高中物理-第五章-曲線運(yùn)動(dòng)-第一節(jié)-曲線運(yùn)動(dòng)課件-新人教版必修22

第一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分?！袂榫扒腥朐谧匀唤绾图夹g(shù)中，曲線運(yùn)動(dòng)隨處可見(jiàn)，如斜向噴出的水(圖1)，在彎曲公路上奔馳的汽車(chē)(圖2)，游樂(lè)場(chǎng)的過(guò)山車(chē)(圖3)等等，它們的運(yùn)動(dòng)都是曲線運(yùn)動(dòng)．那么曲線運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律？我們?nèi)绾蝸?lái)研究曲線運(yùn)動(dòng)？這一章我們就來(lái)探究這些問(wèn)題．第三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。●知識(shí)導(dǎo)航本章以曲線運(yùn)動(dòng)的兩種特殊情況——平拋運(yùn)動(dòng)和勻速圓周運(yùn)動(dòng)為例，研究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和規(guī)律．本章所研究的運(yùn)動(dòng)形式不同于前面的直線運(yùn)動(dòng)，但研究的方法仍與前面一致，即根據(jù)牛頓第二定律研究物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系．所以本章知識(shí)是牛頓運(yùn)動(dòng)定律在曲線運(yùn)動(dòng)形式下的具體應(yīng)用．學(xué)好本章的概念和規(guī)律，將加深對(duì)速度、加速度及其關(guān)系的理解，加深對(duì)牛頓運(yùn)動(dòng)定律的理解．提高應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力．本章內(nèi)容可劃分為三個(gè)單元：第四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第一單元：(第一節(jié))講述了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)．第二單元：(第二～四節(jié))闡述了研究曲線運(yùn)動(dòng)的根本方法，并用這個(gè)方法具體研究了平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律．第三單元：(第五～八節(jié))學(xué)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述方法和根本規(guī)律及勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的應(yīng)用實(shí)例．分析和解決實(shí)際問(wèn)題是本章的重點(diǎn)和難點(diǎn)．第五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分?！駥W(xué)法指導(dǎo)1．對(duì)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，要從力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的原因的角度來(lái)理解，物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向時(shí)刻在變化，不管速率是否變化，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)肯定在變化，所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必有加速度，所以受合外力肯定不為零．2．運(yùn)動(dòng)的合成與分解，指的是位移、速度、加速度等矢量的合成與分解，跟力的合成與分解一樣，遵循相同的平行四邊形定那么．3．拋體運(yùn)動(dòng)是在恒定外力作用下所做的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，恒定的外力是改變速度大小的原因，也是改變速度方向的原因．第六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。4．做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受外力的合力，沿徑向的分力(指向圓心)是改變速度方向，產(chǎn)生向心加速度的原因；沿切線方向的分力是改變速度大小，產(chǎn)生線加速度的原因，如果切線方向上分力為零，外力的合力始終指向圓心且大小不變，物體就做勻速圓周運(yùn)動(dòng).第七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。*知道曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)**掌握物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件及運(yùn)動(dòng)速度的方向*了解牛頓第二定律對(duì)物體做曲線運(yùn)動(dòng)條件的解釋第十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。在雨天，我們可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)雨傘的方法來(lái)甩掉雨傘上的水滴，雨傘慢轉(zhuǎn)時(shí)，水滴飛不出去；雨傘轉(zhuǎn)動(dòng)快到一定程度，水滴就會(huì)沿著傘的邊緣飛出，如以下圖，你能判斷出傘是沿什么方向旋轉(zhuǎn)的嗎？第十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。1．曲線運(yùn)動(dòng)的速度曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是在曲線上某點(diǎn)的________方向，是時(shí)刻________的，具有加速度，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是________運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)．2．曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其軌跡向________所指的一方彎曲，假設(shè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，可判斷出物體所受合外力的大致方向，即合外力總是指向曲線的________．第十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。3．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件如以下圖，桌面上沿直線運(yùn)動(dòng)的鋼球在磁鐵的吸引力作用下做________，這說(shuō)明物體受力的方向與速度方向________時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．第十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。答案：1.切線改變變速2．合外力內(nèi)側(cè)3．曲線運(yùn)動(dòng)不在一條直線上第十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)．如月球圍繞地球的運(yùn)動(dòng)(如圖)，水平拋出的小球等．第十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。(1)曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向，就是質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻(或該點(diǎn))脫離曲線后自由運(yùn)動(dòng)的方向，也就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向．(2)速度是一個(gè)矢量，既有大小，又有方向，假設(shè)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有速度大小的變化，而物體的速度方向不變，那么物體只能做直線運(yùn)動(dòng)．因此，假設(shè)物體做曲線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明物體的速度方向發(fā)生了變化．第十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。特別提醒：因?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動(dòng)中的速度方向時(shí)刻在改變．所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)．但是，變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)．第二十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。在彎道上高速行駛的賽車(chē)，突然后輪脫離賽車(chē)，關(guān)于脫離了的后輪的運(yùn)動(dòng)情況以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A．仍然沿著汽車(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)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)彎道D．上述情況都有可能答案：C解析：由于車(chē)輪原隨賽車(chē)做曲線運(yùn)動(dòng)，脫離賽車(chē)時(shí)車(chē)輪的速度方向?yàn)閺澋赖那芯€方向，由此可知C正確.第二十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。(1)當(dāng)物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．(2)當(dāng)物體受恒力作用做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)物體受變力作用做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，為非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)．(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡始終處在合外力與速度方向的夾角之中，并且合外力F的方向一定指向軌跡的凹側(cè)．第二十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。特別提醒：根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度方向與其合外力方向一致．因此物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件還可以表述為：物體的加速度方向與它的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上．第二十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。如圖，體育賽場(chǎng)上，鏈球運(yùn)發(fā)動(dòng)用力拖著鏈球快速轉(zhuǎn)動(dòng)，突然松手，鏈球立即沿此時(shí)軌跡的切線方向飛向遠(yuǎn)方，這是為什么？說(shuō)明了什么問(wèn)題？第二十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。答案：運(yùn)發(fā)動(dòng)在手抓鐵鏈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鏈球做曲線運(yùn)動(dòng)，松手后，鏈球失去拉力，由于慣性將沿此時(shí)的速度方向飛出，而運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榇藭r(shí)刻的軌跡切線方向，由此可知，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，需要外力，且外力方向與速度方向不在一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向?yàn)檐壽E的切線方向.第二十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第二十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。運(yùn)動(dòng)名稱(chēng)比較項(xiàng)目勻速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)F合F合＝0F合≠0，F(xiàn)合恒定F合≠0，F(xiàn)合可能恒定，可能變化aa＝0a≠0，a恒定a≠0，a可能恒定，可能變化v恒定變化變化x位移大小等于路程位移大小等于路程位移大小比路程小F合方向與v方向在一條直線上不在一條直線上a方向與v方向在一條直線上不在一條直線上第二十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。第二十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。(湛江市一中09～10學(xué)年高一下學(xué)期期中)關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的速度，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 ()A．速度的大小與方向都在時(shí)刻變化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)的速度方向是沿曲線上該點(diǎn)的切線方向第二十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。解析：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的方向沿曲線的切線方向，而曲線上不同點(diǎn)的切線方向是不同的，所以速度的方向是不斷發(fā)生變化的；如果沒(méi)有沿切線方向的合力作用，速度的大小是不會(huì)發(fā)生變化的．答案：CD第三十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。點(diǎn)評(píng)：曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向取決于物體所在處的切線方向，切線方向不同時(shí)，速度方向也就不同；速度的大小是否發(fā)生變化，取決于有沒(méi)有沿切線方向的合力作用．第三十一頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。月球在地球引力作用下繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)而做曲線運(yùn)動(dòng)(設(shè)月球所受其他天體的合力為零)．假設(shè)地球的引力突然消失，那么此時(shí)關(guān)于月球的運(yùn)動(dòng)正確的選項(xiàng)是 ()A．月球立即落向地球B．月球立即沿與地球的連線遠(yuǎn)離地球C．月球逐漸遠(yuǎn)離圓軌道做曲線運(yùn)動(dòng)D．月球立即沿軌道切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)答案：D第三十二頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。解析：由于月球在地球引力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)該引力突然消失、月球不再受力的作用時(shí)，必然沿該時(shí)刻的速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，不可能做曲線運(yùn)動(dòng)，由此可知A、B、C錯(cuò)誤，D正確.第三十三頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。如以下圖，拋出的石子做拋體運(yùn)動(dòng)，試在圖中畫(huà)出石子沿這條曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)在A、B、C、D各點(diǎn)的速度方向和所受力的示意圖．第三十四頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。解析：圖中虛線即是該拋體運(yùn)動(dòng)的軌跡，由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度沿曲線的切線方向，那么可作出各點(diǎn)的速度方向，而各點(diǎn)所受重力始終是豎直向下的，那么可作出各點(diǎn)所受重力方向如以下圖．第三十五頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。點(diǎn)評(píng)：由圖所示，該拋體運(yùn)動(dòng)之所以做曲線運(yùn)動(dòng)，是由于物體的速度方向始終和物體所受的重力有一夾角，重力此時(shí)不僅改變石子速度的大小，而且改變速度的方向．第三十六頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。鏈球運(yùn)發(fā)動(dòng)用鏈子拉著鐵球做速度逐漸增大的曲線運(yùn)動(dòng)，在此過(guò)程中，運(yùn)發(fā)動(dòng)的手和鏈球的運(yùn)動(dòng)軌跡都可以近似為圓，關(guān)于手和球的位置關(guān)系，下面四幅圖中正確的選項(xiàng)是()第三十七頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。答案：A解析：鏈球做速率增大的曲線運(yùn)動(dòng)，因此合力沿切線方向的分量與速度方向相同，拉力應(yīng)與速度成銳角，并且鏈球運(yùn)動(dòng)半徑大于手的運(yùn)動(dòng)半徑，應(yīng)選項(xiàng)A正確.第三十八頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。人們很早就知道河流有像蛇一樣彎曲的傾向，即使是在平坦地區(qū)流動(dòng)的河流，也不可能保持筆直(如以以下圖所示)．這是為什么呢？第三十九頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。解析：設(shè)想有一條河，原先在土質(zhì)相同的地面上沿一條直線流動(dòng)著．但由于某種偶然的原因，水流在某處偏移了一些．在偏移處河水會(huì)沿曲線流動(dòng)．根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，水流方向要改變，河岸凹入的一側(cè)與河水之間必然存在一個(gè)側(cè)向的相互作用力．這個(gè)作用力使河水沖刷河岸的凹部，從而使河岸凹入的程度加大．河岸凹入程度的加大又進(jìn)一步使河水對(duì)凹入處的沖刷作用加強(qiáng)，彎曲的程度就會(huì)不斷加劇，所以河流有像蛇一樣彎曲的傾向．第四十頁(yè)，編輯于星期五：十一點(diǎn)五分。在軌道交通(鐵路、地下鐵道、鐵軌等)中，兩條正交或斜交的軌道(即轉(zhuǎn)彎處)都用特制的圓弧軌道連接(也叫吻接)．在圖甲(a)中兩條正交的軌道1和2，用一段和兩條軌道都相切的張角90°角的圓弧軌道連接，如圖甲(b)所示．在圖甲(c)中兩條斜交的軌道1和2成60°角，用一段與兩條軌道都相切張角60°的圓弧軌道連接，如圖甲(d)所示．試說(shuō)明不在一條直線上的鐵軌吻接起什