（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 1.1.1 曲線運(yùn)動(dòng)課件.ppt

1.1.1曲線運(yùn)動(dòng),一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移 觀圖助學(xué),(1)2018年2月23日中國(guó)選手武大靖奪得平昌冬奧會(huì)短道速滑男子500米決賽冠軍，并且創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。短道速滑比賽中武大靖做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣描述武大靖的位移？應(yīng)選擇什么坐標(biāo)系？ (2)我國(guó)的武裝直升機(jī)某次軍演中水平發(fā)射的炸彈，在地面上的人看來做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣描述炸彈的位移？應(yīng)選擇什么坐標(biāo)系？,1.坐標(biāo)系的選擇：研究物體在同一平面內(nèi)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，應(yīng)選擇_坐標(biāo)系。 2.位移的描述：物體運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)時(shí)，其位移可用它在_方向的分矢量來表示，而分矢量可用該點(diǎn)的_表示。,平面直角,坐標(biāo)軸,坐標(biāo),理解概念,如圖甲、乙所示，判斷下列說法是否正確。,(1)樊振東打出的乒乓球做曲線運(yùn)動(dòng)。( ) (2)朱婷打出的排球做直線運(yùn)動(dòng)。( ) (3)曲線運(yùn)動(dòng)的位移可能比路程大。( ),二、曲線運(yùn)動(dòng)的速度 觀圖助學(xué),如圖是我國(guó)著名網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)員李娜精彩的比賽瞬間，如果網(wǎng)球離開球拍后，沿圖中虛線做曲線運(yùn)動(dòng)，則圖中v1、v2、v3、v4分別表示網(wǎng)球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向，哪些是正確的？哪些是錯(cuò)誤的？,1.速度方向：質(zhì)點(diǎn)在曲線上某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的_方向。 2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：曲線運(yùn)動(dòng)是_運(yùn)動(dòng)。 3.速度的描述：速度是_量，可以用_的兩個(gè)方向的分矢量(分速度)表示。,理解概念,切線,判斷下列說法是否正確。 (1)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變。( ) (2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變。( ) (3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。( ) (4)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定不為零。( ),變速,矢,相互垂直,三、運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例,1.裝置：在一端封閉、長(zhǎng)約1 m的玻璃管內(nèi)注滿清水，水中放一個(gè)用紅蠟做成的小圓柱體R，將玻璃管口用橡膠塞塞緊。 2.實(shí)驗(yàn)過程 (1)將這個(gè)玻璃管倒置(如圖甲)，可以看到蠟塊上升的速度大小不變，即蠟塊做_直線運(yùn)動(dòng)。,勻速,甲,(2)再次將玻璃管上下顛倒，在蠟塊上升的同時(shí)將玻璃管水平向右勻速移動(dòng)，觀察蠟塊的運(yùn)動(dòng)情況。 (3)以蠟塊開始運(yùn)動(dòng)的位置為原點(diǎn)O，水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向，建立平面直角坐標(biāo)系，如圖乙所示。,乙,蠟塊的位移： 蠟塊沿水平方向向右勻速運(yùn)動(dòng)：x_；蠟塊沿豎直方向向上勻速運(yùn)動(dòng)：y_。 蠟塊的速度v_， tan _。 蠟塊運(yùn)動(dòng)的軌跡方程y_。,vxt,vyt,四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 觀圖助學(xué),如圖所示，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿軌跡ABCD運(yùn)動(dòng)，圖中畫出了質(zhì)點(diǎn)在各處的速度v和質(zhì)點(diǎn)所受合力F的方向，其中哪些可能是正確的？哪些一定是錯(cuò)誤的？ 1.動(dòng)力學(xué)角度：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向_時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。 2.運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：物體的加速度方向與它的速度方向_時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。,不在同一直線上,不在同一條直線上,理解概念,如圖為在彎道上高速行駛的賽車，判斷下列說法是否正確。,(1)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定是變力。( ) (2)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定不為零。( ) (3)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定不為零。( ),觀察探究,1.如圖1所示，游樂場(chǎng)中的摩天輪在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)乘客到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，乘客的速度沿什么方向？當(dāng)摩天輪勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，乘客的速度是否發(fā)生變化？,對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解,圖1,答案沿水平方向 乘客做曲線運(yùn)動(dòng)，速度方向不斷變化。,2.如圖2所示，砂輪上打磨下來的熾熱微粒沿什么方向飛出？如何確定物體在某一點(diǎn)的速度方向？,答案從砂輪上打磨下來的熾熱微粒沿脫落點(diǎn)的切線方向飛出，所以物體在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。,圖2,3.為什么曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？ 答案由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變化，不論其速度大小是否變化，其速度一定變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。,探究歸納 1.曲線運(yùn)動(dòng)在某點(diǎn)的速度方向一定沿著曲線上該點(diǎn)的切線方向。 2.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但是變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)；曲線運(yùn)動(dòng)一定有加速度，但加速度不一定變化。,試題案例,例1 (2018襄陽高一檢測(cè))如圖3所示，物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(),圖3,A.物體的速度可能不變 B.物體的速度不可能均勻變化 C.a點(diǎn)的速度方向由a指向b D.ab段的位移大小一定小于路程,解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變，即使速度大小不變，速度方向也在不斷發(fā)生變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必定受到力的作用，當(dāng)物體所受到的合力為恒力時(shí)，物體的加速度恒定，速度均勻變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的速度方向沿a點(diǎn)的切線方向，C項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移大小必小于路程，D項(xiàng)正確。 答案D,曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法 (1)看物體的合力：若物體的合力為恒力，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的合力為變力，則它做變加速曲線運(yùn)動(dòng)。 (2)看物體的加速度：若物體的加速度不變，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的加速度變化，則它做變加速曲線運(yùn)動(dòng)。,針對(duì)訓(xùn)練1 翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項(xiàng)目。如圖4所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。下列說法正確的是(),A.過山車做勻速運(yùn)動(dòng) B.過山車做變速運(yùn)動(dòng) C.過山車受到的合力等于零 D.過山車經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同,圖4,解析過山車做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過山車的速度是變化的，即過山車做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B正確；做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零，C錯(cuò)誤；過山車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)誤。 答案B,物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,觀察探究 如圖5所示，將圓弧形滑軌放在鋪了一層白紙的平滑桌面上，使其底端與桌面相切，讓鋼球從圓弧形滑軌滾下獲得一定的初速度。為便于觀察，在離開滑軌處沿鋼球運(yùn)動(dòng)方向用直尺在白紙上畫一直線。圖甲中將條形磁鐵沿直線放置；圖乙中將條形磁鐵放在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊。,圖5,(1)圖甲中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？ (2)圖乙中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？ 答案(1)鋼球做加速直線運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向相同。 (2)鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向不在同一條直線上。,探究歸納 1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：合力與速度方向不共線。 2.合力與軌跡的關(guān)系：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡總偏向合力所指的一側(cè)，或者說合力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，也可以說運(yùn)動(dòng)軌跡總是夾在合力方向與速度方向之間且與速度方向相切。,3.合力與速率變化的關(guān)系,試題案例 例2 (2018菏澤高一檢測(cè))質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力，下列圖象可能正確的是(),【思路點(diǎn)撥】(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向沿軌跡的切線。 (2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力(或加速度)方向總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)。,解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度方向就是曲線上那一點(diǎn)的切線方向，曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡向合外力的方向彎曲，而合外力的方向就是加速度的方向，故只有D項(xiàng)正確。 答案D,曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與力的關(guān)系的理解 (1)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡由初速度、合外力兩個(gè)因素決定，軌跡夾在合外力方向與速度方向之間且與速度相切。 (2)物體在恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向?qū)⒃絹碓浇咏Φ姆较?，但不?huì)與力的方向相同。,針對(duì)訓(xùn)練2 如圖6所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(),A.D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B.A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90 C.A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D.從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小,圖6,解析由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，合力方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D過程，合力方向與速度方向夾角小于90，速率增大，D點(diǎn)速率比C點(diǎn)的速率大，A正確；A點(diǎn)的加速度方向與過A的切線，即速度方向夾角大于90，B錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，合力的大小方向均不變，加速度不變，故C錯(cuò)誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤。 答案A,運(yùn)動(dòng)的合成與分解,觀察探究 如圖7所示，跳傘運(yùn)動(dòng)員打開降落傘后正在從高空下落。,圖7,(1)跳傘員在無風(fēng)時(shí)豎直勻速下落，有風(fēng)時(shí)運(yùn)動(dòng)員的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡還豎直向下嗎？豎直方向的運(yùn)動(dòng)是跳傘員的合運(yùn)動(dòng)還是分運(yùn)動(dòng)？ (2)已知跳傘員的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)速度，怎樣求跳傘員的合速度？ 答案(1)有風(fēng)時(shí)不沿豎直向下運(yùn)動(dòng)。無風(fēng)時(shí)跳傘員豎直勻速下落，有風(fēng)時(shí)，一方面豎直勻速下落，一方面在風(fēng)力作用下水平運(yùn)動(dòng)。因此，豎直勻速下落的運(yùn)動(dòng)是跳傘員的分運(yùn)動(dòng)。 (2)應(yīng)用平行四邊形定則求合速度。,探究歸納 1.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng) (1)如果物體同時(shí)參與了幾個(gè)運(yùn)動(dòng)，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)，參與的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)就是分運(yùn)動(dòng)。 (2)物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)就是合運(yùn)動(dòng)，實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度，而分運(yùn)動(dòng)的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度。,2.合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,3.運(yùn)動(dòng)的合成與分解,(1)概念：已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的合成；已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)，叫運(yùn)動(dòng)的分解。 (2)運(yùn)算法則：運(yùn)動(dòng)合成和分解就是位移、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)處理方法：作圖法，即應(yīng)用平行四邊形定則嚴(yán)格作圖。 解析法，即應(yīng)用解三角形的方法列方程。,試題案例,例3 (2018德州高一檢測(cè))如圖8所示，在某次演習(xí)中，演習(xí)直升機(jī)空投物資。直升機(jī)空投物資時(shí)，可以停留在空中不動(dòng)，設(shè)投出的物資離開飛機(jī)后由于降落傘的作用在空中能勻速下落，無風(fēng)時(shí)落地速度為5 m/s。若飛機(jī)停留在離地面100 m高處空投物資，由于水平風(fēng)的作用，使降落傘和物資獲得1 m/s 的水平向東的速度。求：(結(jié)果可保留根式),圖8,(1)物資在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間； (2)物資落地時(shí)速度的大??； (3)物資在下落過程中水平方向移動(dòng)的距離。 解析如圖所示，物資的實(shí)際運(yùn)動(dòng)可以看做是豎直方向的 勻速直線運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。,(1)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性，故物資實(shí)際運(yùn)動(dòng)的時(shí)間與豎直 方向分運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等。,求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的思路 (1)根據(jù)題意確定物體的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)。 (2)根據(jù)平行四邊形定則作出矢量合成或分解的平行四邊形。 (3)根據(jù)所畫圖形求解合運(yùn)動(dòng)或分運(yùn)動(dòng)的參量，求解時(shí)可以用勾股定理、三角函數(shù)、三角形相似等數(shù)學(xué)知識(shí)。,針對(duì)訓(xùn)練3 2018年4月25日 “吳橋雜技節(jié)” 開幕，在某雜技表演中，猴子沿豎直桿向上做初速度為零、加速度為a的勻加速運(yùn)動(dòng)，同時(shí)人頂著直桿以速度v0水平勻速移動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t，猴子沿桿向上移動(dòng)的高度為h，人頂桿沿水平地面移動(dòng)的距離為x，如圖9所示。關(guān)于猴子的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是(),圖9,答案D,“香蕉球”的成因簡(jiǎn)析,1966年在倫敦足球世界杯賽中，球王貝利踢出了第一個(gè)“美麗的弧線球”， “香蕉球”由此誕生了，以后許多球星也踢出了美麗的“香蕉球”。,圖10甲所示為貝克漢姆踢出的一個(gè)“香蕉球”示意圖，“香蕉球”是怎樣形成的？圖乙所示是足球沒有旋轉(zhuǎn)只發(fā)生平動(dòng)時(shí)的空氣流動(dòng)情形；圖丙所示是足球沒有平動(dòng)只發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣流動(dòng)情形；圖丁所示是足球既有平動(dòng)同時(shí)又有旋轉(zhuǎn)時(shí)的空氣流動(dòng)情形，即形成“香蕉球”的情形，一方面空氣迎著球向后流動(dòng)，另一方面，由于旋轉(zhuǎn)帶來空氣與球之間的摩擦，球周圍的空氣又會(huì)被帶著一起旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，,球旋轉(zhuǎn)的方向與球前進(jìn)方向相同一側(cè)相對(duì)于空氣的速度比另一側(cè)小。物理知識(shí)告訴我們：氣體的流速越大，壓強(qiáng)越小，氣體的壓力越小。由于足球兩側(cè)空氣的流動(dòng)速度不一樣，它們對(duì)足球所產(chǎn)生的壓強(qiáng)(壓力)也不一樣，于是，足球在空氣壓力的作用下，被迫向空氣流速大的一側(cè)轉(zhuǎn)彎了，從而形成“香蕉球”。,