新人教版高中物理必修2《5.1曲线运动》(32张PPT)

(共32张PPT)
5.1
曲线运动
一、曲线运动的位移
1.建立平面直角坐标系
2.用位置坐标表示位移的大小和方向
关于曲线运动的位移，下列说法正确的是
A.曲线运动的位移是曲线
B.只要曲线运动不停止，曲线运动的位移就一定越来越大
C.物体做曲线运动，位移的大小与路程可能相等
D.做曲线运动的质点，在一段时间内水平分位移是4m，竖直分位移是3m，则其位移大小为5m
D
二、曲线运动的速度
1.曲线运动的速度方向
（1）如图所示的曲线，是一个物体的某段时间内的运动轨迹，请在图中画出物体从A点运动到B点这一过程的平均速度方向。
（2）当B点无限接近A点时，根据极限的思想，可知会发生两个质变。
A、B之间的平均速度就是A点的瞬时速度
线段AB由曲线的割线变成了曲线上A点的切线
二、曲线运动的速度
1.曲线运动的速度方向
（3）质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。
运动员抡动链球使其沿逆时针方向做圆周运动，轨迹如图中虚线所示（俯视图），要使链球能从保护网的开口A、B间飞出，运动员应该在链球到达什么区域内松手？请做出松手释放链球的区域。
思考题
如图所示为物体的运动轨迹示意图，请箭头画出物体A、B、C、D四点的速度方向。
从图中可以看出，物体在做曲线运动过程中，速度方向不断发生变化。所以曲线运动一定是变速运动。
V
Vx
Vy
为什么有的物体做直线运动，有的物体却做曲线运动？物体做曲线运动的条件是什么？
三、曲线运动的条件
1.当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。
平抛运动
斜抛运动
2.合力方向指向物体运动轨迹凹的一侧。
3.物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间。
三、曲线运动的条件
例：如图所示，为一空间探测器的示意图，P1,
P2,
P3,P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2
,
P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时，都能向探测器提供恒定推力，但不会使探测器转动.开始时，探测器以沿+x方向的恒定速度V0通过坐标原点O.
（1）单独分别开动P1,P2,P3,P4，探测器将分别做什么运动?
（2）单独开动P2和P4,探测器运动的区域有什么不同？
下图中，能正确描述质点运动到P点时的速度v和加速度a的方向关系的是(　　)
A
一个物体在F1、F2、F3等几个力的共同作用下做匀速直线运动，若突然撤去力F1，则物体
A.必然沿F1的反方向做匀加速直线运动
B.必然沿F1的方向做直线运动
C.不可能继续做直线运动
D.可能做曲线运动
D
四、曲线运动的分类
曲线运动
匀变速曲线运动
变加速曲线运动
①物体所受合外力方向与初速度的方向不在同一直线上
②合外力是恒力
①物体所受合外力方向与初速度的方向不在同一直线上
②合外力是变力（可以是力的大小改变，也可是力的方向改变或者二者同时改变）
例：平抛运动
例：人造地球卫星的运动
下列说法中正确的是(　　)
A．做曲线运动的物体一定具有加速度
B．做曲线运动的物体的加速度一定是变化的
C．物体在恒力的作用下，不可能做曲线运动
D．物体在变力的作用下，只能做曲线运动
例：
A
1．质点在某一平面内沿曲线由P运动到Q，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力．则下列选项中可能正确的是
(　　)
随堂检测
D
2．如图所示，物体在恒力F的作用下沿曲线从A运动到B，这时突然使它所受的力反向，大小不变，即由F变为－F.在此力作用下，关于物体以后的运动情况，下列说法中正确的是(　　)
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．物体可能沿原曲线由B返回到A
随堂检测
C
3．下列说法中正确的是(　　)
A．做曲线运动的物体速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
随堂检测
A
五、运动的合成与分解
1.蜡块的运动轨迹是直线还是曲线？
2.蜡块的速度会变化吗？
蜡块的位置
蜡块的速度
蜡块的运动轨迹
轨迹是直线
匀速直线运动
速度不变
五、运动的合成与分解
1.合运动与分运动
合运动是物体的实际运动，一个运动可以看成是同时参与了几个运动，这几个运动就是物体实际运动的分运动。
2.合运动与分运动的关系
（2）独立性
各分运动互相独立、互不影响
（3）等时性
各分运动与合运动总是同时开始、同时结束
（1）等效性
各分运动与合运动的关系是等效替代
（4）同体性
各分运动与合运动是同一物体参与的
（5）矢量性
各分运动与合运动的位移、速度、加速度之间均可进行矢量运算
五、运动的合成与分解
3.
运动的合成与分解
由几个分运动求合运动的过程，叫做运动的合成。
已知合运动求它的几个分运动的过程，叫做运动的分解。
五、运动的合成与分解
4.
两个互成角度的直线运动的合运动
方法：根据合加速度方向（或合外力方向）与合初速度方向的关系判断
分运动
合运动
两个匀速直线运动
匀速直线运动
一个匀速直线运动，一个匀变速直线运动
匀变速曲线运动
两个初速度为零的匀加速直线运动
匀加速直线运动
两个初速度不为零的匀变速直线运动
V0合与a合共线：匀变速直线运动
V0合与a合不共线：匀变速曲线运动
例：如图所示，红蜡块能在玻璃管的水中匀速上升.若红蜡块在A点匀速上升的同时，使玻璃管水平向右做匀加速直线运动，则红蜡块实际运动的轨迹是图中的（???
）
A.直线P?????????????????????B.曲线Q
C.曲线R?????????????????????D.无法确定
B
例：如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度(　　)
A．大小和方向均不变????????
B．大小不变，方向改变
C．大小改变，方向不变?????
D．大小和方向均改变
A
例：在一光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t=0时刻起，由坐标原点O（0，0）开始运动，其沿x轴和y轴方向运动的速度-时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是（　　）
A.
前2s内物体沿x轴做匀速直线运动
B.
后2s内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y轴方向
C.
4s末物体坐标为（4m，4m）
D.
4s末物体坐标为（6m，2m）
D
六、小船渡河
已知某船在静水中的速度为v1，先让船渡过某条河，假设这条河的两岸平行，河宽为d，水流速度为v2，方向与河岸平行。
（1）欲使船以最短时间渡河，船发生的位移为多大？
（2）欲使船以最小位移渡河，渡河所用的时间为多少？
V2
V1
V
例：一条河宽为L=900m，水的流速为v=50m/s，并在下游形成壮观的瀑布，一艘游艇从距离瀑布水平距离为l=1200m的上游渡河，为了不被冲进瀑布，游艇应如何航行速度最小，最小值为多少？此时游艇在河中航行的时间为多少？
例：一条船要在最短时间内渡过宽为100m的河，已知河水的流速v1与船离河岸的距离x变化的关系如图甲所示，船在静水中的速度v2与时间t的关系如图乙所示，则以下判断中正确的是（
）
A．船渡河的最短时间25?s
B．船运动的轨迹可能是一条直线
C．船在河水中的最大速度是5?m/s
D．船在河水中航行的加速度大小是0.4m/s2
D
七、“关联速度”问题
【题目】如图，河中一小船，一条绳一端连着小船，另一端跨过岸边的滑轮以v0水平向右运动.当绳与水平方向成
角时，则船的速度v为（
）.
B
如图所示，人通过跨过光滑定滑轮的轻绳拖动重物，人以速度v向右匀速运动，当绳与水平方向的夹角为
角时，物块上升的速度是多少.
七、“关联速度”问题
例：如图所示，一个长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动，当AB杆和墙的夹角为θ时，杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1,B端沿地面的速度大小为v2.则v1、v2的关系是（???
）
A.v1=v2?
????
B.v1=v2cosθ
C.v1=v2tanθ??
D.v1=v2sinθ
七、“关联速度”问题
C
例：如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用一支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度v匀速移动，运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线始终保持竖直，则在铅笔未碰到橡皮前，橡皮的运动情况正确的是（　　）
A．橡皮在水平方向上作匀速运动
B．橡皮在竖直方向上作加速运动
C．橡皮的运动轨迹是一条曲线
D．橡皮在图示位置时的速度大小为
ABC