物理人教版必修2-1曲线运动省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件

第五章曲线运动1．曲线运动第1页

1．运动轨迹是________运动，称为曲线运动．在曲线运动中，质点在某一点(或某一时刻)速度方向就是曲线在这一点________方向．曲线运动中速度方向是时刻改变，所以曲线运动是一个________运动．曲线切线变速2．曲线运动位移：如图5－1－1所表示，做曲线运动物l体从O点运动到A点，它位移是______．

图5－1－1第2页

3．质点做曲线运动时，质点旅程总是________位移大小；受到合外力和速度一定不为______，合外力方向指向________．大于零曲线内侧分运动

4．分运动和合运动：一个物体同时参加几个运动，参加这几个运动都属于________，而物体实际运动就是合运动． (1)同一条直线上两个分运动合成：同向相______，反向相________．结合抵消平行四边形定则

(2)不在同一条直线上两个分运动合成时，遵照___________________．第3页5．做曲线运动物体，在运动过程中，一定改变物理量是(B

)A．速率C．合外力B．速度D．加速度

解析：曲线运动速度大小可能不变，所以速率可能不变，A错误；而速度方向一定随时改变，所以速度一定改变，B正确；曲线运动可能是匀变速运动，所以合外力可能不变，由牛顿第二定律知，加速度也可能不变，C、D错误．第4页6．(双选)关于运动合成与分解，以下说法正确是(A．由两个分运动求合运动，合运动不是唯一确定

)

B．由合运动分解为两个分运动，能够有不一样分解方法 C．物体做曲线运动时，才能将这个运动分解为两个分运动 D．任何形式运动，都能够用几个分运动来代替

解析：假如分运动确定了，合运动也是唯一确定，A错误；合运动分解为两个分运动时，能够依据运动实际效果分解或正交分解，B正确；任何形式运动，能够用两个或两个以上分运动来代替，只要分运动与合运动运动效果一致就能够了，C错误、D正确．BD第5页知识点1曲线运动及其速度方向

生活中大部分运动都是曲线运动，如图5－1－2甲中绚丽曲线就是汽车行驶时，其车灯在相机里经过长时间曝光留下“路径”．那么曲线运动有什么特点呢？

图5－1－2第6页讨论：曲线小于

(1)曲线运动轨迹是________，其位移大小一直________旅程． (2)图乙中雨点沿雨伞边缘________方向飞出，图丙中泥浆沿车轮边缘________方向飞出．切线切线

(3)依据牛顿第一定律，雨点离开雨伞后，泥浆离开车轮后，不再受到力作用，因为________会保持脱离曲线时速度做____________运动．惯性匀速直线第7页

(4)质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变，任一时刻(或任一位置)瞬时速度方向与这一时刻质点所在位置处曲线切线方向一致，并指向质点运动方向．曲线运动中质点在某点瞬时速度方向，就是质点从该点脱离曲线后自由运动方向，也就是曲线上这一点________方向．切线第8页1．曲线运动：(1)定义：运动轨迹是曲线运动．(2)位移：由物体运动起始点指向抵达位置有向线段．位移大小总小于物体运动旅程．第9页2．曲线运动速度方向：(1)运动方向：质点在某一时刻(或某一位置)速度方向，就是曲线在这一点切线方向．(2)了解：①切线方向和物体运动趋向(轨迹延伸方向)相对应．如图5－1－3所表示．图5－1－3第10页

②做曲线运动物体速度方向(即轨迹上各点切线方向)时刻都在改变，故曲线运动一定是变速运动．③做曲线运动物体一定含有加速度，即做曲线运动物体所受合外力一定不为零，若合外力恒定则为匀变速曲线运动．第11页3．曲线运动特点：(1)曲线运动一定是变速运动，但不一定是匀变速运动．(2)曲线运动速度大小不一定改变，但速度方向一定变化．(3)曲线运动一定含有加速度，一定受到合外力作用．(4)变速运动可能是直线运动，也可能是曲线运动；加速度恒定匀变速运动也可能是曲线运动．第12页【例1】(双选)一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内()

A．速度方向一定在不停地改变，加速度能够为零 B．速度方向一定在不停地改变，加速度不能够为零 C．速度大小能够不变，加速度能够为零 D．速度大小能够不变，加速度不能够为零

解析：因为物体做曲线运动，则速度方向一定改变，也就是速度一定发生改变，但速度大小不一定发生改变，故物体必有加速度，由此可知B、D正确．

答案：BD第13页【触类旁通】1．(双选)关于曲线运动速度，以下说法正确是()A．速度大小与方向都在时刻改变CD

B．速度大小不停发生改变，速度方向不一定发生改变 C．速度方向不停发生改变，速度大小不一定发生改变 D．质点在某一点速度方向就是轨迹上该点切线方向

解析：做曲线运动物体，速度大小能够不发生改变，但速度方向一定会发生改变，故A、B错误，C正确；质点在某一点速度方向就是轨迹上该点切线方向，D正确．第14页知识点2速度合成与分解

如图5－1－4所表示为某战斗机飞行时投弹情景．显然投出弹头运动看起来是直线运动，这其实是弹头在竖直方向上分运动． 如图5－1－5所表示，是个耍猴杂技，猴子沿直杆由A向B匀速向上爬，向上爬行速度为0.3m/s，同时人用头顶着直杆水平匀速移动，移动速度为0.4m/s，已知在10s内，猴子由A运动到B，而人由甲位置运动到了乙位置．第15页图5－1－4图5－1－5讨论：分水平竖直

(1)一个物体合运动，即实际运动能够分解为几个____运动来描述． (2)猴子实际运动能够分解成与人匀速移动一样________方向分运动和沿杆匀速爬行________方向分运动，这两个分运动相互垂直．第16页

(3)猴子在水平方向上位移，与人在水平方向上位移相同，是________，而竖直方向位移为________，从图5－1－5中看，这两个位移所组成平行四边形对角线刚好就是猴子实际总位移，为________．4m3m5m

(4)猴子在水平方向速度与人在水平方向速度都一样，为0.4m/s，而在竖直方向速度为0.3m/s，从图5－1－5中看，这两个速度所组成平行四边形对角线刚好就是猴子实际总速度，为________．0.5m/s(5)猴子运动分位移、分速度合成都遵从矢量合成法则，即________________定则．平行四边形第17页1．合运动与分运动：假如物体同时参加了几个运动，那么物体实际发生运动称为合运动，参加运动称为分运动．2．合运动与分运动关系：(1)独立性：分运动之间互不相干，互不影响．

(2)等时性：各个分运动及其合运动同时发生，同时结束． (3)等效性：各个分运动叠加起来效果与合运动相同，合运动与分运动是等效替换关系，同一运动中不能重复考虑． (4)同一性：合运动与分运动必须是同一物体，相对同一个参考系来描述．第18页3．运动合成与分解：已知分运动求合运动，叫做运动合成；已知合运动求分运动，叫做运动分解．(1)运动分解是运动合成逆过程．(2)分解方法：依据运动实际效果分解或正交分解．4．运算法则：

运动合成与分解是指位移、速度、加速度矢量合成与分解，必须按实际情况进行，遵从平行四边形定则．(1)两个分运动在同一直线上时，同向相结合，反向相抵消．(2)两个分运动不在同一直线上时，按照平行四边形定则或三角形法则进行合成．第19页5．运动分解标准：(1)等效性标准：两个分运动效果与合运动实际效果，完全等效，能够相互替换．(2)符合实际标准：依据分运动实际效果将合运动分解．(3)解题方便标准：依据解题需要按详细情况进行分解．第20页

【例2】一艘小船在100m宽河中横渡到对岸，已知水流速度v1＝3m/s，小船在静水中速度v2＝4m/s.问： (1)欲使船渡河时间最短，船应该怎样渡河？最短时间是多少？船经过位移多大？(2)欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？渡河时间多长？第21页

解：(1)欲使船渡河时间最短，船头方向应该垂直于河岸，如图5－1－6所表示．船经过位移大小图5－1－6图5－1－7第22页

(2)船渡河最短位移即为河宽，船合速度方向应垂直于河岸，如图5－1－7所表示．第23页

规律延伸：当v1>v2

时，求船渡河最小位移．此时船不能垂直渡河，设船头指向与合速度成α角，合速度与水流方向成β角，如图5－1－8所表示．显然β越大位移越小，以v2

末端为圆心，以v1

大小为半径作圆，显然当α＝90°时，位移最小，即当船头指向和实际运动方向垂直时，渡河位移最小，为s＝图5－1－8第24页【触类旁通】2．关于运动合成，以下说法正确是()CA．合运动速度一定比每一个分运动速度大B．两个直线运动合运动一定是直线运动C．两个分运动时间一定与合运动时间相等D．合运动加速度一定比每个分运动加速度大第25页

3．(年佛山高一期末)宽为d一条河，越靠近河中心水流速越大，小船在静水中速度为v0，渡河时船头垂直河)C岸，则以下说法错误是(

d

A．渡河时间为

v0B．用此种方式渡河，所用时间最短C．小船渡河轨迹为直线D．小船抵达河中心时速度最大第26页4．(双选，2012年中山高一期末)当船速大于水速时，以下关于渡船说法正确是()BDA．船头方向斜向上游，渡河时间最短B．船头方向垂直河岸，渡河时间最短C．当水流速度变大时，渡河最短时间变长D．当水流速度改变时，渡河最短时间不变第27页知识点3曲线运动条件

如图5－1－9所表示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让小铁球从圆弧形滑轨滚下以取得一定初速度．为便于观察，在离开滑轨处沿小铁球运动方向用直尺在白纸上画一直线．

图5－1－9第28页讨论：水平向左水平向左直线

(1)图甲中，小铁球从滑轨滚下时，速度方向_________，因为磁铁对小铁球吸引，小铁球在桌面上受到合外力方向_________，初速度方向和合外力方向在同一______上，小铁球在桌面上做加速直线运动．水平向左指向磁铁

(2)图乙中，小铁球从滑轨滚下时，速度方向________，由于磁铁对小铁球吸引，小铁球在桌面上受到合外力方向________，初速度方向和合外力方向______同一直线上，小铁球在桌面上做______运动．曲线合外力初速度

(3)当物体所受_______方向与________方向在同一直线上时，物体做直线运动，不在同一直线上时，物体做曲线运动．不在第29页1．物体做曲线运动条件：

(1)条件：当物体受到合外力与其运动方向不共线时，物体将做曲线运动，与其受到合外力大小及合外力是否改变无关．

(2)合外力作用效果：研究曲线运动时，可将物体所受合外力沿速度方向(切线)和垂直速度方向(法线)进行分解．如图5－1－10所表示，切线方向上分力F1

将产生切向加速度，其作用是改变速度大小，而垂直速度方向上分力F2将产生法向(向心)加速度，其作用是改变速度方向．第30页图5－1－10图5－1－11

(3)合外力与轨迹关系：物体在做曲线运动时，它所受合外力总是指向运动轨迹曲线凹侧，物体加速度也指向该曲线凹侧，也就是说运动轨迹向合外力方向偏转，即物体运动轨迹夹在速度矢量与合外力矢量之间，如图5－1－11所示．第31页2．质点运动性质判断：(1)a(或F)跟v在同一直线上时物体做直线运动：a恒定时做匀变速直线运动；a改变时做变加速直线运动．(2)a(或F)跟v不在同一直线上时物体做曲线运动：a恒定时做匀变速曲线运动；a改变时做变加速曲线运动．3．判断两个互成角度直线运动合运动：(1)两个分运动是匀速直线运动，则合运动是匀速直线运动．(2)有加速度时，加速度恒定，为匀变速运动；加速度改变，为变加速运动．第32页①v、a同向，物体做匀加速直线运动；v、a反向，物体做匀减速直线运动．

②v、a成角度，物体做变速曲线运动(轨迹在v、a之间，和速度v方向相切，逐步向a方向靠近，但不可能到达，如图5－1－12所表示)．图5－1－12第33页【例3】质点在力F1、F2、F3

作用下做匀速直线运动．)若突然撤去F1，则该质点( A．可能做曲线运动B．可能做匀速直线运动C．一定做匀变速直线运动D．一定做变速曲线运动

解析：由题意可知，F1、F2、F3

合外力为零．当撤去F1后，质点受到合外力与F1

方向相反、大小相等．因而质点所受合外力恒定，当F1

方向与v方向在同一直线上时，物体做匀变速直线运动；当F1方向与v方向不在同一直线上时，质点做匀变速曲线运动．故A正确．

答案：A第34页【触类旁通】5．(双选)以下说法正确是()CD

A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B．物体在变力作用下不可能做直线运动 C．物体在变力或恒力作用下都有可能做曲线运动 D．物体在变力或恒力作用下都有可能做直线运动

解析：合外力方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动，合外力恒定，物体做匀变速直线运动，合外力改变，物体做非匀变速直线运动；反之，合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，合外力能够恒定，也能够改变．第35页

6．若已知物体运动初速度v0方向及它受到恒定合外力F方向，以下图中a、b、c、d分别表示物体运动轨迹，其中正确是()B

解