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第五章 抛体运动
人教版高中物理 必修2
第1节 曲线运动
什么是曲线运动?
曲线运动有哪些特点呢?
曲线运动
观察以上运动,说说这些运动的共同特点?
归纳总结
一、曲线运动
1、定义:运动轨迹是曲线的运动叫作曲线运动
2、曲线运动的特点:轨迹是曲线,速度方向不断变化。
思考:运动按照轨迹,可以分为哪几类?
归纳总结
一、曲线运动
3、运动的分类(按轨迹分)
①直线运动
②曲线运动
思考:物体做直线运动时,速度方向与运动方向一致,物体做曲线运动时,速度方向是时刻发生改变的,那么应该怎样确定曲线运动物体的速度方向呢?
火星飞出的方向为砂轮边缘上接触点的切线方向。
V火星
链球放手前做曲线运动,放手瞬间,沿切线飞出。
观察
下面我们通过实验来研究做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向。
观察做曲线运动物体的速度方向
演 示
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
实验探究
(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
实验探究
(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。
实验探究
思考讨论:拆去AB段前小球经过B点的速度方向和拆去AB段后小球经过B点时的速度方向是否一致?
A
B
C
实验探究
据此可以得出什么结论?
小球做曲线运动,经过某一点B时的瞬时速度方向沿该点的切线方向。
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。
理论探究
假设图中的曲线是某一质点在时间△t内的运动轨迹。这段时间
内的位移即为割线AB,平均速度的方向就是割线AB的方向。
如果△t取得越小,平均速度的方向依次变为
割线AC、AD、AE、AF…的方向。
当△t→0时,割线就成了切线,即
平均速度极限值即为A点的瞬时速度,
它的方向便在过A的切线方向上。
B
A
C
D
E
F
理论探究
归纳总结
二、曲线运动的速度方向
1、质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向。
思考:
速度是矢量,既有大小,又有方向,那么速度的变化应该包含哪几层含义?
有人说,做曲线运动的物体一定具有加速度,该怎样理解?
归纳总结
二、曲线运动的速度方向
2、曲线运动的性质:
曲线运动的速度方向时刻变化,一定是变速运动。
注意:曲线运动一定是变速运动,但变速运动
不一定是曲线运动。
例1:曲线滑梯如图所示,试标出人从滑梯上滑下时在
A、B、C、D各点的速度方向。
课堂练习
例2:跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”。图5.1-5中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中,除运动员入水前一段时间外,在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同?在哪几个位置与速度v的方向相反?在图中标出这些位置。
课堂练习
思考:物体做曲线运动的条件是什么?
通过磁铁改变小钢球的运动
演 示
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正后方放一块磁铁观察钢球的运动。
(3)在钢球运动路线的旁边放一块磁铁观察钢球的运动。
实验探究
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。
实验探究
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。
归纳总结
三、物体做曲线运动的条件
2、力与运动性质的关系:
归纳总结
三、物体做曲线运动的条件
(1)当物体不受力或所受合外力为零时,物体做匀速直线运动或处于静止状态。
(2)当物体所受合外力方向与运动方向在同一直线上时,物体做变速直线运动。
(3)当物体所受合外力方向与运动方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
做一做
用飞镖显示曲线运动的速度方向
思考1:如何确定飞镖落地时的速度方向?
如何确定飞镖在空间各位置的速度方向?
思考2:试分析飞镖速度方向改变的原因?
思考3:描绘飞镖的运动轨迹,标出各位置的速度方向和重力方向,
尝试找出轨迹、速度方向、受力方向之间的关系?
v
F
轨迹
凹
凸
无力不拐弯,
拐弯必有力
归纳总结
四、轨迹与合外力、速度方向之间的关系:
1. 轨迹总是夹在合力方向和速度方向之间。
2. 轨迹总是弯向受力的一侧。(力总是指向轨迹的凹侧)
例3:课本习题第5题。一个物体在光滑水平面上运动,其速度方向如图5.1-7中的v所示。从A点开始,它受到向前但偏右(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力。到达B点时,这个合力的方向突然变得与前进方向相同。到达C点时,合力的方向又突然改为向前但偏左。物体最终到达D点。请你大致画出物体由A至D的运动轨迹,并标出B点、C点和D点。
课堂练习
【解析】如图所示,AB段是曲线运动、BC段是直线运动、CD段是曲线运动。
作业布置
课后练习和同步练习