高一物理第五章曲線運動全章ppt

1、( (一一) )曲線運動曲線運動 物體的運動軌跡是曲線的運動叫做曲線物體的運動軌跡是曲線的運動叫做曲線運動，曲線運動的速度方向在不斷的變化。運動，曲線運動的速度方向在不斷的變化。( (二二) )曲線運動的速度方向曲線運動的速度方向AB 曲線運動物體在某一點的速度方向，曲線運動物體在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向。沿曲線在這一點的切線方向。( (三三) )物體做曲線運動的條件物體做曲線運動的條件 拋體運動拋體運動人造地球衛(wèi)星的運動人造地球衛(wèi)星的運動地球地球vF 當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向當(dāng)物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直線時，物體做曲線運動。不在同一直線時，物體做曲

2、線運動。(1)(1)兩個運動可以組合成一個運動兩個運動可以組合成一個運動( (一一) )運動的合成與分解運動的合成與分解(2)(2)同樣一個運動可以同時看到兩個運動效果同樣一個運動可以同時看到兩個運動效果(3)(3)從實驗看出，兩個相互垂直的勻速直線運從實驗看出，兩個相互垂直的勻速直線運動的合運動是直線運動動的合運動是直線運動問題：問題：(3)(3)兩個不相互垂直的勻速直線運動的合運動是兩個不相互垂直的勻速直線運動的合運動是直線運動嗎？直線運動嗎？(1)(1)能否證明兩個勻速直線運動的合運動的軌跡能否證明兩個勻速直線運動的合運動的軌跡是直線？是直線？(2)(2)能否通過分運動研究合運動？能否通

3、過分運動研究合運動？(4)(4)兩個變速直線運動的合運動可能為直線運動嗎？兩個變速直線運動的合運動可能為直線運動嗎？問題一：問題一：如果一個蠟塊在如果一個蠟塊在x方向以速度方向以速度vx做勻速直線做勻速直線運動，在運動，在y方向以速度方向以速度vy做勻速直線運動，試分析：做勻速直線運動，試分析： (1)蠟塊的運動軌跡蠟塊的運動軌跡 (2)蠟塊的運動速度蠟塊的運動速度結(jié)論：結(jié)論：(1)勻速直線運動的合運動是直線運動勻速直線運動的合運動是直線運動(2)勻速直線運動的合運動是勻速直線運動，合速度勻速直線運動的合運動是勻速直線運動，合速度與分速度滿足平行四邊形定則。與分速度滿足平行四邊形定則。問題二：

4、問題二：如果蠟塊在如果蠟塊在x方向做初速度為零，加速度為方向做初速度為零，加速度為ax的勻加速直線運動，在的勻加速直線運動，在y方向做初速度為零，加方向做初速度為零，加速度為速度為ay的勻加速直線運動，試分析：的勻加速直線運動，試分析： (1)蠟塊的運動軌跡蠟塊的運動軌跡 (2)蠟塊的合運動是什么性質(zhì)的運動蠟塊的合運動是什么性質(zhì)的運動結(jié)論：結(jié)論：(1)初速度為零的勻加速直線運動的合運動是直線運初速度為零的勻加速直線運動的合運動是直線運動動(2)合運動是勻變速直線運動，合加速度滿足平行四合運動是勻變速直線運動，合加速度滿足平行四邊形定則。邊形定則。問題三：問題三：如果蠟塊在如果蠟塊在x方向做初速

5、度為方向做初速度為vx，加速度為，加速度為ax的勻加速直線運動，在的勻加速直線運動，在y方向做初速度為方向做初速度為vy，加速，加速度為度為ay的勻加速直線運動，則：蠟塊的運動軌跡的勻加速直線運動，則：蠟塊的運動軌跡可能為直線嗎？可能為直線嗎？結(jié)論：結(jié)論： 有可能，只要合速度與合加速度在同一直有可能，只要合速度與合加速度在同一直線運動上。線運動上。問題四：問題四：如果蠟塊在如果蠟塊在x方向做初速度為零，加速度為方向做初速度為零，加速度為ax的勻加速直線運動，在的勻加速直線運動，在y方向以方向以vy的速度做勻速的速度做勻速直線運動，則運動軌跡是直線嗎？直線運動，則運動軌跡是直線嗎？結(jié)論：結(jié)論：

6、只能是曲線，因為合速度與合加速度不只能是曲線，因為合速度與合加速度不在同一直線上。在同一直線上。 一只螞蟻在如圖的一張白紙上一只螞蟻在如圖的一張白紙上(寬寬20cm)從從A點沿垂直于長邊的直線以點沿垂直于長邊的直線以4mm/s的速度爬行，紙的速度爬行，紙沿長邊以沿長邊以3mm/s的速度勻速運動，則：的速度勻速運動，則： (1)螞蟻相對于靜止的桌面運動的速度。螞蟻相對于靜止的桌面運動的速度。 (2)螞蟻爬行到螞蟻爬行到B點時，點時，B點移動的距離。點移動的距離?！纠纠?】AB結(jié)論：兩個分運動具結(jié)論：兩個分運動具的等時性的等時性B 一只螞蟻在如圖的一張白紙上一只螞蟻在如圖的一張白紙上(寬寬20c

7、m)從從A點沿垂直于長邊的直線以點沿垂直于長邊的直線以4mm/s的速度爬行，紙的速度爬行，紙沿長邊以沿長邊以3mm/s的速度勻速運動，則：的速度勻速運動，則： (1)如果螞蟻要運動到桌面上的如果螞蟻要運動到桌面上的B點，它朝什么方點，它朝什么方向運動。向運動。(2)此時螞蟻相對靜止的桌面速度大小為此時螞蟻相對靜止的桌面速度大小為多少？多少？【例【例2】AB結(jié)論：螞蟻運動的合速度要結(jié)論：螞蟻運動的合速度要垂直于長度，或螞蟻的垂直于長度，或螞蟻的速度在長邊方向的分速速度在長邊方向的分速度大小要等于紙的速度度大小要等于紙的速度大小，方向相反。大小，方向相反。B 一只螞蟻在如圖的一張白紙上一只螞蟻在如

8、圖的一張白紙上(寬寬20cm)從從A點沿垂直于長邊的直線以點沿垂直于長邊的直線以4mm/s的速度爬行，紙的速度爬行，紙沿長邊以沿長邊以3mm/s的速度勻速運動，則：的速度勻速運動，則： 螞蟻要運動到紙的對邊，最短時間是多少？螞蟻要運動到紙的對邊，最短時間是多少？【例【例3】AB結(jié)論：螞蟻沿結(jié)論：螞蟻沿AB直線爬行。直線爬行。B 如果一條船在靜水中的速度為如果一條船在靜水中的速度為4m/s，水流，水流動的速度為動的速度為3m/s，船要到達(dá)正對岸，則：，船要到達(dá)正對岸，則： (1)船頭方向。船頭方向。 (2)渡河的時間。渡河的時間?！纠纠?】結(jié)論：與螞蟻在紙上爬行結(jié)論：與螞蟻在紙上爬行是一樣的物

9、理模型。是一樣的物理模型。問題與練習(xí)（一）平拋運動（一）平拋運動(1)初速度水平初速度水平(2)只在重力作用下只在重力作用下問題問題1 1：一個物體以：一個物體以20m/s20m/s的初速度水平拋出，拋出的初速度水平拋出，拋出點距地面點距地面20m20m高，求：高，求： (1)(1)物體飛行時間。物體飛行時間。 (2)(2)物體飛行的水平距離。物體飛行的水平距離。 (3)(3)物體落地的速度大小與方向。物體落地的速度大小與方向。方法三：實驗探究方法三：實驗探究(1)豎直方向分運動的實驗探究：豎直方向分運動的實驗探究： 同時做平拋與自由落體的兩個同時做平拋與自由落體的兩個小球在任意高度均能同時落

10、地，這小球在任意高度均能同時落地，這說明它們豎直方向的運動是相同的，說明它們豎直方向的運動是相同的，則平拋運動的豎直方向的分運動為則平拋運動的豎直方向的分運動為自由落體運動。自由落體運動。方法三：實驗探究方法三：實驗探究(2)水平方向分運動水平方向分運動 的實驗探究：的實驗探究：xyv描出平拋運動的軌跡描出平拋運動的軌跡v在水平與豎直方向取在水平與豎直方向取一直角坐標(biāo)一直角坐標(biāo)v在在y軸上從原點開始向軸上從原點開始向下依次取下依次取h、4h、9h、16h，的點。過的點。過這些點作水平線與軌這些點作水平線與軌跡的交點，就是經(jīng)過跡的交點，就是經(jīng)過相等時間物體到達(dá)的相等時間物體到達(dá)的位置。位置。v測

11、量兩相鄰位置間的測量兩相鄰位置間的水平位移，分析這些水平位移，分析這些位移的特點。位移的特點。v平拋運動：平拋運動： (1)(1)水平方向上以初速度做勻速直線運動；水平方向上以初速度做勻速直線運動； (2)(2)豎直方向上做自由落體運動。豎直方向上做自由落體運動。 注意：平拋運動是勻變速曲線運動。注意：平拋運動是勻變速曲線運動。探究結(jié)論：探究結(jié)論：教材的做法教材的做法必修必修參考案例參考案例2、水平方向的運動規(guī)律、水平方向的運動規(guī)律第一、設(shè)法記錄物體運動的軌跡；第一、設(shè)法記錄物體運動的軌跡；第二、在軌跡上確定相隔相同時間物體所處的位置第二、在軌跡上確定相隔相同時間物體所處的位置第三、判斷物體在

12、相同時間在水平方向運動的位移第三、判斷物體在相同時間在水平方向運動的位移 說一說說一說 某同學(xué)使小球沿課桌水平飛出，用前面所說數(shù)碼照相機(jī)某同學(xué)使小球沿課桌水平飛出，用前面所說數(shù)碼照相機(jī)來拍攝小球做平拋運動的錄像（每秒來拍攝小球做平拋運動的錄像（每秒15幀），并將小球運動幀），并將小球運動的照片打印出來。請問：他大約可以得到幾幀小球正在空中的照片打印出來。請問：他大約可以得到幾幀小球正在空中運動的照片？運動的照片？參考案例參考案例3 3、水平方向的運動規(guī)律、水平方向的運動規(guī)律v平拋運動軌跡方程平拋運動軌跡方程v平拋運動軌跡方程平拋運動軌跡方程v嘗試導(dǎo)出斜拋物體軌跡方程嘗試導(dǎo)出斜拋物體軌跡方程 某

13、人在平臺上平拋一小球，球離手時的速某人在平臺上平拋一小球，球離手時的速度為度為v1，落地時速度為，落地時速度為v2，不計空氣阻力，下圖，不計空氣阻力，下圖中能表示出速度矢量的演變過程的是中能表示出速度矢量的演變過程的是( )【例【例1】A 物體以物體以20m/s初速度水平拋出，初速度水平拋出，1s末速度多末速度多少？少？2s末速度是多少？第末速度是多少？第1s速度變化多少？第速度變化多少？第2s速度變化多少？速度變化多少？【例【例2】 物體做平拋運動，在任意相等時間內(nèi)的物體做平拋運動，在任意相等時間內(nèi)的速度變化量相同，方向總是豎直向下。速度變化量相同，方向總是豎直向下。 將甲、乙、丙三個小球同

14、時水平拋出后落在將甲、乙、丙三個小球同時水平拋出后落在同一水平面上，已知甲和乙拋出點的高度相同，乙同一水平面上，已知甲和乙拋出點的高度相同，乙和丙拋出時的速度相同，下列判斷中正確的是（和丙拋出時的速度相同，下列判斷中正確的是（ ） A.甲和乙一定同時落地甲和乙一定同時落地 B.乙和丙一定同時落地乙和丙一定同時落地 C.甲和乙水平射程一定相同甲和乙水平射程一定相同 D.乙和丙水平射程一定相同乙和丙水平射程一定相同【例【例3】A 平拋運動的物體，飛行時間只跟高度有關(guān)，水平平拋運動的物體，飛行時間只跟高度有關(guān)，水平射程不僅與高度有關(guān)，還跟初速度大小有關(guān)。射程不僅與高度有關(guān)，還跟初速度大小有關(guān)。 如圖

15、為某小球做平拋如圖為某小球做平拋運動時，用閃光照相的方法運動時，用閃光照相的方法獲得的相片的一部分，圖中獲得的相片的一部分，圖中背景方格的邊長為背景方格的邊長為5cm，g=10m/s2，并把這一部分放，并把這一部分放在圖中的坐標(biāo)系內(nèi)，則：在圖中的坐標(biāo)系內(nèi)，則：（1）小球平拋運動的初速）小球平拋運動的初速度度v0=_m/s；（；（2）閃光）閃光的時間間隔的時間間隔_s；（；（3）小 球 過小 球 過 A 點 的 速 率點 的 速 率vA=_m/s。（。（4）拋出）拋出點的坐標(biāo)是點的坐標(biāo)是_ xyO【例【例4】1.50.11.8(-5cm,0) 宇航員站在一星球表面上的某高處，沿宇航員站在一星球表

16、面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間t，小球落，小球落到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距離為離為 L若拋出時的初速度增大到若拋出時的初速度增大到2倍，測得倍，測得拋出點與落地點之間的距離為拋出點與落地點之間的距離為 。已知兩落。已知兩落地點在同一水平面上，求該星球的重力加速地點在同一水平面上，求該星球的重力加速度度gL3t【例【例5】 質(zhì)量為質(zhì)量為1kg的質(zhì)點開始時在的質(zhì)點開始時在xoy平面上的原平面上的原點點o,某一時刻受到沿某一時刻受到沿+x方向的恒力方向的恒力F1作用，其大作用，其大小為小為2N.若力作用一

17、段時間若力作用一段時間t0 后撤去，又經(jīng)過后撤去，又經(jīng)過2s，質(zhì)點恰好通過該平面上的質(zhì)點恰好通過該平面上的A點，點，A點的坐標(biāo)為點的坐標(biāo)為x=12m,y=16m.求：求： （1）為使質(zhì)點按題設(shè)要求通過）為使質(zhì)點按題設(shè)要求通過A點，在撤去力點，在撤去力F1的同時對質(zhì)點施加一個沿的同時對質(zhì)點施加一個沿y方向的恒力方向的恒力F2，則，則這個力應(yīng)為多大？這個力應(yīng)為多大？ （2）力）力F1作用的時間作用的時間t0 【例【例6】 如圖所示，斜面傾角如圖所示，斜面傾角為為30 ，小球從斜面上的，小球從斜面上的 A點以初速度點以初速度 v0 水平拋出，恰水平拋出，恰好落到斜面上的好落到斜面上的B點求：點求：

18、(1)AB間的距離；間的距離； (2)小球從小球從 A到到B運動的時間；運動的時間； (3)小球何時離開斜面的距離小球何時離開斜面的距離最大？最大？【例【例7】（一）圓周運動（一）圓周運動運動軌跡是圓周的運動運動軌跡是圓周的運動常見的圓常見的圓周運動周運動討論：討論：如何描述自行車的鏈輪、飛輪和后輪運動情況？如何描述自行車的鏈輪、飛輪和后輪運動情況？鏈輪鏈輪飛輪飛輪后輪后輪自行車中的轉(zhuǎn)動自行車中的轉(zhuǎn)動1.線速度線速度(v)：方向：沿切線方向方向：沿切線方向速率不變的圓周運動速率不變的圓周運動勻速圓周運動：勻速圓周運動：勻速勻速率率tlv描述做圓周運動物體的運動快慢。描述做圓周運動物體的運動快慢

19、。l公式：公式：（二）描述圓周運動的物理量：（二）描述圓周運動的物理量：2.角速度角速度()公式：公式：描述圓周運動物體的轉(zhuǎn)動快慢。描述圓周運動物體的轉(zhuǎn)動快慢。t國際單位：弧度國際單位：弧度/秒秒(rad/s)3.轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)速（n）單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)4.周期（周期（T）做勻速圓周運動的物體，經(jīng)過一周所用的時間。做勻速圓周運動的物體，經(jīng)過一周所用的時間。) ( 圈數(shù)：NtNn 單位：轉(zhuǎn)單位：轉(zhuǎn)/秒秒(r/s) 或或 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分(r/min)單位：秒單位：秒(s)1、線速度、線速度(v)2、角速度、角速度()3、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速(n)4、周期、周期(T)vr2T（三）幾個物理量之間的

20、關(guān)系：（三）幾個物理量之間的關(guān)系：n2對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述對自行車三輪轉(zhuǎn)動的描述CBA(1)A、B的線速度相同的線速度相同(2)B、C的角速度相同的角速度相同(3)B、C比比A角速度大角速度大(4)C比比A、B線速度大線速度大問題研究：問題研究：CBA(1)要測量哪些物理量？要測量哪些物理量？(2)寫出自行車正常寫出自行車正常行駛的速度與測行駛的速度與測量量之間的關(guān)系量量之間的關(guān)系如何估算你騎自行車的正常速度如何估算你騎自行車的正常速度(3)估算正常行駛的速度估算正常行駛的速度思考：思考：幾種圓周運動的實幾種圓周運動的實例中，物體做圓周運動例中，物體做圓周運動的加速度方向應(yīng)該指向的加速度方向

21、應(yīng)該指向什么方向？什么方向？ a vrvan21.1.做勻速圓周運動物體的加速度大小：做勻速圓周運動物體的加速度大?。?ran224Tran2.2.做勻速圓周運動物體的加速度方向：做勻速圓周運動物體的加速度方向：始終指向圓心始終指向圓心( (所以叫向心加速度所以叫向心加速度) )。注意：勻速圓周運動是變加速運動。注意：勻速圓周運動是變加速運動。（一）勻速圓周運動的加速度（一）勻速圓周運動的加速度（一）向心力的大?。ㄒ唬┫蛐牧Φ拇笮蛩賵A周運動勻速圓周運動根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律向心加速度向心加速度指向圓心的合力指向圓心的合力向心力向心力nnmaF rvmFn2根據(jù)牛頓第二定律：根據(jù)牛頓

22、第二定律：224TrmFn向心力的表達(dá)式：向心力的表達(dá)式：2mrFn（一）向心力的大?。ㄒ唬┫蛐牧Φ拇笮嶒炑b置介紹實驗裝置介紹(圖圖)3.實驗設(shè)計：實驗設(shè)計：（二）向心力表達(dá)式的驗證（課本）：（二）向心力表達(dá)式的驗證（課本）：（三）關(guān)于向心力的說明：（三）關(guān)于向心力的說明： 1.向心力是做圓周運動物體向心力是做圓周運動物體需要的力，是其它物體所提供需要的力，是其它物體所提供的，不是做圓周運動產(chǎn)生的力；的，不是做圓周運動產(chǎn)生的力；FnFn月球繞地球的月球繞地球的-萬有引力萬有引力光滑桌面上轉(zhuǎn)動光滑桌面上轉(zhuǎn)動的小球的小球-彈力彈力隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動隨圓盤勻速轉(zhuǎn)動的物體的物體-摩擦力摩擦力圓錐擺圓錐擺-彈力與重力的合力彈力與重力的合力 1.向心力可能是某一個力，也向心力可能是某一個力，也可能是幾個力的合力，也可以是可能是幾個力的合力，也可以是某個力的分力。某個力的分力。（三）關(guān)于向心力的說明：（三）關(guān)于向心力的說明： 2.變速率圓周運動的