物理人教版（2019）必修第二册5.1.1曲线运动（共23张ppt）
文档属性
| 名称 | 物理人教版（2019）必修第二册5.1.1曲线运动（共23张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 506.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-30 09:31:18 | ||
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文档简介
(共23张PPT)
第五章：曲线运动
第 1 节：曲线运动的一般处理方法
1.掌握曲线运动的基本概念和主要研究的物理量。
位移、速度、加速度(力)
2.掌握研究曲线运动的一般性的研究方法。
主要是位移、速度的分解
3.掌握曲线运动的力与速度的关系。
力与速度不共线
4.掌握一些曲线运动的简单特点
直线运动的研究方法
1，我们先定义了一些有关运动的物理量，比如位移、时间、速度（初速度、末速度）、加速度等。
2，之后我们找出这些物理量的关联，就是表达式
三个基本公式和一些推论。
3，之后我们学习改变物体运动的原因——力
（1）有关力的一些基本概念
（2）牛顿三大定律
§5.1 曲线运动
1，本章整体思路：
通过认识曲线运动，然后找到研究曲线运动的一般方法，最后在详细研究曲线运动的两个特例：平抛运动和圆周运动。
2，曲线运动主要涉及物理量有三个：
位移、速度、加速度（或者说力）。
§5.1.1位移
1，曲线运动的概念：物体运动轨迹是曲线的运动。
2，曲线运动的位移：我们通过建立直角坐标系来认识。
如下图，物体由A位置运动到B位置的轨迹为，则位移可以表示为由A指向B的有向线段。我们可以把曲线运动的位移分解成水平方向上的直线运动和竖直方向上的直线运动。
水平方向即在x轴方向上运动了
竖直方向即在y轴方向上运动了
这就是位移的分解
【随当练习】
1，一质点在平面直角坐标系中由A点（3m，5m）运动到B点（4m，7m），求物体的位移？水平方向位移为多少？竖直方向位移为多少？
2，若一质点在平面直角坐标系中运动，其轨迹满足：y=3x2，则物体由原点位置开始运动，当水平方向运动2m时，则物体运动的位移是多少？
§5.1.2速度（主要指的是瞬时速度）
1，曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿着曲线在该点切线方向。并且速度方向时刻发生变化。
2，曲线运动的速度：比如物体由A运动到C，轨迹如下，现在我们来分析中间的B点的速度，由于B点的速度是沿着切线，如下图，用 VB来表示，我们可以采用类似研究位移的方法，在B点建立直角坐标系，这里横轴是Vx，纵轴为Vy，对VB分别在横轴和纵轴上进行分解，如下图，因此，对于VB，我们可以分解为VBx和VBy，这就是速度的分解。
3，曲线运动的速度的变化：两个速度的起始位置相同时，速度的变化可以用初速度的末位置指向末速度的末位置的有向线段来表示。
【随当练习】
1，一物体在某一时刻有向东为3m/s的速度运动，同时又有向北为4m/s的速度运动，则物体的实际速度是多少？
2，一物体初始速度为1m/s向东运动，经过1s时间，速度变为向北为m/s，则物体在这1s内，速度的变化是多少？
§5.1.3加速度
1，加速度方向问题：
由牛顿第二定律，我们知道加速度的方向与合外力的方向相同，因此加速度的方向就是合外力的方向。研究加速度方向的问题，我们就可以转化成合外力方向的问题。根据大量事实，我们可以得到：当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体就做曲线运动。
2，物体做曲线运动的条件
物体受到的合外力与速度不共线。（动力学条件）
或物体的加速度与速度不共线。（运动学条件）
3，加速度也可以像位移和速度那样分解，这不是本节的重点，也不常用，在这里不再叙述。
总结：研究曲线运动的一般方法是：对物体的位移和速度进行垂直分解，使之变成两个直线运动。对于直线运动我们在必修一中已经详细地讨论了。
需要注意：实际上对于位移和速度的分解与合成问题，不必要非要垂直分解，只要满足平行四边形定则或三角形定则都可以，只不过垂直分解是一种常用的方式。
【课后练习】
1，关于运动的合成的说法中，正确的是 （ ）
A．合运动的位移等于分运动位移的矢量和
B．合运动的时间等于分运动的时间之和
C．合运动的速度一定大于其中一个分运动的速度
D．合运动的速度方向与合运动的位移方向相同
2，物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力的性质（大小、方向、作用点）不变，物体的运动情况可能是 （ ）
A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动
【课后练习】
3,(多选)某质点做曲线运动时 （ ）
A,在某一点的速度方向在该点曲线的切线方向
B,在任意时间内，位移的大小总是大于路程
C,在某段时间里质点受到的合外力可能为零
D,速度的方向与合外力的方向必不在同一直线上
4 ,精彩的 F1 赛事相信你不会陌生吧 !车王舒马赫在 2005 年以 8000 万美元的年收入高居全世界所有运动员榜首。在观众感觉精彩与刺激的同时，车手们却时刻处在紧张与危险之中。这位车王在一个弯道上突然高速行驶的赛车后轮脱落，从而不得不遗憾地退出了比赛。关于脱落的后轮的运动情况，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
§5.1.4曲线运动的特点
1，物体运动的轨迹是一条曲线。
2，物体的速度方向时刻发生变化。
3，物体的速度和合外力方向不在同一条直线上。
＊下面三点如果现在难以理解，先牢记，等到我们学到第七章能量以后，很方便就能理解。
(1)当合外力方向与速度方向垂直时，物体做速度的大小不变的曲线运动。
(2)当合外力方向与速度方向呈锐角时，物体做速度大小不断增加的曲线运动。
(3)当合外力方向与速度方向呈钝角时，物体做速度大小不断减小的曲线运动。
4，物体的轨迹介于速度和合外力两个方向之间，且由速度方向向合外力方向一侧弯曲，但速度方向永远不能与合外力方向平行。
【理解1】：
1，当合外力方向与速度方向垂直时，物体做速度的大小不变的曲线运动。
答：我们可以想象一下：一根绳拉着一个石子绕中间某一点在水平面内做速度大小不变的圆周运动，根据常识我们知道绳的拉力不变，速度大小不变，而速度的方向在不断变化。
因此，我们又可以这样表述：
垂直于速度方向上的力，不改变速度的大小，仅改变速度的方向！
【理解2】：
2，当合外力方向与速度方向呈锐角时，物体做速度大小不断增加的曲线运动。
答：
【理解3】：
3，当合外力方向与速度方向呈钝角时，物体做速度大小不断减小的曲线运动。
答：
【理解4】：
4，物体的轨迹介于速度和合外力两个方向之间，且由速度方向向合外力方向一侧弯曲，但速度方向永远不能与合外力方向平行。
理解：这一条特点，我们暂时根据我们的日常经验来理解。
规范的说明，比较复杂，等我们学完了平抛运动，我们会不讲自通。
在这里不过多说明。
【例题：1/3】
例1，(多选)一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示,则质点的速度（ ）
A. 若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速
B. 若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速
C. 若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速
D. 若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速
【例题：2/3】
例2，质量m=2kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图象如图所示。求：
（1）物体受到的合力和初速度；
（2）t=8s时物体的速度；
（3）t=4s时物体的位移；
（4）物体的运动轨迹方程。
【例题：3/3】
例3，一个物体在光滑的水平面上以初速度v做曲线运动,已知物体在运动中只受水平恒力作用,其轨迹如图所示,则物体在由M点运动到N点的过程中,速度的变化情况是( )
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 先增大后减小
D. 先减小后增大
【课后练习】
5.(是单选)一个质点在恒力F作用下，在xOy平面内从O点运动到A点的轨迹如图所示，且在A点的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能（ ）
A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向
【课后练习】
6.在光滑水平面上有一质量为2kg的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2N力水平旋转90度，则关于物体（ ）
A. 物体做速度大小不变的曲线运动
B. 物体做加速度为在2m/s2的匀变速曲线运动
C. 物体做速度越来越大的曲线运动
D. 物体做非匀变速曲线运动，其速度越来越大
7.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（ ）
A.速度 B.加速度 C.速率 D.合外力
【课后练习】
8.（多选）关于合力对物体速度的影响，下列说法正确的是（ ）
A.如果合力方向总跟速度方向垂直，则物体速度大小不会改变，而物体速度方向会改变
B.如果合力方向跟速度方向之间的夹角为锐角，则物体的速度将增大，方向也发生改变
C.如果合力方向跟速度方向成钝角，则物体速度将减小，方向也发生改变
D.如果合力方向与速度方向在同一直线上，则物体的速度方向不改变，只是速率发生变化
9.(多选)关于曲线运动，下面说法正确的是（ ）
A.物体运动状态改变着，它一定做曲线运动
B. 物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变
C.物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D.物体做曲线运动时它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向一致
第五章：曲线运动
第 1 节：曲线运动的一般处理方法
1.掌握曲线运动的基本概念和主要研究的物理量。
位移、速度、加速度(力)
2.掌握研究曲线运动的一般性的研究方法。
主要是位移、速度的分解
3.掌握曲线运动的力与速度的关系。
力与速度不共线
4.掌握一些曲线运动的简单特点
直线运动的研究方法
1，我们先定义了一些有关运动的物理量，比如位移、时间、速度（初速度、末速度）、加速度等。
2，之后我们找出这些物理量的关联，就是表达式
三个基本公式和一些推论。
3，之后我们学习改变物体运动的原因——力
（1）有关力的一些基本概念
（2）牛顿三大定律
§5.1 曲线运动
1，本章整体思路：
通过认识曲线运动，然后找到研究曲线运动的一般方法，最后在详细研究曲线运动的两个特例：平抛运动和圆周运动。
2，曲线运动主要涉及物理量有三个：
位移、速度、加速度（或者说力）。
§5.1.1位移
1，曲线运动的概念：物体运动轨迹是曲线的运动。
2，曲线运动的位移：我们通过建立直角坐标系来认识。
如下图，物体由A位置运动到B位置的轨迹为，则位移可以表示为由A指向B的有向线段。我们可以把曲线运动的位移分解成水平方向上的直线运动和竖直方向上的直线运动。
水平方向即在x轴方向上运动了
竖直方向即在y轴方向上运动了
这就是位移的分解
【随当练习】
1，一质点在平面直角坐标系中由A点（3m，5m）运动到B点（4m，7m），求物体的位移？水平方向位移为多少？竖直方向位移为多少？
2，若一质点在平面直角坐标系中运动，其轨迹满足：y=3x2，则物体由原点位置开始运动，当水平方向运动2m时，则物体运动的位移是多少？
§5.1.2速度（主要指的是瞬时速度）
1，曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿着曲线在该点切线方向。并且速度方向时刻发生变化。
2，曲线运动的速度：比如物体由A运动到C，轨迹如下，现在我们来分析中间的B点的速度，由于B点的速度是沿着切线，如下图，用 VB来表示，我们可以采用类似研究位移的方法，在B点建立直角坐标系，这里横轴是Vx，纵轴为Vy，对VB分别在横轴和纵轴上进行分解，如下图，因此，对于VB，我们可以分解为VBx和VBy，这就是速度的分解。
3，曲线运动的速度的变化：两个速度的起始位置相同时，速度的变化可以用初速度的末位置指向末速度的末位置的有向线段来表示。
【随当练习】
1，一物体在某一时刻有向东为3m/s的速度运动，同时又有向北为4m/s的速度运动，则物体的实际速度是多少？
2，一物体初始速度为1m/s向东运动，经过1s时间，速度变为向北为m/s，则物体在这1s内，速度的变化是多少？
§5.1.3加速度
1，加速度方向问题：
由牛顿第二定律，我们知道加速度的方向与合外力的方向相同，因此加速度的方向就是合外力的方向。研究加速度方向的问题，我们就可以转化成合外力方向的问题。根据大量事实，我们可以得到：当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体就做曲线运动。
2，物体做曲线运动的条件
物体受到的合外力与速度不共线。（动力学条件）
或物体的加速度与速度不共线。（运动学条件）
3，加速度也可以像位移和速度那样分解，这不是本节的重点，也不常用，在这里不再叙述。
总结：研究曲线运动的一般方法是：对物体的位移和速度进行垂直分解，使之变成两个直线运动。对于直线运动我们在必修一中已经详细地讨论了。
需要注意：实际上对于位移和速度的分解与合成问题，不必要非要垂直分解，只要满足平行四边形定则或三角形定则都可以，只不过垂直分解是一种常用的方式。
【课后练习】
1，关于运动的合成的说法中，正确的是 （ ）
A．合运动的位移等于分运动位移的矢量和
B．合运动的时间等于分运动的时间之和
C．合运动的速度一定大于其中一个分运动的速度
D．合运动的速度方向与合运动的位移方向相同
2，物体在几个力的作用下处于平衡状态，若撤去其中某一个力而其余力的性质（大小、方向、作用点）不变，物体的运动情况可能是 （ ）
A．静止 B．匀加速直线运动 C．匀速直线运动 D．匀速圆周运动
【课后练习】
3,(多选)某质点做曲线运动时 （ ）
A,在某一点的速度方向在该点曲线的切线方向
B,在任意时间内，位移的大小总是大于路程
C,在某段时间里质点受到的合外力可能为零
D,速度的方向与合外力的方向必不在同一直线上
4 ,精彩的 F1 赛事相信你不会陌生吧 !车王舒马赫在 2005 年以 8000 万美元的年收入高居全世界所有运动员榜首。在观众感觉精彩与刺激的同时，车手们却时刻处在紧张与危险之中。这位车王在一个弯道上突然高速行驶的赛车后轮脱落，从而不得不遗憾地退出了比赛。关于脱落的后轮的运动情况，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
§5.1.4曲线运动的特点
1，物体运动的轨迹是一条曲线。
2，物体的速度方向时刻发生变化。
3，物体的速度和合外力方向不在同一条直线上。
＊下面三点如果现在难以理解，先牢记，等到我们学到第七章能量以后，很方便就能理解。
(1)当合外力方向与速度方向垂直时，物体做速度的大小不变的曲线运动。
(2)当合外力方向与速度方向呈锐角时，物体做速度大小不断增加的曲线运动。
(3)当合外力方向与速度方向呈钝角时，物体做速度大小不断减小的曲线运动。
4，物体的轨迹介于速度和合外力两个方向之间，且由速度方向向合外力方向一侧弯曲，但速度方向永远不能与合外力方向平行。
【理解1】：
1，当合外力方向与速度方向垂直时，物体做速度的大小不变的曲线运动。
答：我们可以想象一下：一根绳拉着一个石子绕中间某一点在水平面内做速度大小不变的圆周运动，根据常识我们知道绳的拉力不变，速度大小不变，而速度的方向在不断变化。
因此，我们又可以这样表述：
垂直于速度方向上的力，不改变速度的大小，仅改变速度的方向！
【理解2】：
2，当合外力方向与速度方向呈锐角时，物体做速度大小不断增加的曲线运动。
答：
【理解3】：
3，当合外力方向与速度方向呈钝角时，物体做速度大小不断减小的曲线运动。
答：
【理解4】：
4，物体的轨迹介于速度和合外力两个方向之间，且由速度方向向合外力方向一侧弯曲，但速度方向永远不能与合外力方向平行。
理解：这一条特点，我们暂时根据我们的日常经验来理解。
规范的说明，比较复杂，等我们学完了平抛运动，我们会不讲自通。
在这里不过多说明。
【例题：1/3】
例1，(多选)一质点在xOy平面内从O点开始运动的轨迹如图所示,则质点的速度（ ）
A. 若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速
B. 若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速
C. 若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速
D. 若y方向始终匀速，则x方向先加速后减速
【例题：2/3】
例2，质量m=2kg的物体在光滑平面上运动，其分速度vx和vy随时间变化的图象如图所示。求：
（1）物体受到的合力和初速度；
（2）t=8s时物体的速度；
（3）t=4s时物体的位移；
（4）物体的运动轨迹方程。
【例题：3/3】
例3，一个物体在光滑的水平面上以初速度v做曲线运动,已知物体在运动中只受水平恒力作用,其轨迹如图所示,则物体在由M点运动到N点的过程中,速度的变化情况是( )
A. 逐渐增大
B. 逐渐减小
C. 先增大后减小
D. 先减小后增大
【课后练习】
5.(是单选)一个质点在恒力F作用下，在xOy平面内从O点运动到A点的轨迹如图所示，且在A点的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能（ ）
A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向 C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向
【课后练习】
6.在光滑水平面上有一质量为2kg的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2N力水平旋转90度，则关于物体（ ）
A. 物体做速度大小不变的曲线运动
B. 物体做加速度为在2m/s2的匀变速曲线运动
C. 物体做速度越来越大的曲线运动
D. 物体做非匀变速曲线运动，其速度越来越大
7.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（ ）
A.速度 B.加速度 C.速率 D.合外力
【课后练习】
8.（多选）关于合力对物体速度的影响，下列说法正确的是（ ）
A.如果合力方向总跟速度方向垂直，则物体速度大小不会改变，而物体速度方向会改变
B.如果合力方向跟速度方向之间的夹角为锐角，则物体的速度将增大，方向也发生改变
C.如果合力方向跟速度方向成钝角，则物体速度将减小，方向也发生改变
D.如果合力方向与速度方向在同一直线上，则物体的速度方向不改变，只是速率发生变化
9.(多选)关于曲线运动，下面说法正确的是（ ）
A.物体运动状态改变着，它一定做曲线运动
B. 物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变
C.物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D.物体做曲线运动时它的加速度的方向始终和所受到的合外力方向一致