高中物理——曲線運(yùn)動(dòng)

1、學(xué)生姓名 性別男年級(jí)高一學(xué)科物理授課教師丘老師上課時(shí)間教學(xué)課題曲線運(yùn)動(dòng)教學(xué)目標(biāo) 1了解曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，熟練掌握運(yùn)動(dòng)的合成與分解 2能利用拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律解實(shí)際問(wèn)題 3進(jìn)一步了解勻速圓周運(yùn)動(dòng)、角速度、線速度、向心加速度概念4熟練掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，能運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特點(diǎn)處理相關(guān)問(wèn) 5了解什么是離心現(xiàn)象，能用離心運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題。教學(xué)過(guò)程【知識(shí)梳理】完成以下內(nèi)容，建立知識(shí)體系。 一、曲線運(yùn)動(dòng)1運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)(1)速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的 方向(2)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的 時(shí)刻在改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是 運(yùn)動(dòng)2運(yùn)動(dòng)條件(1)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：物體的加速度方

2、向跟它的 不在同一直線上(2)從動(dòng)力學(xué)角度：物體所受 的方向跟物體的 不在同一直線上二、運(yùn)動(dòng)的合成與分解1遵循的規(guī)律：位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循 2合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系等時(shí)性 各分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間與合運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間 .獨(dú)立性 一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng)，各分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行，不受其他分運(yùn)動(dòng)的影響等效性 各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來(lái)與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全 的效果3合力方向與速度方向的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力的方向與速度方向一定 同一條直線上，這是判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)的依據(jù)4. 合力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合力方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合力方向指向曲線

3、的彎曲的 側(cè)5速率變化情況判斷當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為 時(shí)，物體的速率增大；當(dāng)合力方向與速度方向的夾角為 時(shí)，物體的速率減?。划?dāng)合力方向與速度方向 時(shí)，物體的速率不變 三、平拋運(yùn)動(dòng)1.定義：v0水平，忽略空氣阻力，只受重力作用的運(yùn)動(dòng)2.性質(zhì)：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)3.特點(diǎn)：水平方向：做 運(yùn)動(dòng)； 豎直方向：做 運(yùn)動(dòng)。 4.平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 （1）平拋物體的加速度 水平方向： ax = 豎直方向： ay = (2)平拋運(yùn)動(dòng)的速度 水平方向： = 豎直方向： = 合速度大小 = 合速度方向：tan= （3）平拋運(yùn)動(dòng)的位移 水平方向：x= 豎直方向：y= 位移大?。篠= 豎直方向：tan= （4）平拋運(yùn)動(dòng)的

4、軌跡：y= x2 （5）平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間由下落高度決定：由 h = ， 得：t= （6）由于豎直方向v0=0，a=g，是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，所以初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一切規(guī)律在豎直方向上都成立。 四、圓周運(yùn)動(dòng)1描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的五個(gè)物理量： 、 、頻率f和轉(zhuǎn)速n 。2它們相互關(guān)系是：（1）v與的關(guān)系：v= .（2）與周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n的關(guān)系 = = = . (3) v與周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n的關(guān)系 v = = = . (4) 周期T、頻率f、轉(zhuǎn)速n的關(guān)系 n= = . (n的單位取r/s) 3向心力 大?。?F= = = = 。 方向： 總是指向圓心，方向時(shí)刻在改變。 作用：不斷改變速

5、度的 。 4向心加速度 大?。篴= = = = = 。 方向：總是指向圓心，方向時(shí)刻在改變。 5圓周運(yùn)動(dòng)的性質(zhì) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)屬于 運(yùn)動(dòng)，勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力由其所受 來(lái)提供，在變速圓周運(yùn)動(dòng)中，向心力由其所受 的分力來(lái)提供，切向分力則產(chǎn)生 加速度，改變速度的大小。6 離心運(yùn)動(dòng) 當(dāng)向心力消失或合力不足以提供向心力的時(shí)候，物理會(huì)逐漸 圓心，這種運(yùn)動(dòng)叫 運(yùn)動(dòng)，離心運(yùn)動(dòng)是物體 的體現(xiàn)。 【探究題】 探究一：小船過(guò)河問(wèn)題 1已知船速大小為v1 ，水速大小為v2 ，河寬為d， 求：最短過(guò)河時(shí)間和最短的過(guò)河距離，應(yīng)當(dāng)怎樣渡河？針對(duì)訓(xùn)練一：在抗洪搶險(xiǎn)中，戰(zhàn)士駕駛摩托艇救人假設(shè)江岸是平直的，洪水沿江向下游流去，

6、水流速度為v1，摩托艇在靜水中的速度為v2，戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近處O的距離為d.若戰(zhàn)士想在最短時(shí)間內(nèi)將人送上岸，則摩托艇登陸的地點(diǎn)離O點(diǎn)的距離為( ) A B0 C D 探究二：速度的分解 1如圖所示，岸上的人通過(guò)定滑輪用繩子拖動(dòng)小船靠岸，則當(dāng)人勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，船的運(yùn)動(dòng)情況是( )A加速運(yùn)動(dòng) B減速運(yùn)動(dòng)C勻速運(yùn)動(dòng) D條件不足，不能判定針對(duì)訓(xùn)練一： 如圖所示，在不計(jì)滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下，當(dāng)小車勻速向右運(yùn)動(dòng)繩與水平方向的夾角成53o時(shí)，車的速度為15m/s ，則重物上升的速度是多大？針對(duì)訓(xùn)練二：（選做題） 寬9 m的成型玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前進(jìn)行，在切割工序處，金剛割刀的速度

7、為10 m/s，為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形，則：(1)金剛割刀的軌道應(yīng)如何控制？(2)切割一次的時(shí)間多長(zhǎng)？(3)所生產(chǎn)的玻璃板的規(guī)格是怎樣的？ 探究三：兩類平拋問(wèn)題1暗含速度關(guān)聯(lián)：如圖所示,在A點(diǎn)以水平初速度v0拋出的物體(不計(jì)空氣阻力)，飛行一段時(shí)間后，和豎直墻壁夾角為撞在墻面B點(diǎn)，求物體落在斜面上的速度和飛行時(shí)間？ 2 暗含位移關(guān)聯(lián)：如圖所示，在傾角為的斜面上的P點(diǎn)，以水平速度v0拋出一小球，(不計(jì)空氣阻力)，飛行一段時(shí)間后，落在斜面上的Q點(diǎn)，求AB兩點(diǎn)的距離和飛行時(shí)間？針對(duì)訓(xùn)練一：1一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示小球在豎直方

8、向下落的距離與在水平方向通過(guò)的距離之比為( ) Atan B2tan C D針對(duì)訓(xùn)練二：2如圖所示，一物體自傾角為的固定斜面頂端沿水平方向拋出后落在斜面上物體與斜面接觸時(shí)速度與水平方向的夾角滿足( )Atan sin Btan cos abcdCtan tan Dtan 2tan 探究三：研究平拋運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)的處理1在研究平拋物體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)中，用一張印有小方格的紙來(lái)記錄軌跡，小方格的邊長(zhǎng)L=1.25cm，若小球在平拋運(yùn)動(dòng)途中的幾個(gè)位置如圖中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計(jì)算公式為V0= 用（L、g表示）其值是 m/s(g=10m/s2)探究四：圓周運(yùn)動(dòng)的多值問(wèn)題1如圖所示，半徑為R的圓

9、盤繞垂直于盤面的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，其正上方h處沿OB方向水平拋出一個(gè)小球，要使球與盤只碰一次，且落點(diǎn)為B，求小球的初速度v和圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。探究五：兩類豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（重點(diǎn)） 1繩和內(nèi)軌模型：長(zhǎng)為R的輕繩一端系一質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？當(dāng)小球在最高點(diǎn)的速度大于這個(gè)速度時(shí)，輕繩對(duì)小球的拉力與速度的關(guān)系怎樣？2 桿和雙軌模型 ：長(zhǎng)為R的輕桿一端系一小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？當(dāng)球在最高點(diǎn)速度為多少時(shí)，桿對(duì)球的作用力為零，當(dāng)小球在最高點(diǎn)速度比這個(gè)速度大時(shí)，桿對(duì)球是拉力或是支持力，比個(gè)這速度小呢，情況又是怎樣？針對(duì)訓(xùn)練一：1

10、質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的圓形軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)，若經(jīng)最高點(diǎn)不脫離軌道的臨界速度為v，則當(dāng)小球以2v速度經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，小球?qū)壍缐毫Φ拇笮?( )A0 Bmg C3mg D5mg針對(duì)訓(xùn)練二：2長(zhǎng)L=0.5 m、質(zhì)量可忽略的桿，其一端固定于O點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量m=2kg的小球，它繞O點(diǎn)做豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，如圖所示，求下列情況下小球所受到力的大小和方向。（1）v1=1 m/s時(shí) （2）v2=4 m/s【課后鞏固】1下列說(shuō)法正確的有（ ）A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。B.合運(yùn)動(dòng)的加速度為分運(yùn)動(dòng)的加速度矢量和。C.如果做曲線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)速度大小沒(méi)有發(fā)生變化，則物體加速度為零。D.物體

11、在變力或恒力作用下都可能作直線運(yùn)動(dòng)。E.物體所受的合外力方向與速度的方向不在同一條直線上，物體就作曲線運(yùn)動(dòng)。F.靜止物體在恒力作用下一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。G.物體受到多力作用而在做勻速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)撤去一個(gè)力時(shí)物體運(yùn)動(dòng)做勻變速運(yùn)動(dòng)。H.平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。I.如果平拋物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，則其速度方向?qū)⒆優(yōu)樨Q直向下。J.向心加速度的物理意義是描述做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)向心力變化的快慢2一物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是x3t2 (m)，y4t2 (m)，則下列說(shuō)法中正確的是 ( )A物體在x軸和y軸方向上都是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)B物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為5 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)C物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度

12、為零、加速度為10 m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)D物體的合運(yùn)動(dòng)是加速度為5 m/s2的曲線運(yùn)動(dòng)3如圖所示,兩小球a、b從直角三角形斜面的頂端以相同大小的水平速率v0向左、向右水平拋出,分別落在兩個(gè)斜面上,三角形的兩底角分別為30°和60°,則兩小球a、b運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為（ ）A.1 B.13 C.1 D.314平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平和豎直方向的兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)，在同一坐標(biāo)系中作出這兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的v­t圖線，如圖所示，若平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大于2t1，下列說(shuō)法中正確的是( )A圖線b表示豎直分運(yùn)動(dòng)的v­t圖線Bt1時(shí)刻的速度方向與初速度方向夾角為30°Ct1時(shí)間內(nèi)

13、的位移方向與初速度方向夾角的正切值為D2t1時(shí)間內(nèi)的位移方向與初速度方向夾角為60°5如圖所示為一皮帶傳動(dòng)裝置，右輪的半徑為r，a是它邊緣上的一點(diǎn)，左側(cè)是一輪軸，大輪半徑為4r，小輪半徑為2r，b點(diǎn)在小輪上，到小輪中心距離為r，c點(diǎn)和d點(diǎn)分別位于小輪和大輪的邊緣上，若在傳動(dòng)過(guò)程中，皮帶不打滑，則（ ）Aa點(diǎn)與b點(diǎn)線速度大小相等Ba點(diǎn)與c點(diǎn)角速度大小相等Ca點(diǎn)與d點(diǎn)向心加速度大小相等Da、b、c、d四點(diǎn)，加速度最小的是b點(diǎn)6如圖所示，一圓盤可繞通過(guò)圓盤的中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在圓盤上放置一小木塊A，它隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)則關(guān)于小木塊A的受力，下列說(shuō)法正確的是 ( )A木塊

14、A受重力、支持力和向心力B木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相反 C木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力方向與木塊運(yùn)動(dòng)方向相同D木塊A受重力、支持力和靜摩擦力，摩擦力方向指向圓心7有一種雜技表演叫“飛車走壁”由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)圖中粗線圓表示摩托車的行駛軌跡，軌跡離地面的高度為h.下列說(shuō)法中正確的是 ( )Ah越高，摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力將越大Bh越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大 Ch越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越小Dh越高，摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度將越大V8質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半球形金屬殼豎直放置，

15、開口向上，滑到最低點(diǎn)時(shí)速度大小為V，若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為，則物體在最低點(diǎn)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ） A受到向心力為 B受到的摩擦力為 C 受到的摩擦力為mg D受到的合力方向斜向左上方.9如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體以水平初速度v0時(shí)，小物體對(duì)球頂恰無(wú)壓力，則 ( ) A物體立即離開球面做平拋運(yùn)動(dòng) B物體落地時(shí)水平位移為 C物體的初速度 D物體著地時(shí)速度方向與地面成45°角10汽車質(zhì)量m為1.5×104 kg，以不變的速率先后駛過(guò)凹形路面和凸形路面，路面圓弧半徑均為15 m，如圖3-17所示如果路面承受的最大壓力不得超過(guò)2×105 N，汽車允許的最大速率是多少？汽車以此速率駛過(guò)路面的最小壓力是多少？11繩系著裝有水的水桶，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m0.5 kg，繩長(zhǎng)L60 cm，求：最高點(diǎn)水不流出的最小速率。水在最高點(diǎn)速率v3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力。12.如圖所示，一玩滾軸溜冰的小孩(可視為質(zhì)