2018-2019高中物理 第五章 曲線運動 5.1 曲線運動課件 新人教版必修2.ppt

《2018-2019高中物理 第五章 曲線運動 5.1 曲線運動課件 新人教版必修2.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018-2019高中物理 第五章 曲線運動 5.1 曲線運動課件 新人教版必修2.ppt（79頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第五章曲 線 運 動 1.曲 線 運 動,一、曲線運動的位移,1.坐標系的選擇:研究物體在同一平面內(nèi)做曲線運動時, 應(yīng)選擇_坐標系。 2.位移的描述:物體運動到某點時,其位移可用它在 _方向的分矢量來表示,而分矢量可用該點的 _表示。,平面直角,坐標軸,坐標,二、曲線運動的速度,1.速度方向:質(zhì)點在某一點的速度沿曲線上這一點的 _方向。 2.運動性質(zhì):曲線運動是_運動。 3.速度的描述:可以用_的兩個分矢量(分速 度)表示。,切線,變速,相互垂直,三、運動描述的實例,(1)蠟塊的位移。 蠟塊沿水平方向向右勻速運動:x=_; 蠟塊沿豎直方向向上勻速運動:y=_。,vxt,vyt,(2)蠟塊的速度

2、v=_, tan=_。 (3)蠟塊運動的軌跡方程y=_。,x,四、物體做曲線運動的條件,1.動力學(xué)角度:當物體所受合力的方向與它的速度方 向_時,物體做曲線運動。 2.運動學(xué)角度:物體的加速度方向與它的速度方向 _時,物體做曲線運動。,不在同一條直線上,不在同一條直線上,【思考辨析】 (1)做曲線運動的物體,速度可能不變。() (2)變速運動不一定是曲線運動。() (3)做曲線運動的物體的位移大小可能與路程相等。 (),(4)物體做曲線運動的合運動就是物體的實際運動。 () (5)合運動和分運動相互干擾。() (6)做曲線運動的物體一定有加速度。(),提示:(1)。物體做曲線運動時,速度方向時

3、刻改變,根據(jù)其矢量性,速度一定時刻在變化。 (2)。變速運動可能是變速直線運動,即速度方向不變,大小改變。 (3)。做曲線運動的物體的位移大小一定比路程小。,(4)。物體做曲線運動的合運動就是物體的實際運動。 (5)。合運動和分運動具有等時性、獨立性。 (6)。做曲線運動的物體的合力一定不為零,一定有加速度。,一 對曲線運動的理解 【典例】(2018大連高一檢測)關(guān)于曲線運動,以下說法正確的是() A.曲線運動的速度一定是變化的 B.曲線運動的加速度一定是變化的 C.曲線運動有可能是勻速運動 D.曲線運動不可能是勻變速運動,【解析】選A。曲線運動的特征是速度方向時刻改變,故曲線運動一定是變速運

4、動,故A項正確、C項錯誤;曲線運動是變速運動,加速度不為零,但是加速度可以變化、也可以不變化,故B、D項均錯誤。,【核心歸納】 1.曲線運動的速度: (1)曲線運動中物體在某時刻(或某位置)的速度方向,就是運動軌跡曲線上這一點的切線方向。 (2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物體做曲線運動時,速度大小可能變化、可能不變化,速度方向一定變化。,2.曲線運動的分類: (1)勻變速曲線運動:加速度恒定的曲線運動,即物體在恒力作用下的曲線運動。 (2)變加速曲線運動:加速度不斷變化的曲線運動,即物體在變力作用下的曲線運動。,3.曲線運動中,判斷某點速度方向的步驟: (1)確定物體運動軌跡的方向。 (

5、2)確定該點的切線方向。 (3)畫出帶箭頭的切線,箭頭指向為該點的速度方向。,【易錯提醒】 (1)變速運動可能是曲線運動,也可能是直線運動,如加速直線運動或減速直線運動都是變速運動。 (2)勻變速運動可能是勻變速曲線運動,也可能是勻變速直線運動,只要物體所受合外力為恒力(且不為零),它一定做勻變速運動。,【過關(guān)訓(xùn)練】 1.(2018天津高一檢測)關(guān)于曲線運動的性質(zhì),下列說法中正確的是() A.曲線運動可能是勻速運動 B.曲線運動一定是變速運動 C.曲線運動不可能是勻變速運動 D.曲線運動的加速度方向可能與速度方向相同,【解析】選B。曲線運動的速度方向時刻改變,所以曲 線運動不可能是勻速運動,故

6、A項錯誤;曲線運動的速度 方向沿著曲線上某點的切線方向,時刻改變,所以曲線 運動一定是變速運動,故B項正確;曲線運動的條件是合 力與速度不共線,一定是變速運動,且可以是勻變速曲 線運動,故C項錯誤;做曲線運動的質(zhì)點的加速度方向就,是質(zhì)點在曲線上這點的受力的方向,根據(jù)曲線運動的條件可知,加速度的方向與速度的方向一定不在同一條直線上,故D項錯誤。,2.(2018濟南高一檢測)如圖,籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐,圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點速度方向的是 () A.v1B.v2C.v3D.v4,【解析】選C。依據(jù)曲線運動特征可知:物體做曲線運動時,任意時刻的速度方向是曲線上該點的切線方向,所以圖中能正確表示

7、籃球在相應(yīng)點速度方向的只有v3,故C項正確。,【補償訓(xùn)練】 假如在彎道上高速行駛的賽車,突然后輪脫離賽車,關(guān)于脫離賽車后的車輪的運動情況,以下說法正確的是 (),A.仍然沿著汽車行駛的彎道運動 B.沿著與彎道垂直的方向飛出 C.沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動,離開彎道 D.上述情況都有可能,【解析】選C。賽車沿彎道行駛,任一時刻賽車上任何一點的速度方向都是賽車運動的曲線軌跡上對應(yīng)點的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點軌跡的切線方向。選項C正確。,二對曲線運動條件的理解 【典例】(2018哈爾濱高一檢測)如圖所示,一質(zhì)點從M點到N點做曲線運動,當它通過P點時 ,其速度v和加速度a關(guān)系

8、 可能正確的是,【審題關(guān)鍵】,【解析】選C。速度方向沿軌跡的切線方向,加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè),與速度方向一定不在同一條直線上,故C正確,A、B、D錯誤。,【核心歸納】 1.物體做曲線運動的條件: (1)動力學(xué)條件:合外力與速度方向不共線是物體做曲線運動的充要條件,這包含三個方面的內(nèi)容。 速度不為零; 合外力不為零;,合外力與速度方向不共線。 (2)運動學(xué)條件:加速度與速度方向不共線。,2.合外力與運動軌跡的關(guān)系:曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的方向彎曲,即合力指向軌跡的凹側(cè)。,3.合外力與速率的關(guān)系: (1)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體做速率越來越大的曲線運

9、動。 (2)合外力與速度方向的夾角為直角時,物體做速率不變的曲線運動。 (3)合外力與速度方向的夾角為鈍角時,物體做速率越來越小的曲線運動。,4.確定曲線運動的軌跡的方法: (1)做曲線運動的物體,運動軌跡不斷改變,其改變后的軌跡處在運動方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間,且偏向合外力所指的一側(cè)。 (2)若物體在恒力作用下做曲線運動,物體的運動軌跡越來越接近力的方向,但不會與力的方向相同。,【易錯提醒】 物體做曲線運動時,受力(加速度)的“一定”與“不一定” (1)“一定”:物體受到的合外力(加速度)一定不為零。物體所受合外力(加速度)的方向與其速度方向一定不在同一條直線上。,(2)“不一定”:物

10、體受到的合外力(加速度)不一定變化,即物體受到的合外力可以是恒力,也可以是變力。,【過關(guān)訓(xùn)練】 1.(2018濟南高一檢測)當物體做曲線運動時() A.物體所受合力一定是恒力 B.物體所受合力一定是變力 C.物體所受合力的方向跟它的速度方向一定在同一直線上 D.物體所受合力的方向跟它的速度方向一定不在同一直線上,【解析】選D。物體做曲線運動的條件是物體所受合外 力方向和速度方向不在同一直線上,合力不一定是恒力, 故A項錯誤;物體做曲線運動的條件是物體所受合外力 方向和速度方向不在同一直線上,但是合力不一定變化, 故B項錯誤;物體做曲線運動的條件是物體所受合外力 方向和速度方向不在同一直線上,故

11、C項錯誤,D項正確。,2.2017年11月25日,中國長寧蜀南竹海全國熱氣球錦標賽在長寧縣開賽,比賽期間來自全國50家頂級熱氣球競賽隊伍的100多名運動員在竹海上空激烈角逐。如圖所示,熱氣球在豎直O(jiān)y方向做勻加速運動,在水平Ox方向做勻速運動,熱氣球的運動軌跡可能為(),A.直線OAB.曲線OB C.曲線OCD.曲線OD,【解析】選D。熱氣球在豎直O(jiān)y方向做勻加速運動,則合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做勻速運動,此方向上合力為零,所以合運動的加速度方向沿Oy方向,但合速度方向不沿Oy方向,熱氣球做曲線運動,結(jié)合合力指向軌跡內(nèi)側(cè)可知軌跡可能為OD,故D項正確,A、B、C項錯誤。,【補償訓(xùn)練】

12、1.(多選)關(guān)于曲線運動,下列說法中正確的是() A.曲線運動的速度大小一定變化 B.做曲線運動的物體所受的合外力一定變化 C.曲線運動的加速度不一定變化 D.曲線運動的速度方向一定變化,【解析】選C、D。曲線運動的特征是速度方向時刻改變,曲線運動是變速運動,故加速度不為零,但速度的大小不一定變化,故A項錯誤、D項正確;曲線運動的特征是速度方向時刻改變,曲線運動是變速運動,但曲線運動所受的合外力不一定變化,故B項錯誤;曲線運動的加速度不一定改變,故C項正確。,2.子謙同學(xué)在探究物體做曲線運動的條件時,將一條形磁鐵放在桌面的A位置,讓小鋼珠在水平桌面上以初速度v0運動,得到小鋼珠的運動軌跡。圖中

13、a、b、c、d哪一條為其運動軌跡() A.aB.bC.cD.d,【解析】選C。磁鐵對小鋼珠有吸引力,當磁鐵放在位置A時,小鋼珠運動過程中會受到磁鐵的吸引,小鋼珠逐漸接近磁鐵,所以其運動軌跡是c,故C項正確。,三運動的合成與分解 考查角度1 合運動與分運動的關(guān)系 【典例1】(2018福州高一檢測)兩個分運動不在一條直線上,下列說法正確的是 A.兩個分運動是勻速直線運動,且互相垂直,它們的合運動可能是曲線運動,B.兩個分運動是初速度為零的勻加速直線運動,它們的合運動一定是勻加速直線運動 C.一個初速度為零的勻加速直線運動和一個初速度不為零的勻加速直線運動,它們的合運動可能是勻加速直線運動 D.兩個

14、分運動是初速度不為零的勻加速直線運動,它們的合運動一定是勻加速直線運動,【解題探究】 (1)怎么描述一個物體的運動性質(zhì)? 提示:描述一個物體的運動性質(zhì)包括加速度和運動軌跡。 (2)物體的運動軌跡是直線還是曲線的關(guān)鍵是什么? 提示:合速度和合加速度的方向是否在一條直線上。,【解析】選B。分運動都是勻速直線運動,知合加速度 為零,合速度不為零,則合運動仍然是勻速直線運動,故 A項錯誤;兩個初速度為零的勻加速直線運動一定是勻 加速直線運動,故B項正確;一個初速度為零的勻加速直 線運動和一個初速度不為零的勻加速直線運動,其合初 速度與合加速度不共線,它們的合運動一定是勻變速曲,線運動,故C項錯誤;兩個

15、分運動是初速度不為零的勻加速直線運動,若合初速度與合加速度共線,則它們的合運動一定是勻加速直線運動;若合初速度與合加速度不共線,則合運動一定是勻變速曲線運動,故D項錯誤。,【核心歸納】 1.概念: (1)合運動與分運動:如果物體同時參與了幾個運動,那么物體實際發(fā)生的運動就是合運動,參與的幾個運動就是分運動。 (2)運動的合成與分解:已知分運動求合運動,叫運動的合成;已知合運動求分運動,叫運動的分解。,2.運動的合成與分解的運算法則:合成與分解的內(nèi)容是位移、速度、加速度的合成與分解,這些量都是矢量,遵循的是平行四邊形定則。,3.合運動與分運動的關(guān)系:,4.確定合運動性質(zhì)的方法: 分析兩個直線運動

16、的合運動的性質(zhì)時,應(yīng)先根據(jù)平行四邊形定則,確定合運動的合初速度v0和合加速度a,然后進行判斷: (1)判斷是否做勻變速運動:若a恒定,物體做勻變速運動;若a變化,物體做變加速運動。,(2)判斷軌跡曲直:若a與v0共線,則做直線運動;若a與v0不共線,則做曲線運動。,【易錯提醒】 (1)合運動一定是物體的實際運動(一般是相對于地面的)。 (2)不是同一時間內(nèi)發(fā)生的運動或不是同一物體參與的運動不能進行合成。 (3)對運動進行分解時,應(yīng)該建立在對物體的運動效果進行分析的基礎(chǔ)上。,考查角度2 運動的合成與分解的應(yīng)用 【典例2】(2018孝義高一檢測)質(zhì)量為2 kg的質(zhì)點在xy平面上做曲線運動,在x方向

17、的速度圖象和y方向的位移圖象如圖所示,下列說法正確的是,A.質(zhì)點的初速度為3 m/s B.質(zhì)點所受的合外力為3 N C.質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直 D.2 s末質(zhì)點速度大小為6 m/s,【解析】選B。x軸方向初速度為vx=3 m/s,y軸方向 初速度vy= m/s=-4 m/s,質(zhì)點的初速度 v0= m/s=5 m/s,故A項不正確;x軸 方向的加速度a= m/s=1.5 m/s2,質(zhì)點的合 力F合=ma=3 N,故B項正確;合力沿x軸方向,而初速度,方向既不在x軸,也不在y軸方向,質(zhì)點初速度的方向 與合外力方向不垂直,故C項不正確;由圖可知,2 s末 x方向質(zhì)點速度的大小為6 m/s,

18、而y方向的速度仍然 是-4 m/s,所以合速度是 m/s,故 D項不正確。,【核心歸納】 運動的合成與分解的應(yīng)用 (1)確定物體的合運動(實際發(fā)生的運動)與分運動。 (2)畫出矢量(速度、位移或加速度)合成或分解的平行四邊形。,(3)應(yīng)用運動學(xué)公式分析同一運動(合運動或某一分運動)中的位移、速度、加速度等物理量之間的關(guān)系,應(yīng)用幾何知識分析合矢量與分矢量之間的關(guān)系。,【過關(guān)訓(xùn)練】 1.關(guān)于兩個分運動與合運動的關(guān)系,下列說法正確的是 () A.合運動的速度一定比其中一個分運動的速度大 B.合運動的速度一定比其中一個分運動的速度小 C.合運動的速度一定與其中一個分運動的速度相等,D.合運動的速度大小

19、可能與其中一個分運動的速度大小相等 【解析】選D。合速度的大小可能比分速度大,可能比分速度小,可能與分速度相等,故A、B、C項錯誤,D項正確。,2.如圖所示,一小鋼球在光滑水平桌面上沿AB直線運動,C處有一小球門,BC垂直于AB。現(xiàn)用同一根細管分別沿甲、乙、丙三個方向?qū)蔅處吹氣,可將鋼球吹進球門的是(),A.甲方向B.乙方向 C.丙方向D.都有可能,【解析】選C。小球若進入球門,則速度的方向沿BC的方向,畫出小球的初速度、末速度的方向,由平行四邊形定則畫出小球速度變化的方向如圖,由圖可知,鋼球的速度變化v的方向沿丙的方向,所以向左沿丙的方向吹氣,故C項正確,A、B、D項錯誤。,【補償訓(xùn)練】

20、(多選)如圖所示,吊車以v1的速度沿水平直線向右勻速行駛,同時以v2的速度勻速收攏繩索提升物體,下列表述正確的是(),A.物體的實際運動速度為v1+v2 B.物體的實際運動速度為 C.物體相對地面做曲線運動 D.繩索保持豎直狀態(tài),【解析】選B、D。物體參與了水平方向上的勻速直線運動,速度為v1,又參與了豎直方向上的勻速直線運動,速度為v2,合運動為勻速直線運動,合速度v= ,選項A、C錯誤,B正確。由于物體做勻速直線運動,所受合外力為零,所以繩索拉力應(yīng)豎直向上,繩索應(yīng)保持豎直狀態(tài),選項D正確。,【拓展例題】考查內(nèi)容:運動的合成與分解的應(yīng)用 【典例】跳傘表演是人們普遍喜歡的觀賞性體育項目,如圖,當運動員從直升機由靜止跳下后,在下落過程中不免會受到水平風力的影響,下列說法中正確的是 (),A.風力越大,運動員下落時間越長,運動員可完成更多的動作 B.風力越大,運動員著地速度越大,有可能對運動員造成傷害 C.運動員下落時間與風力有關(guān) D.運動員著地速度與風力無關(guān),【解析】選B。運動員同時參與了兩個分運動,豎直方向向下落和水平方向隨風飄,兩個分運動同時發(fā)生,相互獨立,因而,水平風速越大,落地的合速度越大,但落地時間不變。,