分别是什么，知道其同时性和独立性；时性和独立性；（2 2）知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四）知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则；边形定

11、则；（3 3）会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题。）会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题。2 2、过程与方法、过程与方法（1 1）通过对抛体运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不）通过对抛体运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同，体会等效替代的方法；同的运动效果相同，体会等效替代的方法；（2 2）通过观察和思考演示实验，知道运动独立性学习化繁为筒）通过观察和思考演示实验，知道运动独立性学习化繁为筒的研究方法；的研究方法；（3 3）掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题）掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题。3 3、情感、态度与

12、价值观、情感、态度与价值观（1 1）通过观察，培养观察能力；）通过观察，培养观察能力；（2 2）通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表）通过讨论与交流，培养勇于表达的习惯和用科学语言严谨表达的能力。达的能力。教学重点教学重点（1 1）明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等）明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动；效分解为两个简单的运动；（2 2）理解运动合成、分解的意义和方法。）理解运动合成、分解的意义和方法。教学难点：分运动和合运动的等时性和独立性；应用运动的合成和教学难点：分运动和合运动的等时性和独立性；应用运动的合成和分解方

13、法分析解决实际问题。分解方法分析解决实际问题。【演示实验演示实验】 红蜡块的运动红蜡块的运动一、红蜡块在平面内的运动一、红蜡块在平面内的运动水平方向：蜡块随管向水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动。右做匀速直线运动。 竖直方向：蜡块相对管竖直方向：蜡块相对管向上做向上做 匀速直线运动匀速直线运动实际：蜡块相对平面向实际：蜡块相对平面向右上方运动右上方运动过程分析过程分析：红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动（由玻璃管中竖直向上的运动（由A A到到B B）和随玻璃管水平向右）和随玻璃管水平向右的运动（由的运动（由A A到到D D）

14、，红蜡块实际发生的运动（由），红蜡块实际发生的运动（由A A到到C C）是）是这两个运动合成的结果。这两个运动合成的结果。 二、合运动、分运动及其判断二、合运动、分运动及其判断 1 1、合运动：通常是指研究对象实际发生的运动、合运动：通常是指研究对象实际发生的运动蜡块实际发生的运动（由蜡块实际发生的运动（由A A到到C C）的运动，通常叫做合运动。）的运动，通常叫做合运动。合运动的位移合运动的位移s=AC s=AC 合位移合位移2 2、分运动：是指研究对象同时参与的几个运动，或实际、分运动：是指研究对象同时参与的几个运动，或实际运动同时产生的几个运动效果运动同时产生的几个运动效果分析：蜡块的运

15、动中哪是合运动、哪是分运动？分析：蜡块的运动中哪是合运动、哪是分运动？在上述实验中，蜡块沿玻璃管在竖直方向（由在上述实验中，蜡块沿玻璃管在竖直方向（由A A到到B B）的运）的运动和水平方向（由动和水平方向（由A A到到D D）的运动，通常叫做分运动。）的运动，通常叫做分运动。分运动的位移分运动的位移s s1 1=AB=AB和和s s2 2=AD =AD 分位移分位移3 3合运动和分运动的判断合运动和分运动的判断判断的关键是确定物体判断的关键是确定物体( (一般相对大地一般相对大地) )实际的运动，因为实际的运动，因为一般情况下，物体的实际运动就是合运动一般情况下，物体的实际运动就是合运动三、

16、运动的合成和分解三、运动的合成和分解1 1运动的合成和分解：由已知的分运动来求合运动，叫运动的合成和分解：由已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求跟它等效的分运动，叫运做运动的合成；已知合运动求跟它等效的分运动，叫运动的分解两者互为逆运算动的分解两者互为逆运算2 2合运动分解的原则：与力的分解类似若没有限制条合运动分解的原则：与力的分解类似若没有限制条件，一个实际运动可分解为无数对分运动，但在实际问件，一个实际运动可分解为无数对分运动，但在实际问题中往往分解成两个便于分析求解的简单运动（实际效题中往往分解成两个便于分析求解的简单运动（实际效果）果）3 3合成和分解的方法：运动的合

17、成和分解常包括合成和分解的方法：运动的合成和分解常包括位移位移、速度速度和和加速度加速度的合成和分解，由于它们都是矢量，所以的合成和分解，由于它们都是矢量，所以遵循遵循平行四边形定则平行四边形定则4 4对于在平面内运动的物体，对于在平面内运动的物体，常将其运动在某直角坐标系常将其运动在某直角坐标系中进行正交分解，则有：中进行正交分解，则有：V VX Xvcosvcos，v v y yvsin vsin (为速度方向与为速度方向与x x轴的夹角轴的夹角) )x xscosscos，y yssinssin(为位移方向与为位移方向与x x轴的夹角轴的夹角) )蜡块的位置蜡块的位置P P的坐标的坐标蜡

18、块的轨迹蜡块的轨迹 蜡块运动位移的大小蜡块运动位移的大小蜡块运动位移的方向蜡块运动位移的方向四、合运动与分运动的关系四、合运动与分运动的关系1.1.同一性：各分运动与合运动，是指同一物体参与的分运同一性：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，不是几个物体不同时间发生的不同动和实际发生的运动，不是几个物体不同时间发生的不同运动运动2.2.同时性：合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同同时性：合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同时结束的时结束的3.3.等效替代性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效等效替代性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动和各分运动总的

19、效果可以互相替代因此，在果，合运动和各分运动总的效果可以互相替代因此，在对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪几个运动的效果几个运动的效果4.4.独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各运动都是独立进行的，互不影响运动都是独立进行的，互不影响五、判断合运动是否是曲线运动的方法五、判断合运动是否是曲线运动的方法 方法：判断合加速度与合初速度的方向是否共线方法：判断合加速度与合初速度的方向是否共线 （1 1）两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直

20、线运动 （2 2）一个）一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当二者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀速运动，当二者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动变速曲线运动 （3 3）两个初速）两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动 （4 4）两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，）两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，若合初度与合加速度在同一直线上，则合运动为匀变速直若合初度与合加速度在同一直线上，则合运动为匀变速直线运动，如图甲，

21、不共线时为匀变速曲线运动，如图乙线运动，如图甲，不共线时为匀变速曲线运动，如图乙 一船准备渡河，已知水流速度为一船准备渡河，已知水流速度为v v0 0=1m/s=1m/s，船，船在静水中的航速为在静水中的航速为v=2m/sv=2m/s，则：，则： 要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？ v0vv0v vv 宽宽300300米，河水流速米，河水流速3m/s3m/s，船在静水中的航速，船在静水中的航速为为1m/s1m/s，则该船渡河的最短时间为，则该船渡河的最短时间为

22、，渡河的最短位，渡河的最短位移为移为 。 m300水水vstmin300 msmin900 此类问题的关键是：此类问题的关键是：1.1.准确判断谁是合运动，谁是分运动；准确判断谁是合运动，谁是分运动；2.2.根据运动效果寻找分运动；根据运动效果寻找分运动；3.3.一般情况下，分运动表现在：一般情况下，分运动表现在：沿绳方向的伸长或收缩运动；沿绳方向的伸长或收缩运动；垂直于绳方向的旋转运动。垂直于绳方向的旋转运动。4.4.根据运动效果认真做好根据运动效果认真做好，是解题的关键。，是解题的关键。5.5.对多个用绳连接的物体系统，要牢记在对多个用绳连接的物体系统，要牢记在。6.6.此类问题还经常用到此类问题还经常用到微元法微元法求解求解。如图所示，纤绳以恒定速率如图所示，纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当纤绳与水面夹角为滑轮牵引小船靠岸，当纤绳与水面夹角为时，船靠岸的时，船靠岸的速度是速度是 ，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度是，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度是 。（填：匀速、加速、减速）（填：匀速、加速、减速） cosv v v v如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度v v前进，则当拉绳与水平方向成前进，则当拉绳与水平方向成角时，被吊起的角时，被吊起的物体物体M M的速度为的速度为v vM M= = 。 vMv cos