人教版(2019)新教材高中物理必修2 5.1 曲线运动课件(共25张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版(2019)新教材高中物理必修2 5.1 曲线运动课件(共25张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-12-27 14:38:41 | ||
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文档简介
(共25张PPT)
曲线运动
截止到目前为止，我们只研究了物体沿一条直线的运动。事实上，自然界中很多运动的轨迹并不是直线，而是曲线。篮球比赛中，运动员奋力投篮，篮球在空中划过一条弧线进入篮筐。亿万年来地球在接近圆形的轨道上，围绕太阳不停地运转。
同学们一定还能列举出更多的物体沿曲线轨迹运动的例子，比如：旋转木马、过山车．．．甚至我们走路时拐一个弯。我们把运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
从这一章开始我们研究曲线运动
一、曲线运动的速度方向
物体做直线运动时，速度方向与运动的轨迹一致，同学们不妨猜想一下，物体作曲线运动时，速度方向又是怎样的呢？
同学们或许会猜想：速度方向与位移方向一致，由起点指向终点。亦或是与曲线轨迹一致，是弯曲的。亦或是沿曲线的切线方向。亦或是...但不论你做如何的猜想，请注意，速度是矢量,在每一个瞬间的方向是唯一确定的。
需要说明的是：这里的速度指的是曲线运动的瞬时速度。
我们可以通过一个小实验，来体会做曲线运动物体的速度方向：
在细线的一端拴上一小块橡皮，抓住细线的另一端，轮动橡皮，使它沿圆周轨迹运动，如果突然放手，橡皮会飞出，我们发现，在不同的瞬间放手，橡皮飞出的线路也是不同的，这一现象说明了什么呢？
一切物体都具有惯性，松手后，橡皮将沿原来的速度方向继续运动一小段距离，由此反推回去，可知：松手的瞬间橡皮的速度方向也是各不相同的。可见，曲线运动的速度方向是不断改变的。
所以曲线运动是变速运动
由于位移方向由起点指向终点，一个过程的位移方向是一定的，而曲线运动的速度方向是不断改变的。所以速度方向不可能是位移方向，当然也不可能是弯曲的。
我们不妨引入切线的概念，研究这一问题。
虽然，速度方向不可能是弯曲的，但仔细观察橡皮的飞出路线，又似乎觉得速度方向与曲线轨迹之间有着某种联系。这是一种怎样的联系呢？
A
B
对于切线，我们并不陌生，在数学中我们学过圆的切线。那么其它曲线的切线又是指什么呢？
右图中是一段曲线，A、B为曲线上的两个点，图中的黄点表示B点向A点靠近的轨迹。
当B点向A点靠近时，割线的位置和方向不断变化，当B点无限靠近A点时，这条割线就叫做曲线在A点的切线。
过A、B作一条直线，叫做曲线的割线。
A
B
P
P
P
P
P
C
D
E
F
P
vA
物体越靠近A点，从物体所在位置，到A点的平均速度方向，就越接近过A点的切线方向。当物体无限靠近A点时，平均速度等于物体在A点的瞬时速度，方向沿过A点曲线轨迹的切线方向。
如果质点P沿曲线从B点向A点运动
B、A连线方向就是物体位移方向，也是平均速度方向。
明确了曲线的切线概念，我们再来看曲线运动的速度方向
vC
vB
vD
vA
vF
vE
结论：曲线运动中，物体在某一点的速度方向，沿曲线轨迹在这一点的切线方向。
例如，质点沿曲线从B点向A点运动，经过B、C、D、E、F、A各点的速度方向都沿曲线轨迹在该点的切线方向。
B
C
A
D
E
F
观察右边的两幅图，你能否说清楚：砂轮打磨下来的炙热微粒和飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？
思考题
砂轮与工件磨擦时产生大量的炙热颗粒，这些颗粒附着在砂轮上，随砂轮外缘沿圆周轨迹运动，脱离砂轮时，沿圆周轨迹的切线飞出。链球被运动员轮动时，在一个圆周轨迹上运动，运动员松手后，链球沿圆周轨迹的切线飞出。
既然曲线运动都是变速运动，做曲线运动的物体一定受到合外力的作用。
二、物体做曲线运动的条件
物体受到怎样的合外力才能做曲线运动呢？
因为力是改变物体运动状态（速度的大小与方向）的原因。
当速度与合力的方向一致时，根据牛二律可知：加速度方向与速度方向一致，物体做加速直线运动。
当速度与合力的方向相反时，根据牛二律可知：加速度方向与速度方向相反，物体做减速直线运动。
我们不妨回顾一下合外力对物体运动的影响。
怎样的力能使物体拐弯呢？
当我们水平抛出一个物体时，会发现物体沿着一条向下弯曲的轨迹做曲线运动，这是由于物体受到了重力的作用，可是，重力作用下物体不一定做曲线运动，如果我们竖直向下抛出物体，物体做加速直线运动。
物体在各点的速度方向与重力方向...
如果我们仔细分析刚才的抛体运动会发现一个现象！？
mg
v1
mg
v2
mg
v3
不在一条直线上。
在这个发现的基础上，结合你的生活经验，想一想：在一个水平面桌上有一个沿直线滚动的小球，如图所示，如果你想让小球拐向左侧。你应对它施加哪个方向的力呢？
左
右
v
F
F1
F2
你认为物体做曲线运动的条件是什么呢？
物体做曲线运动的条件是：物体受所合外力力方向与速度方向不在同一条直线上。
这句话的含义是：一切做曲线运动的物体必须具备三个条件。
（1）物体合外力不为零。
（2）物体具有速度。
（3）速度与合外力不在一条直线上。
结论：
物体做曲线运动时，速度与曲线轨迹相切，合外力指向曲线轨迹的内侧
v
F合
通过前面的学习，你能说出，曲线运动中，曲线轨迹与速度方向以及合外力方向有怎样的关系呢？
思考题：
生活小体验
走路时拐弯的过程是一个曲线运动，请同学们体验，这个拐弯的力是由那些力提供的？如果地面结冰，变得十分光滑，我们拐弯的动作还能如平时那样流畅吗？
走路拐弯时，需要一只脚沿侧向摩擦地面，获得与速度方向成一定角度的静摩擦力。如果地面光滑，脚就不能获得足够的摩擦力进行拐弯，拐弯的动作将变得困难，甚至会被滑倒。
课堂练习
【例题】 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动的加速度可能为零。
B．曲线运动的速度方向与位移方向一致。
C．一切曲线运动都是变速运动
D．做曲线运动的物体受到的合力一定变化。
C
【例题】 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到合外力作用，一定做曲线运动。
B．做曲线运动的物体合外力与速度方向的夹角在某一瞬间可能为零。
C．做曲线运动的物体受到的合外力可能指向曲线轨迹外侧
D．做曲线运动的物体速率可能不变。
D
【例题】与竖直成一定角度抛出一个小物体m，物体沿曲线轨迹运动，如图所示，下列各图中正确描述速度v与加速度a方向的是（ ）
v
v
a
a
a
a
v
v
m
A
A
B
C
D
m
m
m
【例题】竖直下落的小物体m，在下落的过程中，遇到一阵短暂的水平微风，微风过后物体继续向下运动，微风作用前后物体运动轨迹应为（ ）
A
B
C
D
B
v
v
v
v
v
F风
mg
F合
v1
mg
本课小结：
1.曲线运动
运动轨迹是曲线的运动被称为曲线运动,一切曲线运动都是变速运动。
2.曲线运动的速度方向
曲线运动中，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
3.物体做曲线运动的条件
当速度与合力的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
课后作业:
教材P5 练习与应用 1、3、4、5
曲线运动
截止到目前为止，我们只研究了物体沿一条直线的运动。事实上，自然界中很多运动的轨迹并不是直线，而是曲线。篮球比赛中，运动员奋力投篮，篮球在空中划过一条弧线进入篮筐。亿万年来地球在接近圆形的轨道上，围绕太阳不停地运转。
同学们一定还能列举出更多的物体沿曲线轨迹运动的例子，比如：旋转木马、过山车．．．甚至我们走路时拐一个弯。我们把运动轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
从这一章开始我们研究曲线运动
一、曲线运动的速度方向
物体做直线运动时，速度方向与运动的轨迹一致，同学们不妨猜想一下，物体作曲线运动时，速度方向又是怎样的呢？
同学们或许会猜想：速度方向与位移方向一致，由起点指向终点。亦或是与曲线轨迹一致，是弯曲的。亦或是沿曲线的切线方向。亦或是...但不论你做如何的猜想，请注意，速度是矢量,在每一个瞬间的方向是唯一确定的。
需要说明的是：这里的速度指的是曲线运动的瞬时速度。
我们可以通过一个小实验，来体会做曲线运动物体的速度方向：
在细线的一端拴上一小块橡皮，抓住细线的另一端，轮动橡皮，使它沿圆周轨迹运动，如果突然放手，橡皮会飞出，我们发现，在不同的瞬间放手，橡皮飞出的线路也是不同的，这一现象说明了什么呢？
一切物体都具有惯性，松手后，橡皮将沿原来的速度方向继续运动一小段距离，由此反推回去，可知：松手的瞬间橡皮的速度方向也是各不相同的。可见，曲线运动的速度方向是不断改变的。
所以曲线运动是变速运动
由于位移方向由起点指向终点，一个过程的位移方向是一定的，而曲线运动的速度方向是不断改变的。所以速度方向不可能是位移方向，当然也不可能是弯曲的。
我们不妨引入切线的概念，研究这一问题。
虽然，速度方向不可能是弯曲的，但仔细观察橡皮的飞出路线，又似乎觉得速度方向与曲线轨迹之间有着某种联系。这是一种怎样的联系呢？
A
B
对于切线，我们并不陌生，在数学中我们学过圆的切线。那么其它曲线的切线又是指什么呢？
右图中是一段曲线，A、B为曲线上的两个点，图中的黄点表示B点向A点靠近的轨迹。
当B点向A点靠近时，割线的位置和方向不断变化，当B点无限靠近A点时，这条割线就叫做曲线在A点的切线。
过A、B作一条直线，叫做曲线的割线。
A
B
P
P
P
P
P
C
D
E
F
P
vA
物体越靠近A点，从物体所在位置，到A点的平均速度方向，就越接近过A点的切线方向。当物体无限靠近A点时，平均速度等于物体在A点的瞬时速度，方向沿过A点曲线轨迹的切线方向。
如果质点P沿曲线从B点向A点运动
B、A连线方向就是物体位移方向，也是平均速度方向。
明确了曲线的切线概念，我们再来看曲线运动的速度方向
vC
vB
vD
vA
vF
vE
结论：曲线运动中，物体在某一点的速度方向，沿曲线轨迹在这一点的切线方向。
例如，质点沿曲线从B点向A点运动，经过B、C、D、E、F、A各点的速度方向都沿曲线轨迹在该点的切线方向。
B
C
A
D
E
F
观察右边的两幅图，你能否说清楚：砂轮打磨下来的炙热微粒和飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？
思考题
砂轮与工件磨擦时产生大量的炙热颗粒，这些颗粒附着在砂轮上，随砂轮外缘沿圆周轨迹运动，脱离砂轮时，沿圆周轨迹的切线飞出。链球被运动员轮动时，在一个圆周轨迹上运动，运动员松手后，链球沿圆周轨迹的切线飞出。
既然曲线运动都是变速运动，做曲线运动的物体一定受到合外力的作用。
二、物体做曲线运动的条件
物体受到怎样的合外力才能做曲线运动呢？
因为力是改变物体运动状态（速度的大小与方向）的原因。
当速度与合力的方向一致时，根据牛二律可知：加速度方向与速度方向一致，物体做加速直线运动。
当速度与合力的方向相反时，根据牛二律可知：加速度方向与速度方向相反，物体做减速直线运动。
我们不妨回顾一下合外力对物体运动的影响。
怎样的力能使物体拐弯呢？
当我们水平抛出一个物体时，会发现物体沿着一条向下弯曲的轨迹做曲线运动，这是由于物体受到了重力的作用，可是，重力作用下物体不一定做曲线运动，如果我们竖直向下抛出物体，物体做加速直线运动。
物体在各点的速度方向与重力方向...
如果我们仔细分析刚才的抛体运动会发现一个现象！？
mg
v1
mg
v2
mg
v3
不在一条直线上。
在这个发现的基础上，结合你的生活经验，想一想：在一个水平面桌上有一个沿直线滚动的小球，如图所示，如果你想让小球拐向左侧。你应对它施加哪个方向的力呢？
左
右
v
F
F1
F2
你认为物体做曲线运动的条件是什么呢？
物体做曲线运动的条件是：物体受所合外力力方向与速度方向不在同一条直线上。
这句话的含义是：一切做曲线运动的物体必须具备三个条件。
（1）物体合外力不为零。
（2）物体具有速度。
（3）速度与合外力不在一条直线上。
结论：
物体做曲线运动时，速度与曲线轨迹相切，合外力指向曲线轨迹的内侧
v
F合
通过前面的学习，你能说出，曲线运动中，曲线轨迹与速度方向以及合外力方向有怎样的关系呢？
思考题：
生活小体验
走路时拐弯的过程是一个曲线运动，请同学们体验，这个拐弯的力是由那些力提供的？如果地面结冰，变得十分光滑，我们拐弯的动作还能如平时那样流畅吗？
走路拐弯时，需要一只脚沿侧向摩擦地面，获得与速度方向成一定角度的静摩擦力。如果地面光滑，脚就不能获得足够的摩擦力进行拐弯，拐弯的动作将变得困难，甚至会被滑倒。
课堂练习
【例题】 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动的加速度可能为零。
B．曲线运动的速度方向与位移方向一致。
C．一切曲线运动都是变速运动
D．做曲线运动的物体受到的合力一定变化。
C
【例题】 关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到合外力作用，一定做曲线运动。
B．做曲线运动的物体合外力与速度方向的夹角在某一瞬间可能为零。
C．做曲线运动的物体受到的合外力可能指向曲线轨迹外侧
D．做曲线运动的物体速率可能不变。
D
【例题】与竖直成一定角度抛出一个小物体m，物体沿曲线轨迹运动，如图所示，下列各图中正确描述速度v与加速度a方向的是（ ）
v
v
a
a
a
a
v
v
m
A
A
B
C
D
m
m
m
【例题】竖直下落的小物体m，在下落的过程中，遇到一阵短暂的水平微风，微风过后物体继续向下运动，微风作用前后物体运动轨迹应为（ ）
A
B
C
D
B
v
v
v
v
v
F风
mg
F合
v1
mg
本课小结：
1.曲线运动
运动轨迹是曲线的运动被称为曲线运动,一切曲线运动都是变速运动。
2.曲线运动的速度方向
曲线运动中，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。
3.物体做曲线运动的条件
当速度与合力的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
课后作业:
教材P5 练习与应用 1、3、4、5