高中物理曲线运动 运动的合成与分解课件 新人教版必修2

1、曲线运动,第一节曲线运动运动的合成与分解,一、曲线运动 1运动特点 (1)速度方向：质点在某点的速度，沿曲线上该点的_方向,切线,(2)运动性质：做曲线运动的物体，速度的_时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，即必然具有_ 2曲线运动的条件,方向,加速度,(1)从动力学角度看：物体所受_的方向跟它的速度方向不在同一条直线上 (2)从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直 线上,合力,特别提示：曲线运动一定是变速运 动，至少速度的方向在时刻改变，而变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动,思考感悟 怎样判断一个物体是否做曲线运动？ 提示：看合外力(加速度)与速度方向是否在同一

2、条直线上,二、运动的合成与分解 1基本概念 2分解原则 根据运动的_分解，也可采用_,实际效果,正交分解,3遵循的规律 位移、速度、加速度都是矢量，故它们的合成与分解都遵循_ _ (1)如果各分运动在同一直线上，需选取_，与_的量取“”号，,平行四边形,定则,正方向,正方向同向,与_的量取“”号，从而将矢量运算简化为_ (2)两分运动不在同一直线上时，按照_进行合成，如图411所示,图411,正方向反向,代数运算,平行四边形定则,4合运动和分运动的关系 (1)等时性：合运动与分运动经历的 时间_ (2)独立性：一个物体同时参与几个分运动时，各分运动独立进行，不受其他分运动的影响 (3)等效性：

3、各分运动叠加起来与合运动有完全相同的效果,相等,一、曲线运动的合力、轨迹、速度之间的关系 1合力方向与轨迹的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向和速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合力方向指向轨迹的“凹”侧,2合力方向与速度方向的关系 物体做曲线运动时，所受合力的方向与速度方向一定不在同一条直线上，这是判断物体是否做曲线运动的依据 3合力方向与速度大小变化的关系 合力沿切线方向的分力改变速度的大 小，沿径向的分力改变速度的方向，,如图412所示的两个情景,图412,(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体运动的速率将增大； (2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体运动的速率将

4、减小； (3)当合力方向与速度方向垂直时，物体运动的速率不变,即时应用 1.(原创题)“神舟”八号飞船于2011年11月1日5时58分发射升空，如图413所示，在“神舟”八号靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小在此过程中“神舟”八号所受合力的方向可能是(),图413,解析：选C.做曲线运动的物体所受合力的方向总是指向曲线凹侧，A、D错误；由于速度逐渐减小，故力F的方向与速度方向的夹角应大于90，C正确,二、合运动的性质和轨迹的判定 1物体运动的性质由加速度决定，常见的类型有 (1)a0：匀速直线运动或静止 (2)a恒定：性质为匀变速运动，分为： v、a同向，匀加速直线运动；,v

5、、a反向，匀减速直线运动； v、a成一角度，匀变速曲线运动(轨迹在v、a之间，和速度v的方向相切，方向逐渐向a的方向接近，但不可能达到) (3)a变化：性质为非匀变速运动如简谐运动，加速度大小、方向都随时间变化,2物体的运动轨迹由物体的速度和加速度的方向关系决定，如图414. (1)速度与加速度共线时，物体做直线运动 (2)速度与加速度不共线时，物体做曲线运动,图414,特别提醒：匀变速曲线运动的特例是平抛运动，非匀变速曲线运动的特例是匀速圆周运动，非匀变速直线运动的特例是弹簧振子的振动，掌握这些运动具有非常重要的意义.,即时应用 2(2011高考四川卷改 编)某研究性学习小组进 行了如下实验

6、：如图 415所示，在一端封 闭的光滑细玻璃管中注满清水，,图415,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时，玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动R(R视为质点)在上升过程中运动轨迹的示意图是(),解析：选D.竖直方向的匀速运动和水平方向的匀加速运动合成，轨迹为曲线，曲线的切线方向(速度方向)逐渐趋向加速度方向(水平方向)，故D对,图416,三、渡河问题 1船的实际运动是水流的运动和船相对静水的运动的合运动 2三种速度：v1(船在静水中的速度)、v2(水流速度)、v(船的实际速度) 3三种情景

7、,(3)过河路径最短(v2v1时)：合速度不可能垂直于河岸，无法垂直渡河确定方法如下：如图417所示，以v2矢量末端为圆心，以v1矢量的大小为半径画弧，从v2矢量的始端向圆弧作切线，则合速度沿此切线方向航程最短,图417,特别提醒：(1)船在静水中的航行方向与船头指向一致(v1的方向)，是分速度方向，而船的航行方向是实际运动的方向，也就是合速度的方向. (2)小船过河的最短时间与水流速度无关.,即时应用 3(2012成都模拟)河水的流速随离河岸的距离的变化关系如图418甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，则(),图418,A船渡河的最短时间是60 s B船在

8、行驶过程中，船头始终与河岸垂直 C船航行的轨迹是一条直线 D船的最大速度是5 m/s,一个质点受两个互成锐角的恒力F1和F2作用，由静止开始运动，若运动过程中保持二力方向不变，但F1突然增大到F1F，则质点以后( ),A继续做匀变速直线运动 B在相等时间内速度的变化一定相等 C可能做匀速直线运动 D可能做变加速曲线运动,【思路点拨】先判定是曲线运动还是直线运动，方法是看力的方向与速度方向是否在一条直线上；再判定是加速运动还是匀速运动，方法是看 F合是否为零以及是否变化,【解析】F1、F2为恒力，物体从静止开始做匀加速直线运动，F1突变后仍为恒力，合力仍为恒力，但合力的方向与速度方向不再共线，所

9、以物体将做匀变速曲线运动，故A错,做匀速直线运动的条件是F合0，所以物体不可能做匀速直线运动，故C错 由于F1突变后，F1F和F2的合力仍为恒力，故加速度不可能变化，故D错 【答案】B,【规律总结】判断一个物体的运动轨迹是曲线还是直线，一看其速度方向与合力的方向是否在同一直线上二看合速度方向是否发生改变,变式训练1 (2012南京模拟)手持滑轮把悬挂重物的细线拉至如图419所示的实线位置，然后滑轮水平向右匀速移动，运动中始终保持悬挂重物的细线竖 直，则重物运动的速度(),图419,A大小和方向均不变 B大小不变，方向改变 C物体做直线运动 D物体做曲线运动,解析：选AC.重物参与两个分运动，一

10、个是竖直向上的运动，由细线收缩的运动决定；一个水平方向的分运动，由滑轮的运动决定，这两个分运动均是匀速直线运动，所以重物的合运动也是匀速直线运动，A、C正确,A、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以v1的速度向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别是、时，如图4110所示物体B的运动速度vB为(绳始终有拉力)(),Av1sin/sin Bv1cos/sin Cv1sin/cos Dv1cos/cos,图4110,【思路点拨】解答本题时要注意两点：(1)A、B两物体的实际运动是它们各自的合运动；(2)A、B两物体沿绳方向的分速度相等 【解析】A、B两物体的速度分解如图41

11、11.,图4111,由图可知：v绳Av1 cos v绳BvB cos 由于v绳Av绳B 所以vBv1cos /cos，故D对 【答案】D,【名师归纳】绳、杆等长度不变的物体，两端点的速度关系： (1)两端点都沿着绳(杆)运动时，两端点速度相等； (2)当两端点不沿绳(杆)运动时，沿绳(杆)方向的分速度相等,变式训练2如图4112所示，在水平地面上做匀速直线运动的小车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若小车和被吊的物体在同一时刻速度分别为v1和v2，绳子对物体的拉力为 FT，物体所受重力为G，则下面说法正确的是(),图4112,A物体做匀速运动，且v1v2 B物体做加速运动，且v2v1 C物体做加速运动，且FTG D物体做匀速运动，且FTG 答案：C,(满分样板13分)河宽l300 m，水速u1 m/s，船在静水中的速度v3 m/s，欲分别按下列要求过河 时，船头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？ (1)以最短时间过河；,(1)以最短时间过河； (2)以最小位移过河；