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人教版(2019)高中物理必修第二册
第五章 抛体运动
5.1 曲线运动
曲线运动:
运动轨迹是曲线的运动
有什么共同点
?
曲线运动: 轨迹是曲线的运动
一、曲线运动的概念
【实验探究】
砂轮与火星
火星由于惯性,以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出,切线方向即为火星飞出时的速度方向
二、曲线运动的速度方向
雨伞与雨滴
水滴沿伞边缘的切线方向飞出
【实验分析】
1、砂轮边缘的沙粒的运动轨迹是什么?火星飞出方向是怎样的
2、水滴运动的轨迹是什么?飞出方向是怎样的
火星从砂轮边缘的切线方向飞出
水滴随雨伞一起转动,它的轨迹是个圆
砂轮边缘的沙粒的轨迹是个圆
水滴从雨伞边缘的切线方向飞出
运动员掷链球时,链球飞出的方向?
链球沿着脱离点的切线方向飞出。
【理论探究】
A
B
C
D
运动的物体的速度
v
=
x
t
【结论】
(1)做曲线运动物体,在某一点的速度方向为:沿曲线在这一点的切线方向。
(2)曲线运动的方向时刻改变(速度是矢量,有大小有方向),故曲线运动是变速运动(有加速度)。
A
B
C
vA
vB
vC
画出质点沿曲线从左向右运动时,在A、B、C三点的速度方向
★物理上的切线和数学上的切线不相同
【例题】
曲线运动有什么特点呢
a. 曲线运动的轨迹是曲线.
b. 曲线运动的运动方向时刻在改变.
c. 曲线运动是变速运动,故必然要有加速 度即一定受到外力作用.
或者说做曲线运动物体的合外力一定不为零
想一想
这是教材P6演示图片
一个小钢球在水平光滑面上正在做匀速直线运动,若给你一个磁铁,如何使小钢球做:
(1)加速直线运动:
F与V的方向相同
(2)减速直线运动:
F与V的方向相反
(3)曲线运动:
F与V成一角度
当运动物体所受合外力方向跟它的速度方向不在
同一直线上时,物体就做曲线运动.
【实验结论】
物体做曲线运动的条件:
曲线运动中速度方向与加速度方向的关系如何呢?
【结论延伸】
做曲线运动的物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上.
(动力学条件)
(运动学条件)
三、物体做曲线运动的条件
F
V0
a
物体作曲线运动条件:
初速度v0不为0
合力F合不为0
v0与F合不在同一条直线上
1、做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何?
物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间
2、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢?
做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹的凹侧(内侧)
G
G
v1
v2
v3
G
【思考】
F合(或 a )跟 v 在同一直线上
直线运动
a 恒定→匀变速直线运动
a 变化→变加速直线运动
F合(或 a )跟 v 不在同一直线上
曲线运动
a 恒定→匀变速曲线运动
a 变化→变加速曲线运动
说明:判断直线还是曲线运动关键看F合(或 a )与v 是否同一直线;判断匀变速还是变加速关键看a 是否恒定.
四、曲线运动的分类:
1、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. 能沿曲线Ba运动
B. 能沿直线Bb运动
C. 能沿曲线Bc运动
D. 能沿原曲线由B返回A
A
c
b
a
B
C
VB
VA
F
课堂练习
2、关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A:曲线运动一定是变速运动;
B:曲线运动速度的方向不断的变化,但速度的大小可以不变;
C:曲线运动的速度方向可能不变;
D:曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。
AB
3、 以下说法正确的是: ( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力的作用下不可能做直线运动
C.物体在恒力作用下可能做曲线运动
D.物体在变力的作用下可能做直线运动
CD
4、如图所示,物体在恒力的作用下沿从A曲线运动到B,此时突然使力反向,物体 的运动情况是 ( )
A 物体可能沿曲线Ba运动
B 物体可能沿直线Bb运动
C 物体可能沿曲线Bc运动
D 物体可能沿曲线B返回A
C
5、质点沿曲线从M向P点运动,关于其在P点的速度v与加速度a的方向,下列图示正确的是( )
A. B.
C. D.
A
1、关于质点做曲线运动.下列说法正确的是 ( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.质点做曲线运动,轨迹上任一点的切线方向就是
质点通过该点瞬时速度方向
C.质点做曲线运动的速度方向,随时间发生变化
D.物体做曲线运动时一定有加速度
ABCD
巩固练习
2、物体受到几个外力作用而做匀速直线运动,如果撤掉其中一个力,它可能做( )
A.匀速直线运动
B.匀加速直线运动
C.匀减速直线运动
D.曲线运动
BCD
3、下列关于曲线运动的说法中正确的是( )
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下有可能做曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.不论轨迹如何,加速度恒定的运动一定是匀变
速运动
BD
1.曲线运动是一种轨迹为曲线的运动.
2.曲线运动的特点:
轨迹是曲线
运动方向时刻在改变
变速运动,一定具有加速度,合外力不为零
3.做曲线运动的物体在某点速度方向是曲线在该 的切线方向
4.曲线运动的条件:运动物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上
课堂小结
物体运动性质
物体做匀速直线运动或静止
合外力为零或不受外力
合外力不为零
合外力方向
速度方向
同一直线上
不在同一直线上
变速直线运动
曲线运动
做曲线运动的物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间
做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹的凹侧(内侧)
v
F
轨迹
凹
凸
无力不拐弯,
拐弯必有力
小专题 角度与速度变化的关系
F
v
F
v
轨迹
轨迹
若合力与速度夹角为θ,则:
当0≤θ≤90o时,物体速度增大(加速)
当θ=90o时,物体速度大小不变,只改变方向
当90o<θ≤180o时,物体速度减小(减速)
3.速率变化情况判断
合力沿切线方向的分力改变速度的大小,沿径向的分力改变速度的方向,如图所示的两个情景.
(1)当合力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体运动的速率将增大;
(2)当合力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体运动的速率将减小;
(3)当合力方向与速度方向垂直时,物体运动的速率不变.
总 结:
例
A
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体速度方向一定发生变化
B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动
C.速度变化的运动一定是曲线运动
D.做曲线运动的物体一定有加速度
课堂训练
【解析】 任何曲线运动的速度方向时刻变化,一定有加速度,故A、D正确.速度方向变化、速度变化的运动不一定是曲线运动,如竖直上抛运动,速度发生变化,在最高点速度方向发生变化,而轨迹为直线,故B、C错.
【答案】 AD
课堂训练
2.如图所示的曲线为某同学抛出的铅球的运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的是( )
A.为AB的方向 B.为BD的方向
C.为BC的方向 D.为BE的方向
课堂训练
【解析】 物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经过该点的切线方向,如题图中铅球实际沿ABC方向运动,故它在B点的速度方向应为切线BD的方向,B正确.
【答案】 B
课堂训练
3.假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是( )
A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动
B.沿着与弯道垂直的方向飞出
C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道
D.上述情况都有可能
课堂训练
【解析】 赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向.被甩出的后轮的速度方向就是甩出点所在轨迹的切线方向.所以C选项正确.
【答案】 C
课堂训练