5.1 曲线运动 课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第五章 曲线运动
§5.1 曲线运动
1
知道曲线运动的瞬时速度方向，能运用极限思想理解瞬时速度的方向，并会在轨迹图上画出某点的速度方向
2
理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件
3
能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动，进一步理解运动与相互作用的观念
教学目标
教学重、难点
1
曲线运动的瞬时速度方向，
能运用极限思想理解瞬时速度的方向
2
理解曲线运动是变速运动
3
物体做曲线运动的条件
1.什么是直线运动？
2.直线运动的分类有哪些？
温故而知新
我手上是一块糖，现在我将糖竖直向上抛出,你观察到的糖的运动轨迹是怎样的呢？
糖的运动轨迹是直线。
演示实验一
现在我再来抛一次糖，谁接住了，这块糖就归谁了。但是不能光忙着接糖，要注意观察糖的运动轨迹发生了怎样的变化？
可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线了，糖在空中划过了一道优美的曲线。
今天咱们就来研究这种不同于直线运动的运动形式——曲线运动
演示实验二
1
曲线运动
轨迹是曲线的运动叫做曲线运动
问题来了
既然生活中曲线运动比直线运动更普遍，那我们怎么来研究曲线运动呢？
脑洞大开
能否用研究直线运动的方法来研究曲线运动？
答案是肯定的 自然界的规律都是简洁明了的 也是相通的
我们研究直线从位移s 速度v 加速度a着手
那么曲线运动也是如此
1
曲线运动
1.定义：
2.曲线运动的位移：
运动轨迹是曲线的运动
想一想：如何表达出曲线运动的位移SOA
O
A
X
Y
（X,Y）
SOA
2
曲线运动的速度方向
问题：物体做直线运动时，速度方向与运动轨迹一致。
物体做曲线运动时，速度方向又是怎样的呢？
微粒沿什么方向飞出？
观察体验
砂石沿什么方向飞出？
1.从砂轮上打磨下来炽热的微粒沿什么方向飞出
2.为什么有很多切线
切线方向
轮缘不同位置速度方向不同
砂轮
结论：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，方向沿该点的切线方向
问题来了
对于一个普通的曲线运动是否也有相同的结论呢？
下面我们来研究做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向。
1、实验器材
白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球。
A
B
C
探究实验一
（1）在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。
（2）使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，即为钢球在A点的运动方向。
2、实验步骤
探究实验一
（3）拆去一段轨道，出口改在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。
思考讨论：白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系？
A
B
C
白纸上的印迹与轨道（曲线）相切。
探究实验一
数学概念——曲线的切线
在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线，切线指的是什么？
B
O
A
知识拓展
如图：过曲线上的A、B两点作直线，这条直线AB叫作曲线的割线。
切线
B
A
设想B点逐渐沿曲线向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫作曲线在A点的切线。
知识拓展
3、实验结论
曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
探究实验一
A
B
当时间Δt或位移Δx趋近于零时，它可以表示为瞬时速度
曲线运动的质点在某一点（或某一时刻）的速度方向，
沿曲线在这一点的切线方向。
理论分析
1、质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C 三点的速度方向。
vA
A
B
C
vB
vC
结论：曲线运动速度方向时刻在改变，是变速运动
2、（多选）以下说法不正确的是( ）
A、曲线运动一定是变速运动
B、变速运动一定是曲线运动
C、曲线运动的加速度一定不为零
D、曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向
3、下列说法正确的是（ ）
A、做曲线运动物体的速度方向必定变化
B、速度变化的运动必定是曲线运动
C、曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向，就是曲线上这一点的切线方向
D、物体做曲线运动，速度大小必定变化
问题来了
牛顿第一定律的内容是什么？
你认为物体在什么样的条件下做曲线运动呢？
物体做曲线运动时，由于速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为0，因此，物体所受的合力一定不为0。但如果物体所受的合力方向与物体运动的方向在一条直线上时，物体会做变速直线运动。
那么，物体受什么样的力才会做曲线运动呢？
观察钢球的运动轨迹
实验器材：
钢球、磁铁、带有斜槽的桌面。
实验步骤：
（1）让钢球从斜槽上沿直线下滑，在水平面上做直线运动。
（2）在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁观察钢球的运动。
探究实验二
实验结论：当物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
探究实验二
3
做曲线运动的条件
1.物体做曲线运动的条件：
（1）物体具有初速度。
（2）物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上，而是成一角度。
2、做曲线运动的物体，所受合力的方向总是与速度方向不共线且指向曲线的凹侧。
v
F
轨迹
凹
凸
直线运动 曲线运动
F（或a）跟v在一条直线上
F（或a）跟v不在一条直线上
a恒定
a变化
a恒定
a变化
匀变速直线运动
非匀变速直线运动
匀变速曲线运动
非变速曲线运动
3、直线运动和曲线运动以及匀变速和变加速运动的判定
3
做曲线运动的条件
判断直线还是曲线运动关键看a与v是否同一直线；判断匀变速还是非匀变速关键看a是否恒定。
F合(a) 跟 v 在同一直线上
直线运动
F合(a) 恒定→匀变速直线运动
F合(a) 变化→非匀变速直线运动
F合(a) 跟 v 不在同一直线上
曲线运动
F合(a) 恒定→匀变速曲线运动
F合(a) 变化→非匀变速曲线运动
说明：判断直线还是曲线运动关键看a 与v 是否同一直线；判断匀变速还是非匀变速关键看a 是否恒定
总结：F、a、v　三者关系辨析
0、下列有关曲线运动的说法中，正确的是（ ）
A、曲线运动是一种变速运动；
B、做曲线运动的物体合外力一定不为零；
C、做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的；
D、曲线运动不可能是一种匀变速运动。
A、B
1．物体受恒力作用，合力与速度成锐角，则物体做_______运动（选填“直线“或“曲线”），速率将_______ （选填“增大”或“减小”）。
2．当物体所受__________的方向与它的_______方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
曲线
增大
合外力
速度
3.如图,物体在恒力F 作用下沿曲线从 A 运动到B , 这时突然使它所受力反向（大小不变），则物体以后的运动情况（ ）
A、可能沿曲线 Ba运动
B、可能沿直线 Bb 运动
C、可能沿曲线 Bc运动
D、可能沿原曲线由 B 返回 A
A
c
b
a
B
C
4.（多选）物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将（ 　　）
A .物体可能做匀加速直线运动
B .物体可能做匀减速直线运动
C .物体有可能做曲线运动
D .物体一定做曲线运动
A B C
5、一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（ ）
A、速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变
B、速度方向一定不断地改变，加速度可以不变
C、速度大小可以不变，加速度一定不断地改变
D、速度可以不变，加速度也可以不变
B
完成课后作业P5
课堂小结
曲线运动
特点
条件
轨迹是一条曲线
某点的瞬时速度的方向，就是通过这一点的切线方向
曲线运动的速度方向时刻在改变，所以是变速运动，并且必有加速度
质点所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上
即v≠0，F ≠ 0，且F与v的夹角既不等于0°，也不等于180 °