高中物理-51《曲線運(yùn)動》課件1-新人教版必修2

第五章曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)1．曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)第一頁，共41頁。 1．運(yùn)動軌跡是________的運(yùn)動，稱為曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)．在曲線運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時刻)的速度方向就是曲線在這一點(diǎn)的________方向．曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)中速度方向是時刻改變的，所以曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)是一種________運(yùn)動．曲線(qūxiàn)切線變速2．曲線運(yùn)動的位移：如圖5－1－1所示，做曲線運(yùn)動的物l體從O點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)，它的位移是______．

圖5－1－1第二頁，共41頁。 3．質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時，質(zhì)點(diǎn)的路程總是________位移的大小；受到的合外力和速度(sùdù)一定不為______，合外力方向指向________．大于零曲線(qūxiàn)內(nèi)側(cè)分運(yùn)動(yùndòng)

4．分運(yùn)動和合運(yùn)動：一個物體同時參與幾個運(yùn)動，參與的這幾個運(yùn)動都屬于________，而物體的實(shí)際運(yùn)動就是合運(yùn)動．

(1)同一條直線上的兩個分運(yùn)動的合成：同向相______，反向相________．結(jié)合抵消平行四邊形定則

(2)不在同一條直線上的兩個分運(yùn)動合成時，遵循___________________．第三頁，共41頁。5．做曲線運(yùn)動的物體(wùtǐ)，在運(yùn)動過程中，一定變化的物理量是(B )A．速率(sùlǜ)C．合外力B．速度(sùdù)D．加速度(sùdù)

解析：曲線運(yùn)動的速度大小可能不變，所以速率可能不變，A錯誤；而速度的方向一定隨時改變，所以速度一定改變，B正確；曲線運(yùn)動可能是勻變速運(yùn)動，所以合外力可能不變，由牛頓第二定律知，加速度也可能不變，C、D錯誤．第四頁，共41頁。6．(雙選)關(guān)于運(yùn)動的合成與分解，下列說法正確的是(A．由兩個分運(yùn)動求合運(yùn)動，合運(yùn)動不是唯一(wéiyī)確定的

) B．由合運(yùn)動分解為兩個分運(yùn)動，可以有不同的分解方法 C．物體做曲線運(yùn)動時，才能將這個運(yùn)動分解為兩個分運(yùn)動 D．任何形式的運(yùn)動，都可以用幾個分運(yùn)動來代替 解析(jiěxī)：如果分運(yùn)動確定了，合運(yùn)動也是唯一確定的，A錯誤；合運(yùn)動分解為兩個分運(yùn)動時，可以根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解或正交分解，B正確；任何形式的運(yùn)動，可以用兩個或兩個以上的分運(yùn)動來代替，只要分運(yùn)動與合運(yùn)動的運(yùn)動效果一致就可以了，C錯誤、D正確．BD第五頁，共41頁。知識點(diǎn)1曲線運(yùn)動及其速度(sùdù)方向 生活中大部分的運(yùn)動都是曲線運(yùn)動，如圖5－1－2甲中絢麗的曲線就是汽車(qìchē)行駛時，其車燈在相機(jī)里經(jīng)過長時間曝光留下的“路徑”．那么曲線運(yùn)動有什么特點(diǎn)呢？

圖5－1－2第六頁，共41頁。討論(tǎolùn)：曲線(qūxiàn)小于 (1)曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)的軌跡是________，其位移大小始終________路程． (2)圖乙中雨點(diǎn)沿雨傘邊緣的________方向飛出，圖丙中泥漿沿車輪邊緣的________方向飛出．切線切線

(3)根據(jù)牛頓第一定律，雨點(diǎn)離開雨傘后，泥漿離開車輪后，不再受到力的作用，由于________會保持脫離曲線時的速度做____________運(yùn)動．慣性勻速直線第七頁，共41頁。 (4)質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時，速度方向是時刻改變的，任一時刻(或任一位置)的瞬時速度方向與這一時刻質(zhì)點(diǎn)所在位置處的曲線切線方向一致，并指向(zhǐxiànɡ)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的方向．曲線運(yùn)動中質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)的瞬時速度方向，就是質(zhì)點(diǎn)從該點(diǎn)脫離曲線后自由運(yùn)動的方向，也就是曲線(qūxiàn)上這一點(diǎn)的________方向．切線(qiēxiàn)第八頁，共41頁。1．曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)：(1)定義：運(yùn)動軌跡(guǐjì)是曲線的運(yùn)動．(2)位移(wèiyí)：由物體運(yùn)動的起始點(diǎn)指向到達(dá)位置的有向線段．位移的大小總小于物體運(yùn)動的路程．第九頁，共41頁。2．曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)的速度方向：(1)運(yùn)動方向：質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是曲線在這一點(diǎn)的切線(qiēxiàn)方向．(2)理解：①切線方向和物體的運(yùn)動趨向(軌跡的延伸方向)相對應(yīng)．如圖5－1－3所示．圖5－1－3第十頁，共41頁。 ②做曲線運(yùn)動的物體的速度方向(即軌跡(guǐjì)上各點(diǎn)的切線方向)時刻都在變化，故曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動．③做曲線運(yùn)動的物體一定(yīdìng)具有加速度，即做曲線(qūxiàn)運(yùn)動的物體所受的合外力一定不為零，若合外力恒定則為勻變速曲線運(yùn)動．第十一頁，共41頁。3．曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)的特點(diǎn)：(1)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動(biànsùyùndòng)，但不一定是勻變速運(yùn)動(biànsùyùndòng)．(2)曲線運(yùn)動的速度大小不一定變化，但速度方向一定變化．(3)曲線運(yùn)動一定具有加速度，一定受到合外力(wàilì)的作用．(4)變速運(yùn)動可能是直線運(yùn)動，也可能是曲線運(yùn)動；加速度恒定的勻變速運(yùn)動也可能是曲線運(yùn)動．第十二頁，共41頁?！纠?】(雙選)一質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)在某段時間內(nèi)做曲線運(yùn)動，則在這段時間(shíjiān)內(nèi)() A．速度(sùdù)方向一定在不斷地改變，加速度(sùdù)可以為零 B．速度(sùdù)方向一定在不斷地改變，加速度(sùdù)不可以為零 C．速度(sùdù)大小可以不變，加速度(sùdù)可以為零 D．速度(sùdù)大小可以不變，加速度(sùdù)不可以為零 解析：由于物體做曲線運(yùn)動，則速度(sùdù)方向一定變化，也就是速度(sùdù)一定發(fā)生變化，但速度(sùdù)的大小不一定發(fā)生變化，故物體必有加速度(sùdù)，由此可知B、D正確． 答案：BD第十三頁，共41頁?！居|類旁通(chùlèipángtōng)】1．(雙選)關(guān)于曲線運(yùn)動的速度，下列(xiàliè)說法正確的是()A．速度的大小(dàxiǎo)與方向都在時刻變化CD

B．速度的大小不斷發(fā)生變化，速度的方向不一定發(fā)生變化

C．速度的方向不斷發(fā)生變化，速度的大小不一定發(fā)生變化

D．質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是軌跡上該點(diǎn)的切線方向

解析：做曲線運(yùn)動的物體，速度的大小可以不發(fā)生變化，但速度的方向一定會發(fā)生變化，故A、B錯誤，C正確；質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是軌跡上該點(diǎn)的切線方向，D正確．第十四頁，共41頁。知識點(diǎn)2速度的合成(héchéng)與分解 如圖5－1－4所示為某戰(zhàn)斗機(jī)飛行(fēixíng)時投彈的情景．顯然投出的彈頭的運(yùn)動看起來是直線運(yùn)動，這其實(shí)是彈頭在豎直方向上的分運(yùn)動． 如圖5－1－5所示，是個耍猴雜技，猴子沿直桿由A向B勻速向上爬，向上爬行的速度為0.3m/s，同時人用頭頂著直桿水平勻速移動，移動的速度為0.4m/s，已知在10s內(nèi)，猴子由A運(yùn)動到B，而人由甲位置運(yùn)動到了乙位置．第十五頁，共41頁。圖5－1－4圖5－1－5討論(tǎolùn)：分水平(shuǐpíng)豎直(shùzhí)

(1)一個物體的合運(yùn)動，即實(shí)際運(yùn)動可以分解為幾個____運(yùn)動來描述．

(2)猴子的實(shí)際運(yùn)動可以分解成與人勻速移動一樣的________方向的分運(yùn)動和沿桿勻速爬行的________方向的分運(yùn)動，這兩個分運(yùn)動互相垂直．第十六頁，共41頁。 (3)猴子在水平方向上的位移，與人在水平方向上的位移相同，是________，而豎直方向的位移為________，從圖5－1－5中看，這兩個位移所構(gòu)成(gòuchéng)的平行四邊形的對角線剛好就是猴子的實(shí)際(shíjì)總位移，為________．4m3m5m (4)猴子在水平方向的速度(sùdù)與人在水平方向的速度(sùdù)都一樣，為0.4m/s，而在豎直方向的速度(sùdù)為0.3m/s，從圖5－1－5中看，這兩個速度(sùdù)所構(gòu)成的平行四邊形的對角線剛好就是猴子的實(shí)際總速度，為________．0.5m/s(5)猴子運(yùn)動的分位移、分速度的合成都遵從矢量的合成法則，即________________定則．平行四邊形第十七頁，共41頁。1．合運(yùn)動(yùndòng)與分運(yùn)動(yùndòng)：如果物體同時(tóngshí)參與了幾個運(yùn)動，那么物體實(shí)際發(fā)生的運(yùn)動稱為(chēnɡwéi)合運(yùn)動，參與的運(yùn)動稱為(chēnɡwéi)分運(yùn)動．2．合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系：(1)獨(dú)立性：分運(yùn)動之間互不相干，互不影響．

(2)等時性：各個分運(yùn)動及其合運(yùn)動同時發(fā)生，同時結(jié)束．

(3)等效性：各個分運(yùn)動疊加起來的效果與合運(yùn)動相同，合運(yùn)動與分運(yùn)動是等效替代關(guān)系，同一運(yùn)動中不能重復(fù)考慮．

(4)同一性：合運(yùn)動與分運(yùn)動必須是同一物體，相對同一個參考系來描述．第十八頁，共41頁。3．運(yùn)動的合成(héchéng)與分解：已知分運(yùn)動(yùndòng)求合運(yùn)動(yùndòng)，叫做運(yùn)動(yùndòng)的合成；已知合運(yùn)動(yùndòng)求分運(yùn)動(yùndòng)，叫做運(yùn)動(yùndòng)的分解．(1)運(yùn)動的分解是運(yùn)動的合成的逆過程．(2)分解方法：根據(jù)運(yùn)動的實(shí)際效果分解或正交分解．4．運(yùn)算法則：

運(yùn)動的合成與分解是指位移、速度、加速度矢量的合成與分解，必須按實(shí)際情況進(jìn)行，遵從平行四邊形定則．(1)兩個分運(yùn)動在同一直線上時，同向相結(jié)合，反向相抵消．(2)兩個分運(yùn)動不在同一直線上時，按照平行四邊形定則或三角形法則進(jìn)行合成．第十九頁，共41頁。5．運(yùn)動分解(fēnjiě)的原則：(1)等效性原則：兩個分運(yùn)動(yùndòng)的效果與合運(yùn)動(yùndòng)的實(shí)際效果，完全等效，可以(kěyǐ)互相替代．(2)符合實(shí)際的原則：根據(jù)分運(yùn)動的實(shí)際效果將合運(yùn)動分解．(3)解題方便的原則：根據(jù)解題的需要按具體情況進(jìn)行分解．第二十頁，共41頁。 【例2】一艘小船在100m寬的河中橫渡到對岸，已知水流速度v1＝3m/s，小船在靜水中的速度v2＝4m/s.問： (1)欲使船渡河時間(shíjiān)最短，船應(yīng)該怎樣渡河？最短時間(shíjiān)是多少？船經(jīng)過(jīngguò)的位移多大？(2)欲使航行距離最短，船應(yīng)該怎樣(zěnyàng)渡河？渡河時間多長？第二十一頁，共41頁。 解：(1)欲使船渡河時間最短，船頭的方向(fāngxiàng)應(yīng)該垂直于河岸，如圖5－1－6所示．船經(jīng)過的位移(wèiyí)大小圖5－1－6圖5－1－7第二十二頁，共41頁。 (2)船渡河的最短位移即為河寬，船的合速度的方向應(yīng)垂直(chuízhí)于河岸，如圖5－1－7所示．第二十三頁，共41頁。 規(guī)律延伸(yánshēn)：當(dāng)v1>v2時，求船渡河的最小位移．此時船不能垂直渡河，設(shè)船頭的指向與合速度成α角，合速度與水流方向成β角，如圖5－1－8所示．顯然β越大位移越小，以v2的末端為圓心，以v1的大小為半徑作圓，顯然當(dāng)α＝90°時，位移最小，即當(dāng)船頭的指向(zhǐxiànɡ)和實(shí)際運(yùn)動方向垂直時，渡河位移最小，為s＝圖5－1－8第二十四頁，共41頁。【觸類旁通(chùlèipángtōng)】2．關(guān)于運(yùn)動的合成(héchéng)，下列說法正確的是()CA．合運(yùn)動的速度一定比每一個(yīɡè)分運(yùn)動的速度大B．兩個直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是直線運(yùn)動C．兩個分運(yùn)動的時間一定與合運(yùn)動的時間相等D．合運(yùn)動的加速度一定比每個分運(yùn)動的加速度大第二十五頁，共41頁。 3．(2012年佛山高一期末)寬為d的一條(yītiáo)河，越靠近河中心水的流速越大，小船在靜水中的速度為v0，渡河時船頭垂直河)C岸，則下列說法(shuōfǎ)錯誤的是( d A．渡河時間為 v0B．用此種方式渡河，所用的時間(shíjiān)最短C．小船渡河的軌跡為直線D．小船到達(dá)河中心時速度最大第二十六頁，共41頁。4．(雙選，2012年中山高一期末(qīmò))當(dāng)船速大于水速時，下列關(guān)于渡船(dùchuán)的說法正確的是()BDA．船頭方向斜向上游，渡河時間最短B．船頭方向垂直河岸(héàn)，渡河時間最短C．當(dāng)水流速度變大時，渡河的最短時間變長D．當(dāng)水流速度變化時，渡河的最短時間不變第二十七頁，共41頁。知識點(diǎn)3曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)的條件 如圖5－1－9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，讓小鐵球從圓弧形滑軌滾下以獲得一定的初速度．為便于觀察，在離開滑軌處沿小鐵球運(yùn)動方向用直尺(zhíchǐ)在白紙上畫一直線． 圖5－1－9第二十八頁，共41頁。討論(tǎolùn)：水平(shuǐpíng)向左水平(shuǐpíng)向左直線

(1)圖甲中，小鐵球從滑軌滾下時，速度方向_________，由于磁鐵對小鐵球的吸引，小鐵球在桌面上受到的合外力方向_________，初速度方向和合外力方向在同一______上，小鐵球在桌面上做加速直線運(yùn)動．水平向左指向磁鐵

(2)圖乙中，小鐵球從滑軌滾下時，速度方向________，由于磁鐵對小鐵球的吸引，小鐵球在桌面上受到的合外力方向________，初速度方向和合外力方向______同一直線上，小鐵球在桌面上做______運(yùn)動．曲線合外力初速度

(3)當(dāng)物體所受的_______方向與________方向在同一直線上時，物體做直線運(yùn)動，不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動．不在第二十九頁，共41頁。1．物體(wùtǐ)做曲線運(yùn)動的條件： (1)條件(tiáojiàn)：當(dāng)物體受到的合外力與其運(yùn)動方向不共線時，物體將做曲線運(yùn)動，與其受到的合外力大小及合外力是否變化無關(guān)． (2)合外力的作用效果：研究(yánjiū)曲線運(yùn)動時，可將物體所受的合外力沿速度方向(切線)和垂直速度的方向(法線)進(jìn)行分解．如圖5－1－10所示，切線方向上的分力F1將產(chǎn)生切向加速度，其作用是改變速度的大小，而垂直速度方向上的分力F2將產(chǎn)生法向(向心)加速度，其作用是改變速度的方向．第三十頁，共41頁。圖5－1－10圖5－1－11 (3)合外力與軌跡的關(guān)系：物體在做曲線運(yùn)動(qǔxiànyùndònɡ)時，它所受的合外力總是指向運(yùn)動軌跡曲線的凹側(cè)，物體的加速度也指向該曲線的凹側(cè)，也就是說運(yùn)動軌跡向合外力的方向偏轉(zhuǎn)，即物體的運(yùn)動軌跡夾在速度矢量與合外力矢量之間，如圖5－1－11所示．第三十一頁，共41頁。2．質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)運(yùn)動性質(zhì)的判斷：(1)a(或F)跟v在同一直線(zhíxiàn)上時物體做直線(zhíxiàn)運(yùn)動：a恒定時做勻變速(biànsù)直線運(yùn)動；a變化時做變加速直線運(yùn)動．(2)a(或F)跟v不在同一直線上時物體做曲線運(yùn)動：a恒定時做勻變速曲線運(yùn)動；a變化時做變加速曲線運(yùn)動．3．判斷兩個互成角度的直線運(yùn)動的合運(yùn)動：(1)兩個分運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動，則合運(yùn)動是勻速直線運(yùn)動．(2)有加速度時，加速度恒定，為勻變速運(yùn)動；加速度變化，為變加速運(yùn)動．第三十二頁，共41頁。①v、a同向，物體做勻加速(jiāsù)直線運(yùn)動；v、a反向，物體做勻減速(jiǎnsù)直線運(yùn)動． ②v、a成角度，物體做變速曲線運(yùn)動(軌跡在v、a之間，和速度v的方向相切，逐漸向a的方向接近(jiējìn)，但不可能達(dá)到，如圖5－1－12所示)．圖5－1－12第三十三頁，共41頁?！纠?】質(zhì)點(diǎn)(zhìdiǎn)在力F1、F2、F3的作用下做勻速直線運(yùn)動．)若突然撤去F1，則該質(zhì)點(diǎn)( A．可能(kěnéng)做曲線運(yùn)動B．可能(kěnéng)做勻速直線運(yùn)動C．一定做勻變速直線運(yùn)動D．一定做變速曲線運(yùn)動

解析：由題意可知，F(xiàn)1、F2、F3

的合外力為零．當(dāng)撤去F1后，質(zhì)點(diǎn)受到的合外力與F1

方向相反、大小相等．因而質(zhì)點(diǎn)所受的合外力恒定，當(dāng)F1

的方向與v的方向在同一直線上時，物體做勻變速直線運(yùn)動；當(dāng)F1的方向與v的方向不在同一直線上時，質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動．故A正確．

答案：A第三十四頁，共41頁?！居|類旁通(chùlèipángtōng)】5．(雙選)下列說法(shuōfǎ)正確的是()CD A．物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動 B．物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動 C．物體在變力或恒力作用下都有可能做曲線運(yùn)動 D．物體在變力或恒力作用下都有可能做直線運(yùn)動 解析：合外力方向與速度方向在同一直線上時，物體做直線運(yùn)動，合外力恒定，物體做勻變速直線運(yùn)動，合外力變化(biànhuà)，物體做非勻變速直線運(yùn)動；反之，合外力方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動，合外力可以恒定，也可以變化(biànhuà)．第三十五頁，共41頁。 6．若已知物體(wùtǐ)運(yùn)動的初速度v0的方向及它受到的恒定合外力F的方向，下列圖中a、b、c、d分別表示物體(wùtǐ)運(yùn)動的軌跡，其中(qízhōng)正確的是()B 解析：物體在做曲線運(yùn)動時，它所受的合外力總是指向物體運(yùn)動軌跡(guǐjì)的凹側(cè)，且它的運(yùn)動軌跡(guǐjì)夾在速度矢量與合外力矢量之間．第三十六頁，共41頁。連帶(liándài)問題的速度分解1．主要是指由繩子、桿端所連接(liánjiē)的運(yùn)動問題，易錯的地方是分不清哪個(nǎge)是合運(yùn)動哪個(nǎge)是分運(yùn)動．2．解題方法：