人教版高中物理必修二 （曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)）拋體運(yùn)動(dòng)教育教學(xué)課件

曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件及軌跡1．曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(1)速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向．(2)運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向時(shí)刻在改變，所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)．(3)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一條直線(xiàn)上或它的加速度方向與速度方向不在同一條直線(xiàn)上．2．合外力方向與軌跡的關(guān)系物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在合外力方向與速度方向之間，速度方向與軌跡相切，合外力方向指向軌跡的“凹”側(cè)．3．速率變化情況判斷(1)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí)，物體的速率增大；(2)當(dāng)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減?。?3)當(dāng)合外力方向與速度方向垂直時(shí)，物體的速率不變．運(yùn)動(dòng)的合成及運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析1．遵循的法則：位移、速度、加速度都是矢量，故它們的合成與分解都遵循平行四邊形定則．2．合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系(1)等時(shí)性合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷的時(shí)間相等，即同時(shí)開(kāi)始、同時(shí)進(jìn)行、同時(shí)停止．(2)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)獨(dú)立進(jìn)行，不受其他運(yùn)動(dòng)的影響．(3)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)律有完全相同的效果．3．合運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)判斷

4.兩個(gè)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)：看合初速度方向與合加速度方向是否共線(xiàn).小船渡河(1)船的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是水流的運(yùn)動(dòng)和船相對(duì)靜水的運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)．(2)三種速度：(3)三種情景①過(guò)河時(shí)間最短：船頭正對(duì)河岸時(shí)，渡河時(shí)間最短，②③過(guò)河路徑最短：合速度不可能垂直于河岸，無(wú)法垂直渡河．確定方法如下：如圖所示，以v2矢量末端為圓心，以v1矢量的大小為半徑畫(huà)弧，從v2矢量的始端向圓弧作切線(xiàn)，則合速度沿此切線(xiàn)方向航程最短．由圖可知風(fēng)（雨）速理解：風(fēng)（雨）速（風(fēng)或雨相對(duì)地的速度），人對(duì)地的速度，人感覺(jué)風(fēng)（雨）的速度（風(fēng)或雨相對(duì)人的速度）。特別注意站在哪個(gè)“立場(chǎng)”衡量速度。1.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體有可能處于平衡狀態(tài)B．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力方向與速度方向一定不在同一直線(xiàn)上C．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體加速度一定改變D．做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力一定不變【答案】B。2.一質(zhì)點(diǎn)在某段時(shí)間內(nèi)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則在這段時(shí)間內(nèi)A．速度一定不斷改變，加速度也一定不斷改變B．速度一定不斷改變，加速度可以不變C．速度可以不變，加速度一定不斷地改變D．速度可以不變，加速度也可以不變【答案】B。13．圖所示，在河岸上用細(xì)繩拉船，使小船靠岸，拉繩的速度為v，當(dāng)拉船頭的細(xì)繩與水平面的夾角為θ時(shí)，船的速度大小為

。v/cosθ如圖所示，一艘輪船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向勻速渡河，河中各處水流速度都相同，其大小為v1＝3m/s，行駛中，輪船發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力與船頭朝向的方向相同。某時(shí)刻發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火，輪船牽引力隨之消失，輪船相對(duì)于水的速度逐漸減小，但船頭方向始終未發(fā)生變化。求：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)未熄火時(shí)，輪船相對(duì)于靜水行駛的速度大?。?2)發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，輪船相對(duì)于河岸速度的最小值。關(guān)聯(lián)速度模型問(wèn)題一、繩(桿)端速度分解模型1．模型特點(diǎn)沿繩(或桿)方向的速度分量大小相等．2．思路與方法合運(yùn)動(dòng)→物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度v分運(yùn)動(dòng)→方法：v1與v2的合成遵循平行四邊形定則．3．解題的原則：把物體的實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個(gè)分量，根據(jù)沿繩(桿)方向的分速度大小相等求解．4.對(duì)繩端速度合成與分解的方法：（1）物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)一定是合運(yùn)動(dòng)．（2）繩端速度可分解為沿繩方向的速度和垂直于繩方向的速度．第五章拋體運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)

一、曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向【思考】運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球時(shí),放手的時(shí)刻不同,鏈球飛出的方向不同,怎么確定鏈球在不同時(shí)刻的速度方向?提示:運(yùn)動(dòng)軌跡的切線(xiàn)方向1.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的特點(diǎn):(1)物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向在_________。(2)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的__________。2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)是_________。不斷改變切線(xiàn)方向變速運(yùn)動(dòng)二、物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件1.2.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),以下描述正確的是_____。①做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,速度可能不變;②做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,其位移的大小可能等于物體的路程;④⑥③做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體其加速度一定變化;④如果物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其速度方向時(shí)刻發(fā)生改變;⑤如果物體做變速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡一定是曲線(xiàn);⑥如果物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),其加速度一定不為零。一曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)方向的特點(diǎn)1.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度:(1)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中物體在某時(shí)刻(或某位置)的速度方向,就是運(yùn)動(dòng)軌跡曲線(xiàn)上這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向。(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度大小可能變化、可能不變化,速度方向一定變化。2.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的分類(lèi):(1)勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng):加速度恒定的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),即物體在恒力作用下的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)變加速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng):加速度不斷變化的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),即物體在變力作用下的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?！舅伎肌び懻摗壳榫?“丟沙包”游戲曾經(jīng)風(fēng)靡南北,是一個(gè)經(jīng)典的群體性游戲,極受孩子們歡迎。討論:(1)丟出的沙包在空中做什么運(yùn)動(dòng)? (模型建構(gòu))提示:曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)沙包運(yùn)動(dòng)的速度在不同時(shí)刻有什么特點(diǎn)?曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)嗎? (科學(xué)思維)提示:速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,都沿該時(shí)刻曲線(xiàn)的切線(xiàn)方向;曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。【典例示范】假如在彎道上高速行駛的賽車(chē),突然后輪脫離賽車(chē),關(guān)于脫離賽車(chē)后的車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)情況,以下說(shuō)法正確的是 (

)A.仍然沿著賽車(chē)行駛的彎道運(yùn)動(dòng)B.沿著與彎道垂直的方向飛出C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),離開(kāi)彎道D.上述情況都有可能【解析】選C。賽車(chē)沿彎道行駛,任一時(shí)刻賽車(chē)上任何一點(diǎn)的速度方向都是賽車(chē)運(yùn)動(dòng)的曲線(xiàn)軌跡上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線(xiàn)方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點(diǎn)軌跡的切線(xiàn)方向。選項(xiàng)C正確?！疽?guī)律方法】曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中判斷某點(diǎn)速度方向的步驟(1)找出物體運(yùn)動(dòng)軌跡的方向。(2)確定該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。(3)畫(huà)出帶箭頭的切線(xiàn),箭頭指向?yàn)樵擖c(diǎn)的速度方向。

【母題追問(wèn)】1.在【典例示范】情境中,處在彎道上正常行駛的賽車(chē),其速度的方向的特點(diǎn)?【解析】在彎道上正常行駛的賽車(chē),其速度不斷變化,速度方向始終沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線(xiàn)方向。答案:見(jiàn)解析2.在【典例示范】情境中,脫離軌道的賽車(chē)為什么會(huì)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)?【解析】賽車(chē)脫離軌道時(shí),其速度方向沿該點(diǎn)的切線(xiàn)方向,在其以后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于慣性,賽車(chē)仍保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向,因此賽車(chē)脫離軌道后將做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。答案:見(jiàn)解析【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列說(shuō)法正確的是 (

)A.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是勻速運(yùn)動(dòng)B.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變C.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)D.曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度大小一定發(fā)生變化【解析】選C。既然是曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),它的速度方向必定是改變的,所以曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤,C正確;曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度大小可以不變,故D錯(cuò)誤。2.如圖,籃球沿優(yōu)美的弧線(xiàn)穿過(guò)籃筐,圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的是 (

)A.v1

B.v2C.v3 D.v4【解析】選C。依據(jù)曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)特征可知:物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí),任意時(shí)刻的速度方向是曲線(xiàn)上該點(diǎn)的切線(xiàn)方向,所以圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的只有v3,故C項(xiàng)正確。二物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件1.物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件:(1)動(dòng)力學(xué)條件:合外力與速度方向不共線(xiàn)是物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的充要條件,這包含三個(gè)方面的內(nèi)容。①速度不為零;②合外力不為零;③合外力與速度方向不共線(xiàn)。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件:加速度與速度方向不共線(xiàn)。2.合外力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系:曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的方向彎曲,即合力指向軌跡的凹側(cè)。3.合外力與速率的關(guān)系:(1)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做速率越來(lái)越大的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)合外力方向與速度方向的夾角始終為直角時(shí),物體做速率不變的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(3)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做速率越來(lái)越小的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。4.確定曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的軌跡的方法:(1)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,運(yùn)動(dòng)軌跡不斷改變,其改變后的軌跡處在運(yùn)動(dòng)方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間,且偏向合外力所指的一側(cè)。(2)若物體在恒力作用下做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),物體的運(yùn)動(dòng)軌跡越來(lái)越接近力的方向,但不會(huì)與力的方向相同?！舅伎肌び懻摗壳榫?小球在光滑桌面上沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。討論:(1)小球在光滑桌面上的運(yùn)動(dòng)情況與從桌子邊緣離開(kāi)后的運(yùn)動(dòng)情況有何不同?(物理觀念)提示:離開(kāi)桌面前小球做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),離開(kāi)桌面后小球開(kāi)始做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。(2)小球的受力有何變化?與小球運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系?(科學(xué)思維)提示:在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí),小球受力平衡;離開(kāi)桌面后,小球受到豎直向下的重力,并且重力的方向與小球的運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線(xiàn)上。【典例示范】如圖所示,一質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)到N點(diǎn)做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過(guò)P點(diǎn)時(shí),其速度v和加速度a關(guān)系可能正確的是 (

)【解析】選C。速度方向沿軌跡的切線(xiàn)方向,加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè),與速度方向一定不在同一條直線(xiàn)上,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.關(guān)于曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法正確的是 (

)A.物體在恒力作用下不可能做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)B.物體在變力作用下一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,其速度大小一定變化D.做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,其速度方向與合力方向一定不在同一條直線(xiàn)上【解析】選D。物體在恒力作用下可能做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;物體在方向始終與速度共線(xiàn)、大小改變的力作用下做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),即物體在變力作用下可能做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體,其速度大小可能不變,如豎直上拋運(yùn)動(dòng)中,對(duì)稱(chēng)的兩個(gè)位置,速度大小相同,故C錯(cuò)誤;物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一直線(xiàn)上,故D正確。2.子謙同學(xué)在探究物體做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件時(shí),將一條形磁鐵放在桌面的A位置,讓小鋼珠在水平桌面上以初速度v0運(yùn)動(dòng),得到小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖中a、b、c、d哪一條為其運(yùn)動(dòng)軌跡 (

)A.a

B.b

C.c

D.d【解析】選C。磁鐵對(duì)小鋼珠有吸引力,當(dāng)磁鐵放在位置A時(shí),小鋼珠運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)受到磁鐵的吸引,小鋼珠逐漸接近磁鐵,所以其運(yùn)動(dòng)軌跡是c,故C項(xiàng)正確。【補(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)一物體受到兩個(gè)外力的作用,沿某方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。若將其中一個(gè)力的方向旋轉(zhuǎn)90°,保持這個(gè)力的大小和另一個(gè)力不變,則物體可能做 (

)A.勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) B.勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) D.軌跡為曲線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C、D。旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)的方向相同時(shí),物體做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)的方向相反時(shí),物體做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來(lái)的運(yùn)動(dòng)的方向不共線(xiàn)時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線(xiàn),由于旋轉(zhuǎn)后合力不為零,則不能做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),故B、C、D正確。【拓展例題】考查內(nèi)容:物體運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷【典例示范】質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài),若突然撤去F1,則質(zhì)點(diǎn) (

)A.一定做勻變速運(yùn)動(dòng)B.一定做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)C.一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D.一定做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)【正確解答】選A。物體受到三個(gè)共點(diǎn)的恒力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)