人教版物理必修二第五章曲線運動第一節(jié)曲線運動之運動的合成及分解38ppt

1、1 1質(zhì)點在某一點質(zhì)點在某一點( (或某一時刻或某一時刻) )的速度方向的速度方向是在曲線的這一點的切線方向上。是在曲線的這一點的切線方向上。 當合外力的方向與初速度在同一直線上，當合外力的方向與初速度在同一直線上，合外力所產(chǎn)生的加速度只改變速度的大小，合外力所產(chǎn)生的加速度只改變速度的大小，不改變速度的方向，物體只能作直線運動。不改變速度的方向，物體只能作直線運動。 運動物體所受合外力的方向跟它的速度方運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上，向不在同一直線上，合外力所產(chǎn)生的加速度合外力所產(chǎn)生的加速度就不但可以改變速度的大小，而且可以改變就不但可以改變速度的大小，而且可以改變速度的

2、方向，物體將做曲線運動速度的方向，物體將做曲線運動二、曲線運動的速度方向二、曲線運動的速度方向2 2質(zhì)點做曲線運動時，速度方向是時刻改變的質(zhì)點做曲線運動時，速度方向是時刻改變的做曲線運動的物體的速度時刻在改變，即運動做曲線運動的物體的速度時刻在改變，即運動狀態(tài)時刻在改變著，由牛頓運動定律可知，力狀態(tài)時刻在改變著，由牛頓運動定律可知，力是改變物體運動狀態(tài)原因即改變速度的原因，是改變物體運動狀態(tài)原因即改變速度的原因，力是產(chǎn)生加速度的原因。而加速度等于速度的力是產(chǎn)生加速度的原因。而加速度等于速度的變化變化v v與時間與時間t t的比值。只要速度有改變，即的比值。只要速度有改變，即v v00，就一定具

3、有加速度。，就一定具有加速度。 一定是變速運動一定是變速運動四、做曲線運動的物體一定具有加速度，所四、做曲線運動的物體一定具有加速度，所受合外力一定不等于零受合外力一定不等于零由由F F、v v的的關(guān)系判斷物體的運動狀態(tài)關(guān)系判斷物體的運動狀態(tài)F、v共線共線直線運動直線運動F F恒定恒定F F變化變化勻變速直勻變速直線運動線運動變加速直變加速直線運動線運動F、v不共線不共線曲線運動曲線運動F F恒定恒定F F變化變化勻變速曲勻變速曲線運動線運動變加速曲變加速曲線運動線運動F F恒定恒定（a a恒定）恒定）勻變速勻變速運動運動變加速變加速運動運動F合合0（a 0）變變速速運運動動F變化變化（a變化

4、變化）F F、v v共線共線直線運動直線運動F F、v v不共線不共線曲線運動曲線運動曲線運動是變速運動曲線運動是變速運動 （至少至少v v的方向在變化的方向在變化） 例一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動例一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動, ,則在這則在這段時間內(nèi)（段時間內(nèi)（ ）A A速度一定在不斷地改變，加速度也一定不速度一定在不斷地改變，加速度也一定不斷地改變斷地改變B B速度一定在不斷地改變，加速度可以不變速度一定在不斷地改變，加速度可以不變C C速度可以不變，加速度一定不斷地改變速度可以不變，加速度一定不斷地改變D D速度可以不變，加速度也可以不變速度可以不變，加速度也可以不變B例關(guān)于運動物體的

5、軌跡與所受合外力的例關(guān)于運動物體的軌跡與所受合外力的關(guān)系，下列敘述中正確的有：關(guān)系，下列敘述中正確的有： （ ） A A受恒力作用的物體一定作直線運動；受恒力作用的物體一定作直線運動； B B做曲線運動的物體一定受變力作用；做曲線運動的物體一定受變力作用； C C做曲線運動的物體，所受合外力必不為做曲線運動的物體，所受合外力必不為零；零； D D受變力作用的物體，一定做曲線運動受變力作用的物體，一定做曲線運動C1 1在地面上觀察下列物體的運動，其中物體在地面上觀察下列物體的運動，其中物體做曲線運動的是做曲線運動的是 （ ）A A向東運動的質(zhì)點受到一個向西的力的作用向東運動的質(zhì)點受到一個向西的力

6、的作用B B正在豎直上升的氣球突然遭遇一陣北風正在豎直上升的氣球突然遭遇一陣北風C C河水勻速流動，正在河里勻速駛向?qū)Π兜暮铀畡蛩倭鲃?，正在河里勻速駛向?qū)Π兜钠 D在以速度在以速度v v行駛的列車上，以相對列車的速行駛的列車上，以相對列車的速度度v v水平向前拋出的一個小球水平向前拋出的一個小球B D2 2、一個物體在幾個共點力的作用下，保持、一個物體在幾個共點力的作用下，保持平衡狀態(tài)，如果撤去其中一個力平衡狀態(tài)，如果撤去其中一個力F F1 1，而其余，而其余力保持不變力保持不變, ,關(guān)于該物體的運動，下列說法關(guān)于該物體的運動，下列說法中正確的是：中正確的是： （ ）A A、可能沿著、

7、可能沿著F F1 1的方向做勻變速直線運動的方向做勻變速直線運動B B、可能沿著、可能沿著F F1 1的反方向做勻變速直線運動的反方向做勻變速直線運動C C、可能做勻變速曲線運動、可能做勻變速曲線運動D D、可能做勻速圓周運動、可能做勻速圓周運動A B C3. 3. 一質(zhì)點以一定的速度通過一質(zhì)點以一定的速度通過P P點時，開始受到點時，開始受到一個恒力一個恒力F F的作用，則此后該質(zhì)點的運動軌跡的作用，則此后該質(zhì)點的運動軌跡可能是圖中的可能是圖中的 （ ） A A a a B B b b C C c c D Dd dPadcb解：解： 物體做勻速圓周運動時，所受的物體做勻速圓周運動時，所受的合

8、外力方向時刻改變，不是恒力。合外力方向時刻改變，不是恒力。恒力與速度恒力與速度v v在一條直線上時，物在一條直線上時，物體做勻變速直線運動，體做勻變速直線運動，C C對。對。恒力與速度恒力與速度v v垂直時，物體做類平拋運動，垂直時，物體做類平拋運動，B B對。對。恒力與速度恒力與速度v v既不垂直又不在一直既不垂直又不在一直線時，物體做類斜拋運動，線時，物體做類斜拋運動，D D對。對。 B C D 例例. .我國我國“嫦娥一號嫦娥一號”探月衛(wèi)星經(jīng)過無數(shù)人探月衛(wèi)星經(jīng)過無數(shù)人的協(xié)作和努力的協(xié)作和努力, ,終于在終于在20072007年年1010月月2424日晚日晚6 6點多點多發(fā)射升空。發(fā)射升空

9、。 如圖所示如圖所示,“,“嫦娥一號嫦娥一號”探月衛(wèi)星探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時在由地球飛向月球時, ,沿曲線從沿曲線從M M點向點向N N點飛行點飛行的過程中，速度逐漸減小。在此過程中探月衛(wèi)的過程中，速度逐漸減小。在此過程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能的是星所受合力方向可能的是 （ ）A B C DMNFFFFMNMNMN點撥：點撥：切線方向的力沿切線向下，向心力向左側(cè)切線方向的力沿切線向下，向心力向左側(cè)C2 2、在一個具體問題中判斷哪個是合運動，哪個、在一個具體問題中判斷哪個是合運動，哪個是分運動的關(guān)鍵是弄清物體實際發(fā)生的運動是是分運動的關(guān)鍵是弄清物體實際發(fā)生的運動是哪個，則這個運動就是合運動

10、。物體實際發(fā)生哪個，則這個運動就是合運動。物體實際發(fā)生的運動就是物體相對地面發(fā)生的運動，或者說的運動就是物體相對地面發(fā)生的運動，或者說是相對于地面上的觀察者所發(fā)生的運動。是相對于地面上的觀察者所發(fā)生的運動。1 1、合運動與分運動定義：如果物體同時參與了、合運動與分運動定義：如果物體同時參與了兩種運動兩種運動, ,那么物體實際發(fā)生的運動叫做那兩種那么物體實際發(fā)生的運動叫做那兩種運動的合運動，那兩種運動叫做這個實際運動運動的合運動，那兩種運動叫做這個實際運動的分運動。的分運動。分運動分運動的位的位置置, ,位移位移, ,速速度度, ,加速度加速度合運動合運動的位的位置置, ,位移位移, ,速速度度

11、, ,加速度加速度運動的合成運動的合成運動的分解運動的分解遵循平行四邊形定則遵循平行四邊形定則獨立獨立, ,等時等時, ,等效等效獨立性獨立性等效性等效性同體性同體性合運動所需時間和對應的每個分合運動所需時間和對應的每個分運動所需時間相等運動所需時間相等一個物體可以同時參與幾個不同一個物體可以同時參與幾個不同的分運動，各個分運動獨立進行，的分運動，各個分運動獨立進行，互不影響互不影響合運動與分運動在效果上是等效合運動與分運動在效果上是等效替代的關(guān)系替代的關(guān)系合運動與分運動必須對同一物體合運動與分運動必須對同一物體例、如圖，人通過繩以恒定速率例、如圖，人通過繩以恒定速率v牽引船靠岸，牽引船靠岸，

12、當繩與水平面夾角為當繩與水平面夾角為時，船靠岸的速度大小為時，船靠岸的速度大小為 （）（）A等于等于vB等于等于vcosC 等于等于v/cosD條件不足無法確定條件不足無法確定v船vC 繩拉物體或繩拉物體或 物體拉繩問題要點：物體拉繩問題要點：1 1、物體實際運動為合運動、物體實際運動為合運動2 2、繩的運動為一個分運動、繩的運動為一個分運動3 3、垂直于繩的運動為另一、垂直于繩的運動為另一個分運動個分運動例：例：汽車通過滑輪拉重汽車通過滑輪拉重A A，汽車沿水平方向向右，汽車沿水平方向向右勻速運動，滑輪與繩的摩擦力不計，則物體勻速運動，滑輪與繩的摩擦力不計，則物體A A的的運動情況是運動情況

13、是 （ ）A A、勻速上升、勻速上升 B B、加速上升、加速上升C C、先加速再減速、先加速再減速 D D、減速上升、減速上升vv1v2B1sinvv右移右移 V1 例如圖所示，在一次救災工作中，一架水平例如圖所示，在一次救災工作中，一架水平直線飛行的直升飛機直線飛行的直升飛機A A，用懸索救護困在水中，用懸索救護困在水中的傷員的傷員B B，在直升飛機，在直升飛機A A和傷員和傷員B B以相同的水平以相同的水平速度勻速運動的同時，懸索將傷員吊起，在某速度勻速運動的同時，懸索將傷員吊起，在某一段時間內(nèi)，一段時間內(nèi)，A A、B B之間的距離以之間的距離以 l = H l = H - - t t2

14、2（式中（式中H H為直升飛機為直升飛機A A離水面的高度）規(guī)律變化，離水面的高度）規(guī)律變化，則在這段時間內(nèi)則在這段時間內(nèi) ( )( )A A懸索的拉力等于傷員的重力懸索的拉力等于傷員的重力B B懸索是豎直的懸索是豎直的C C傷員做勻減速直線運動傷員做勻減速直線運動D D傷員做速度大小增加的曲線運動傷員做速度大小增加的曲線運動ABlB D解：解：傷員傷員B B離地面的高度為離地面的高度為 y = H l y = H l = = t t2 2 , ,ABlvHy可見傷員可見傷員B B以恒定加速度以恒定加速度a a=2m/s=2m/s2 2勻加速上升，勻加速上升，mamgF mgmamgF A錯，

15、錯，在水平方向，傷員與飛機有相同速度，在水平方向，傷員與飛機有相同速度，懸索保持豎直。懸索保持豎直。 B B對對傷員相對于地面，有水平速度傷員相對于地面，有水平速度v v，并有豎直向上的加速度，做類平并有豎直向上的加速度，做類平拋運動，即拋運動，即傷員做加速度大小、傷員做加速度大小、方向均不變的曲線運動，方向均不變的曲線運動， C C錯錯D D對對結(jié)論：結(jié)論：合運動的合運動的性質(zhì)和軌跡性質(zhì)和軌跡是由是由合初速度合初速度與與合合加速度加速度決定決定若若a與與v0的方向不在同一直線上，則合運動是曲線的方向不在同一直線上，則合運動是曲線運動，運動，a恒定時，是勻變速曲線運動。恒定時，是勻變速曲線運動

16、。1根據(jù)平行四邊形定則，求出合運動的初速度根據(jù)平行四邊形定則，求出合運動的初速度v0和加速度和加速度a后進行判斷：后進行判斷：若若a=0(分運動的加速度都為零分運動的加速度都為零)，物體沿合初速度，物體沿合初速度v0的方向做勻速直線運動。的方向做勻速直線運動。若若a0且且a與與v0的方向在同一直線上，物體就做直線運的方向在同一直線上，物體就做直線運動；動；a與與v0同向時做加速直線運動；同向時做加速直線運動；a與與v0反向時先做減反向時先做減速運動，當速度減為零后將沿速運動，當速度減為零后將沿a的方向做加速運動；的方向做加速運動；a恒定時，物體做勻變速直線運動。恒定時，物體做勻變速直線運動。四

17、、運動的合成與分解在四、運動的合成與分解在“小船過河小船過河”問題、問題、“繩繩端速度分解端速度分解”問題中的應用問題中的應用分別研究下列幾種情況下的合運動的性質(zhì)和軌跡分別研究下列幾種情況下的合運動的性質(zhì)和軌跡兩個勻速直線運動的合運動的軌跡必是直線兩個勻速直線運動的合運動的軌跡必是直線，如，如“小船過河小船過河”問題問題 ；相互垂直的勻速直線運動和勻變速直線運動的合運相互垂直的勻速直線運動和勻變速直線運動的合運動的軌跡一定是曲線，如平拋運動；動的軌跡一定是曲線，如平拋運動；兩個勻變速直線運動的合運動的軌跡可能是直線兩個勻變速直線運動的合運動的軌跡可能是直線 (合合運動的初速度運動的初速度v0和

18、加速度和加速度a在一直線上在一直線上) , 也可能是曲線也可能是曲線(合運動的初速度合運動的初速度v0和加速度和加速度a不在一直線上不在一直線上) ;3一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣大一只蜜蜂和一輛汽車在平直公路上以同樣大小速度并列運動。如果這只蜜蜂眼睛盯著汽車車輪小速度并列運動。如果這只蜜蜂眼睛盯著汽車車輪邊緣上某一點，那么它看到的這一點的運動軌跡是邊緣上某一點，那么它看到的這一點的運動軌跡是 （ ）DABCA3 3質(zhì)量為質(zhì)量為1kg1kg的物體在水平面內(nèi)做曲線運動，的物體在水平面內(nèi)做曲線運動，已知互相垂直方向上的速度圖象分別如圖所已知互相垂直方向上的速度圖象分別如圖所示下列說法正確的

19、是示下列說法正確的是 ( )( )A A質(zhì)點的初速度為質(zhì)點的初速度為5m/s 5m/s B B質(zhì)點所受的合外力為質(zhì)點所受的合外力為3N3NC C2s2s末質(zhì)點速度大小為末質(zhì)點速度大小為7m/s7m/sD D質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直2vx/ms-101123t/svy/ms-120124t/s【例例】河寬河寬300m300m，水流速度為，水流速度為1m/s1m/s，小船在，小船在靜水中的速度為靜水中的速度為3m/s3m/s，問，問(1)(1)以最短時間渡以最短時間渡河，時間為多少河，時間為多少? ?可達對岸的什么位置可達對岸的什么位置? ?(2)(2)以最

20、短航程渡河，船頭應向何處以最短航程渡河，船頭應向何處? ?渡河時渡河時間又為多少間又為多少? ?(3)(3)到達正對岸上游到達正對岸上游100m100m處，處，船頭應向何處船頭應向何處? ?渡河時間又為多少渡河時間又為多少? ?(2)(2)由于由于v v1 1v v2 2，所以船可以，所以船可以垂直到正對岸，速度矢量圖垂直到正對岸，速度矢量圖如圖如圖. .設(shè)船頭與河岸夾角為，設(shè)船頭與河岸夾角為，則有則有:Cosa=v:Cosa=v2 2/v/v1 1=1/3=1/3，a aarccos(1/3).arccos(1/3).渡河時間：渡河時間：t=t=d/vd/v=d/(v=d/(v1 1sina

21、sina)=106.4s)=106.4s. .9民族運動會上有一個騎射項目，運動員騎在奔馳民族運動會上有一個騎射項目，運動員騎在奔馳的馬背上，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標假設(shè)運動的馬背上，彎弓放箭射擊側(cè)向的固定目標假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為員騎馬奔馳的速度為v1，運動員靜止時射出的弓箭速，運動員靜止時射出的弓箭速度為度為v2跑道離固定目標的最近距離為跑道離固定目標的最近距離為d要想命中目要想命中目標且射出的箭在空中飛行時間最短，則（標且射出的箭在空中飛行時間最短，則（ ）12vdv22122vvvd 2vd2122vvd B運動員放箭處離目標的距離為運動員放箭處離目標的距離為C箭射到靶的最短時間

22、為箭射到靶的最短時間為D箭射到靶的最短時間為箭射到靶的最短時間為A. 運動員放箭處離目標的距離為運動員放箭處離目標的距離為B C復雜的運動復雜的運動分解分解 運動運動遵循法則遵循法則位移位移s s速度速度v v加速度加速度a a矢量矢量？化化 曲曲 為為 直直曲線曲線變化變化復雜復雜分解分解直線直線【例例】如圖，圓桶底面半如圖，圓桶底面半徑為徑為R R，在頂部有個入口，在頂部有個入口A A，在在A A的正下方的正下方h h處有個出口處有個出口B B，在，在A A處沿切線方向有一處沿切線方向有一個光滑斜槽，一個小球恰個光滑斜槽，一個小球恰能沿水平方向進入入口能沿水平方向進入入口A A后，沿光滑桶

23、壁運動后，沿光滑桶壁運動. .要要使小球由自由出口使小球由自由出口B B飛出飛出桶外，則小球進入桶外，則小球進入A A的速的速度度v v必須滿足什么條件必須滿足什么條件? ? 例某人乘船橫渡一條河，船在靜水中速例某人乘船橫渡一條河，船在靜水中速度與水流速度一定，此人過河的最短時間為度與水流速度一定，此人過河的最短時間為T T1 1，若此船用最短的位移過河，則所需最短時間為若此船用最短的位移過河，則所需最短時間為T T2 2，若船速大于水速，則船速與水速大小之比，若船速大于水速，則船速與水速大小之比為為_。解：解：v船船垂直河岸，過河的時間最短；垂直河岸，過河的時間最短； v合合垂直河岸，過河的

24、時間最短垂直河岸，過河的時間最短v水水 v船船 v1合合d船船vdT 1v水水 v船船 v2合合222水水船船船船vvdcosvdT 2212水水船船船船vvvTT 212222TTTvv 水水船船例、在河面上方例、在河面上方20m20m的岸上有人用長繩栓住一的岸上有人用長繩栓住一條小船，開始時繩與水面的夾角為條小船，開始時繩與水面的夾角為3030人以恒人以恒定的速率定的速率v v=3m/s=3m/s拉繩，使小船靠岸，那么拉繩，使小船靠岸，那么5s5s后后小船前進了小船前進了_m_m，此時小船的速率為，此時小船的速率為_ _ m/sm/s。F30解：解： 5s后小船前進到后小船前進到D點點DO

25、ABCEOE=20m OA=40m OD=OA-53=25m DE=15m =53m32030 OEctgAE AD=19.6mm/s5603船 .cosvv 19.65 例在水平力例在水平力F作用下，物體作用下，物體B沿水平面向右沿水平面向右運動，物體運動，物體A恰勻速上升，那么以下說法正確恰勻速上升，那么以下說法正確的是（的是（ ）A物體物體B正向右作勻減速運動正向右作勻減速運動B物體物體B正向右作加速運動正向右作加速運動C地面對地面對B的摩擦力減小的摩擦力減小D斜繩與水平成斜繩與水平成30o時，時，23 :v:vBA BAFD解見下頁解見下頁BAF解：解：畫出畫出A、B受力圖如圖示受力圖如圖示mA gTmB gNfTA勻速上升勻速上升 T=mAg對對B: F-Tcos f =maN=mBg-TsinB向右運動向右運動,減小減小, N增大增大,摩擦力摩擦力f 增大，增大，a減小且不是恒量，減小且不是恒量，A、B、C錯。錯。B向右運動時向右運動時,位移關(guān)系如圖示：位移關(guān)系如圖示：BAvBvASBSASA =SB cos vA =vB cos 2330 cosvvBAD對對gh2hgL2v0LhA221gth ght2 tvL200 hgLhgLv2220 豎直方向做自由落體運動豎直方向做自由落體運動水平方向做勻減速運動，水平速度恰好減