人教版高中物理必修二5.1：曲线运动(58张PPT)

(共63张PPT)
5.1曲 线 运 动
一、曲线运动的概念
物体的运动路线（轨迹）是曲线的运动叫曲线运动。
生活中的曲线运动
生活中的曲线运动
v0
P(x,y)
O
y
x
L
θ
二、曲线运动的位移(需建立平面直角坐标系)
x
y
怎样确定x、y
三、曲线运动速度的方向
砂轮打磨下来的炽热的微粒沿着什么方向离开砂轮?
A
B
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
割线
A
B
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
A
B
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
A
B
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
A
B
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
A
B
质点在某一点（或某时刻）的瞬时速度的方向，就是曲线在这一点的切线方向。
三、曲线运动速度的方向
什么叫曲线的切线？
V
切线
Va
Vb
Vc
Vd
三、曲线运动速度的方向
曲线运动中速度的方向时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动，加速度不为零。
V1
V2
V3
V4
三、曲线运动速度的方向
2.人造地球卫星做曲线运动
1.抛出的物体做曲线运动
3.滑雪运动员腾空跃起
4.砂轮的运动
曲线运动速度方向判断：
请为自行车设计安装挡泥板
5.１曲线运动
2.速度方向： 质点在某一点（或某一时刻）的瞬时速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
3. 质点曲线运动中的速度方向是时刻在变，所以曲线运动是变速运动，加速度合外力不为0，但变速运动不一定是曲线运动。
一.曲线运动 1.概念: 轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
1、下列对曲线运动中速度的说法中正确的是 （ ）
A．质点在某一过程中速度方向总是沿着轨迹曲线的切线方向
B．质点在某一点的速度方向总是沿着轨迹曲线在这点的切线方向
C．曲线运动的速度方向一定不断变化
D．曲线运动的速度大小一定不断变化
例 题
物体的实际运动速度又叫合速度，
物体的实际运动位移又叫合位移。
O
P
( x,y)
V
θ
S
四、运动的合成与分解
物体沿某一方向的速度
叫这一方向的分速度，
物体沿某一方向的位移
叫这一方向的分位移。
O
P
( x,y)
Vx
Vy
V
θ
S
x
y
物体的实际运动速度又叫合速度，
物体的实际运动位移又叫合位移。
四、运动的合成与分解
合运动与分运动的特点
（1）同时性
（2）等效性
O
P
( x,y)
Vx
Vy
V
θ
S
x
y
（4）矢量性：
合速度与分速度，合位移与分位移都遵循平行四边形定则。
（3）独立性
说一说
四、运动的合成与分解
3、枪管与水平方向的夹角为600，子弹射出枪口时的速度为500m/s，则子弹沿水平方向的分速度的大小为 m/s，沿竖直方向的分速度的大小为 m/s。
Vx
Vy
V
600
Vx=Vcos600=250m/s
Vy=Vsin600=433m/s
例 题
3、飞机起飞时以V=100m/s的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角为370。求飞机在2s内飞行的高度。
Vy=Vsin370=60m/s
y=Vyt=120m
训 练
方法二：分解速度
方法一：分解位移
S=Vt=200m
y=Ssin370=120m
水平方向：
蜡块随管向右做匀速直线运动
竖直方向：
蜡块相对管向上做匀速直线运动
五、运动的合成与分解
红蜡块在平面内的运动
（1）蜡块的位置和位移
O
P
( x,y)
Vx
Vy
L
θ
五、运动的合成与分解
红蜡块在平面内的运动
x
y
（2）蜡块的运动轨迹
O
P
( x,y)
Vx
Vy
——直线
θ
五、运动的合成与分解
红蜡块在平面内的运动
O
P
( x,y)
Vx
Vy
V
θ
θ
五、运动的合成与分解
（3）蜡块的运动速度
红蜡块在平面内的运动
4、已知蜡块在水平方向的速度为Vx=4cm/s，在竖直方向的速度为Vy=3cm/s，求蜡块运动的速度。
例 题
五、运动的合成与分解
1、合运动：
物体实际发生的运动。
2、分运动：
物体同时参与了几个方向的运动。
4、在高处拉低处小船时，通常在河岸上通过滑轮用钢绳拴船，若拉绳的速度为V1=4m／s，当拴船的绳与水平方向成60°时，船的速度是多大?
速度V1与 V哪一个是合速度？
V
V1
V2
V=V1/cos600=8m/s
提示：两个物体用绳或杆相连，则两物体沿绳或杆方向的分速度大小相等。
练 习

绳及杆的速度分解
沿绳方向使绳伸长
垂直于绳方向使绳转动
绳(杆)模型绳（杆）端速度分解原则：
沿着绳(杆)和垂直绳(杆)
则V与V1的关系为 ？
注：绳(杆)两端速度大小一般不相等，但两端沿绳(杆)方向速度一定相等※
V1=VCOSθ
【例题】如图所示，以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A，用细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为θ时，物体B的速率为 。
【答案】 vB=vsinθ
寻找分运动效果
“绳+物”问题
【例题】如图所示，A、B两物体用细绳相连，在水平面上运动，当α=450，β=300时，物体A的速度为2 m/s，这时B的速度为 。
寻找分运动效果
【答案】
“绳+物”问题
【例题】如图所示,杆AB它的两端在地板和竖直墙壁上，现拉A端由图示位置以速率v匀速向右运动，B端滑动的速度是 。
寻找分运动效果
“杆+物”问题
α
Vcosθ
VBcosα
【例题】如图所示，滑块B以速度vB向左运动时，触点P的沿杆移动的速度如何？
【答案】
寻找分运动效果
“杆+物”问题
物体在什么条件下才做
曲线运动呢？
探究：
曲线运动是一种变速运动（速度方向是变化的）
为什么会变化呢？
有加速度
F合不为0
当F合 的方向与速度的方向在同一条直线上，物体做直线运动。
大胆猜想：当F合方向与速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动。
六、物体做曲线运动的条件
①物体的合外力不为零
②物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直线上。
G
G
G
G
G
六、物体做曲线运动的条件
V1
V2
V3
V4
V
F
合外力方向指向轨迹曲线的内侧！
物体的轨迹位于速度和合外力之间。
F合（a）v共线
直线运动
a恒定
a变化
匀变速直线运动
变加速直线运动
F合（a）v不共线
曲线运动
a恒定
a变化
匀变速曲线运动
变加速曲线运动
a=0
匀速直线运动
a≠0

关于曲线运动，下列说法中不正确的是（ ）
A．物体做曲线运动时，受到的合外力一定不为零
B．物体受到的合外力不为零时，一定做曲线运动
C．物体做曲线运动时，合外力方向一定与瞬时速度方向不在同一直线上
D．物体做曲线运动时，受到的合外力一定是变力
例 题
如图所示，质点沿曲线从A向B运动，则质点在运动路线上C点时合外力的方向可能正确的是（ ）
A ． F1
B ． F2
C ． F3
D ． F4
A
B
C
F3
F4
F2
F1
训 练
2、关于质点的曲线运动，下列说法中正确的是（ ）
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．曲线运动加速度可能为零
D．曲线运动合外力一定不为零
训 练
1、物体做曲线运动，下列说法中正确的是 （ ）
A．速度一定是变化的
B．速率一定是变化的
C．合外力一定是变化的
D．加速度一定是变化的
练 习
2、某物体在一足够大的光滑平面上向东匀速运动，当它受到一个向南的恒定外力作用时，物体将做（ ）
A．匀变速直线运动
B．匀变速曲线运动
C．加速度和速率都不变的曲线运动 D．加速度不变、速率变大的曲线运动
练 习
3、如图所示，物体在恒力F的作用下沿曲线从A运动到B时，突然使恒力F反向，物体的运动情况可能是 （ ）
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BA返回A
F
练 习
F
练 习
3、如图所示，物体在恒力F的作用下沿曲线从A运动到B时，突然使恒力F反向，物体的运动情况可能是 （ ）
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BA返回A
5.１曲线运动
一.曲线运动
1.概念: 轨迹是曲线的运动叫曲线运动。
2.速度方向： 　　曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。
3.曲线运动是变速运动。

二.物体做曲线运动的条件
当物体所受合力的方向跟它速度的方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。
六、两个互成角度分运动的合成
合运动的性质取决于两个分运动的合初速度和合加速度（合外力）的关系
匀速
v1
匀速
v2
v
a1=0
a2=0
a=0
匀速
v1
匀加速
v2
v
a1=0
a2
(a)
v1=0匀加速
v=0
v2=0匀加速
匀速
v=0匀加速
v1
v2
v
匀加速
匀加速
匀加速
曲线
曲线
小船渡河问题
（1）讨论α=？时渡河时间最短。
河宽d，静水中船速为V船，水流速度为V水，V船与河岸的夹角为α，如图所示。求：
（2）讨论α=？时，船的位移最短？
题型：
α
d
v
（一）渡河时间最短：
说明：当船头垂直对岸行驶时，渡河时间最短，且最短时间为：
渡河时间取决于V船与河水的速度无关。
位移：
时间：
合速度：
θ
分析：船在动水中渡河时的位移大小和方向，取决于船速和水速的合速度方向。
d
（二）渡河位移最短
方向：
时间：
位移：
v水
⑴ v船＞v水时：
当v合垂直河岸，合位移最短等于河宽d。
v水
smin
D
O
A
v
v船
B
上游
下游
（二）渡河位移最短
(2)v船＜v水时，当v船垂直于v合时，合位移最短，即：

结论：
船头垂直对岸行驶时，渡河时间最短

V船>V水，船能垂直过河，位移最短

V船练习：
1、 一船在静水中的速度为3m/s，要渡过宽为30m,流速为4m/s的河流，下列说法中不正确的是( )
A:此船能垂直到达河对岸
B:此船不可能垂直到达河对岸
C:此船对河岸速度一定为5m/s
D:过河时间可能为15s
A C