物理（人教版必修2）课件第5章第1节曲线运动

第五章曲线运动第1节曲线运动学习目标重点难点1.知道什么是曲线运动，会确定曲线运动速度的方向．2．知道曲线运动是变速运动．3．知道物体做曲线运动的条件．4．会确定物体在平面内运动的位置、速度与轨迹.1.曲线运动速度方向的确定、曲线运动性质的理解是本节学习的重点．2．物体做曲线运动的条件及分析是难点.一、曲线运动的位移1．曲线运动的位移(1)合位移：在平面直角坐标系中，曲线运动的位移为运动物体的__________到__________的有向线段．(2)分位移：用位移在坐标轴方向上的__________来表示．初位置

末位置

分矢量

2．思考：如图所示，水平抛出的物体在空中运动时轨迹为曲线．(1)不同时间内的位移方向是否相同？提示：不相同．由于物体的轨迹是曲线，不同时间的位移方向发生变化．(2)如何描述物体的位移？提示：当物体运动到A点时，它相对于O点的位移是OA，可以用l表示．由于位移矢量是不断变化的，可以建立平面直角坐标系，用它在坐标轴方向上的分矢量来代表，即用A点的坐标xA、yA表示两个分位移矢量，使问题简单化，如图．(3)试讨论物体在曲线运动中的位移大小和路程有什么关系？提示：曲线运动中的位移大小总是小于路程．二、曲线运动的速度1．观察与发现：观察教材图5.12和5.13描述的现象，如何确定曲线运动的速度方向？(1)在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的__________飞出；(2)撑开带着水的伞并使其绕伞轴旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的__________飞出．切线

切线

2．曲线运动的速度(1)速度方向：沿曲线在这一点的________方向．(2)运动性质：速度方向时刻在_______，曲线运动一定是_______运动．切线

改变

变速

3．思考：在沙漠中，甲壳虫在爬行过程中留下一段清晰的痕迹．如图所示，请标明甲壳虫在依次经过A、B、C各点时的速度方向．提示：分别过A、B、C三点作曲线的切线，切线方向即为该点的速度方向．三、运动描述的实例阅读教材“运动描述的实例”部分，回答下面问题．在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡块做的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧(图甲)；将玻璃管倒置(图乙)，蜡块R沿玻璃管上升；将玻璃管上下颠倒，在蜡块上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动，以黑板为参照物观察蜡块的运动(图丙)．(1)蜡块的位置①坐标系的建立：以运动________时蜡块的位置为原点，以__________的方向为x轴的正方向，以__________的方向为y轴的正方向．②位置坐标：将玻璃管向右匀速移动的速度设为vx，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，vx、vy都不随时间变化，是常量．在时刻t，蜡块的位置可用它的两个坐标x、y表示：x＝__________，y＝__________．开始

水平向右

竖直向上

vxt

vyt

(2)蜡块运动的轨迹①轨迹方程：y＝__________．②几何性质：蜡块相对于黑板的运动轨迹是__________．(3)蜡块的速度①大小：v＝__________

②方向：v跟vx方向间夹角为θ，则tanθ＝_______．直线

四、物体做曲线运动的条件1．观察与发现：观察教材图5.111，钢球在磁铁的吸引下做曲线运动．试着在轨迹上标出一些位置的速度方向与磁铁的吸引力的方向，你发现了什么问题？提示：速度方向与吸引力的方向不在一条直线上．2．物体做曲线运动的条件(1)动力学角度：当物体所受合力的方向与它的速度方向______________________时，物体做曲线运动．(2)运动学角度：当物体的加速度方向与它的速度方向______________________时，物体做曲线运动．不在同一条直线上

不在同一条直线上

3．思考：拿出一枚硬币水平抛出后在空中(不计空气阻力)将做曲线运动，硬币做曲线运动的速度方向、合力方向及运动轨迹之间的空间关系怎样？大致画出轨迹，标出一些位置的速度方向与合力方向．提示：如图，速度方向与合力方向不在一条直线上，轨迹处于速度与合力所夹角的范围里且向合力指向的一侧弯曲．重要结论：在曲线运动中，物体的运动轨迹向合力F指向的一侧弯曲，轨迹夹在v与F之间．探究一曲线运动的速度1．如图所示，过山车沿圆形轨道匀速转动，即转动过程中速度大小保持不变．(1)上图中，过山车匀速转动，其速度发生变化吗？提示：速度大小不变，方向时刻变化，即速度是变化的．(2)过山车做的是曲线运动，其速度方向不断变化，那么如何确定物体在某一点的速度方向？提示：过轨迹上的点作切线即为速度方向．(3)物体做曲线运动时，加速度可以为零吗？为什么？提示：不可以．因速度是变化的，一定有加速度．2．曲线运动一定是变速运动，而变速运动一定是曲线运动吗？提示：不一定．

(多选)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．曲线运动速度的方向不断地变化，但速度的大小可以不变C．在曲线运动中，质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同D．在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向解析：做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，但速度的大小不一定变化，故曲线运动一定是变速运动，选项A、B正确；曲线运动中速度的方向沿轨迹的切线方向，选项C正确，选项D错误．答案：ABC【题后总结】曲线运动的特点是速度的方向时刻变化，是变速运动．1．(多选)关于质点做曲线运动的说法，正确的是(

)A．速度大小一定在时刻变化B．速度的方向一定在时刻变化C．它一定在做变速运动D．它可能是速率不变的运动答案：BCD探究二物体做曲线运动的条件1．物体做曲线运动的条件是_____________________________________．2．物体做曲线运动时受到的合外力一定不为零，合外力一定是恒力吗？提示：不一定．当物体受到的合力的方向与其运动方向不共线时，物体将做曲线运动，与其受到的合力大小是否变化无关．速度与合力的方向不在一

直线上

如图所示，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答案：C【题后总结】做曲线运动的物体其轨迹向力指向的一侧弯曲．解析：质点做匀变速曲线运动，合力的大小方向均不变，加速度不变，故选项C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C点到D点的过程，合力方向与速度方向夹角小于90°，速率增大，选项A正确；A点的加速度方向与过A的切线(即速度方向)夹角大于90°，选项B错误；从A点到D点加速度与速度的夹角一直变小，选项D错误．答案：A一、曲线运动的速度1．曲线运动的速度(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向，就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的切线方向．(2)速度是一个矢量，既有大小，又有方向．假如在运动过程中只有速度大小的变化，而物体的速度方向不变，则物体只能做直线运动．因此，若物体做曲线运动，表明物体的速度方向发生了变化．2．曲线运动的性质(1)速度是矢量，它既有大小，又有方向．不论速度的大小是否改变，只要速度的方向发生改变，就表示速度矢量发生了变化，即加速度不为0.曲线运动中速度的方向在变，所以曲线运动一定是变速运动．(2)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体的合外力情况．合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动．二、对物体做曲线运动条件的理解1．物体做曲线运动的条件(1)动力学条件：合力与速度方向不共线是物体做曲线运动的充要条件，这包含三个层次的内容．①初速度不为零；②合力不为零；③合力与速度方向不共线．(2)运动学条件：加速度与速度方向不共线．2．物体的运动与合力的关系(1)合外力方向与物体的速度方向在同一条直线上时，物体做加速直线运动或减速直线运动．(2)合外力方向与物体的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动．3．两个重要推论(1)合外力方向与速度方向夹角为锐角时，物体做曲线运动，速率越来越大；合外力方向与速度方向夹角为直角时，物体做曲线运动，速率不变；合外力方向与速度方向夹角为钝角时，物体做曲线运动，速率越来越小．