5.1曲线运动—人教版高中物理必修二课件29张PPT
文档属性
| 名称 | 5.1曲线运动—人教版高中物理必修二课件29张PPT |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 73.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-02-05 21:25:11 | ||
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文档简介
5.1 曲线运动
人教版 高中物理必修二
第五章曲线运动
一、曲线运动
曲线运动：运动轨迹是曲线的运动
思考：直线运动物体速度的方向与运动轨迹一致。物体做曲线运动时，运动方向又是怎样的呢？
一、曲线运动
『想一想』奥运会链球比赛时，运动员将链球扔出去时：
①丢出的链球在空中做什么运动？
②链球在空中运动的速度在不同时刻有什么特点？曲线动
一定是变速运动吗？
③扔链球时松手的时刻不同，链球飞出去的方向相同吗?
这说明了什么?
曲线运动；速度方向时刻发生变化；曲线运动一定是变速运动。
一、曲线运动
位移:表示物体(质点)的位置变化。
定义：由初位置到末位置的有向线段。
如何描述运动轨迹是曲线的物体位置变化？
直线坐标系
平面直角坐标系
化曲为直
曲线运动的位移
一、曲线运动
▲观察与思考
砂轮打磨下来的火星 （炽热颗粒）、自行车顺带起泥水 ，它们沿着什么方向运动？曲线运动的运动方向向何处？
曲线运动的速度
一、曲线运动
曲线运动的速度：学生探究实验——陀螺滴水
一、曲线运动
【结论】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）的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
极限思想
理论推导
曲线运动的速度
一、曲线运动
①运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。
②动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。
曲线运动的性质
总结：曲线运动的速度方向时刻在变化，速度是矢量，所以曲线运动的速度时刻在变化，曲线运动一定是变速运动，一定具有加速度；曲线运动受到的合外力一定不等于零。
曲线运动的分类：
①加速度恒定时（a的大小和方向都不变），为匀变速曲线运动，比如平抛运动。
②加速度变化时（a的大小或方向变化），为非匀变速曲线运动，比如天体运动、匀速圆周运动。
1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化
B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度
C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度
D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
2.关于曲线运动速度的方向，下列说法中正确的是 ( )
A．在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变
B．质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直
C．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向
D．曲线运动中速度方向是不断改变的，但速度的大小保持不变
B
C
一、曲线运动
①曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动；
②物体的合外力为恒力时，它一定做匀变速运动，但可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动。
③物理学中所讲的“切线方向”和数学中所讲的“切线方向”是不同的。数学中曲线上某点的切线方向有两个，而物理学中物体运动轨迹
上某点的切线方向只有一个。如下图，若质点沿曲线
从A运动到B，则质点在a点的速度方向（切线方向）
为VB的方向，若从B运动到A，则质点在a点的速度方
向（切线方向）为VA的方向。
注意事项：
二、物体做曲线运动的条件
一、物体做曲线运动的条件
如图所示，桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动；人造卫星绕地球运行，在地球引力作用下做曲线运动。
请思考：小球做曲线运动时，受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有什么关系？
1．物体做曲线运动的条件
①动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上。
②运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上。
二、物体做曲线运动的条件
2．无力不拐弯，拐弯必有力
曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的内侧。(如图所示，水平抛出的物体的受力方向和速度方向)
3．物体的受力与运动性质
二、物体做曲线运动的条件
一辆汽车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到汽车沿曲线由M向N行驶。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是( )
C
1、曲线运动的轨迹特点 轨迹在速度方向和合力（加速度）方向之间，且向合力
（加速度）方向一侧弯曲，即合力指向轨迹的凹侧。
2、合力的效果：合力沿切线方向的分力F2改变速度的大
小，沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速度大小将增大（加速曲线运动）。 ②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速度大小将减小（减速曲线运动）。 ③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速度大小不变。（举例：匀速圆周运动）
三、运动的合成与分解
运动描述的实例
(1)蜡块的位置：如图所示，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为____，玻璃管向右匀速移动的速度设为____。从蜡块开始运动的时刻计时，在时刻t，蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示x＝____，y＝____。
三、运动的合成与分解
(2)蜡块的速度大小v＝ ，速度的方向满足tan θ＝ 。 (3)蜡块的运动轨迹：y＝ ，是一条 。
运动描述的实例
三、运动的合成与分解
蜡块的速度
蜡块的位移
三、运动的合成与分解
1.基本概念：
①合运动：具体问题中，物体实际所作的运动；
②分运动：为了研究运动（尤其是曲线运动），对实际运动在不同方向进行矢量分解，得到的运动（物体同时参与合成的运动）；
③运动的合成：由分运动求合运动的过程；
④运动的分解：由合运动求分运动的过程；
⑤合运动的位移叫合位移，合运动的速度叫合速度；
⑥分运动的位移叫分位移，分运动的速度叫分速度。
三、运动的合成与分解
2.合运动与分运动的关系：合运动与分运动是等效替代关系，且具有①等时性——合运动和分运动经历的时间相等；②独立性——各分运动独立进行，互不影响；③等效性——各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效；④同一性——各分运动与实际合运动是同一物体发生的。
3.加速度、速度和位移都是矢量，其合成和分解都遵守平行四边形法则
三、运动的合成与分解
4.合运动与性质判断：
三、运动的合成与分解
5.两个互成角度的直线运动的合运动
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}两个互成角度的分运动
合运动的性质
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
如果v0合与a合共线，为匀变速直线运动
如果v0合与a合不共线，为匀变速曲线运动
三、运动的合成与分解
6.两个相互垂直的分运动的合成方法
如果两个分运动都是直线运动，且互成角度为90°，其分位移分别为x1、x2，分速度分别为v1、 v2，分加速度分别为a1、a2，则其合位移x、合速度v和合加速度a，可以运用解直角三角形的方法求得，如图所示：
1.下列说法正确的是（ ）
A. 两匀速直线运动合运动的轨迹必是直线
B. 两匀变速直线运动合运动的轨迹必是直线
C. 一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动轨迹是曲线
D. 几个初速度为零的匀变速直线运动的合运动的轨迹是直线
2.质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将 F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做( )
A. 加速度大小为F3/m的匀变速直线
B. 加速度大小为 F3/m的匀变速直线运动
C. 加速度大小为 F3/m 的匀变速曲线运动
D. 匀速直线运动
AD
BC
[特别提醒]
判断物体做直线运动还是曲线运动时，关键是看物体所受合力或加速度的方向与速度方向的关系：若两方向共线就是直线运动，不共线就是曲线运动。物体的合力是否为恒力并不是判断运动轨迹的依据。
①看有无合力。
②看合力与速度方向之间的夹角：若夹角不是0°、180°，物体将做曲线运动。
如图所示，曲线为质点运动的轨迹，在通过位置 P 时速度、加速度及 P 附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是 ( )
如图所示，物体在恒力的作用下沿从 A 曲线运动到 B，此时突然使力反向，物体的运动情况是 ( )
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 B 返回 A
BD
C
飞机在航行测量时，它的航线要严格地从东到西，如果飞机的飞行速度(即飞机不受风力影响下的自由航行速度)是80 km/h，风从南面吹来，风的速度为40 km/h，那么：(1)飞机应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达 km，则测量所需的时间是多少?
课后作业：
完成第五章第一节相关练习
预习“小船渡河问题”相关知识
人教版 高中物理必修二
第五章曲线运动
一、曲线运动
曲线运动：运动轨迹是曲线的运动
思考：直线运动物体速度的方向与运动轨迹一致。物体做曲线运动时，运动方向又是怎样的呢？
一、曲线运动
『想一想』奥运会链球比赛时，运动员将链球扔出去时：
①丢出的链球在空中做什么运动？
②链球在空中运动的速度在不同时刻有什么特点？曲线动
一定是变速运动吗？
③扔链球时松手的时刻不同，链球飞出去的方向相同吗?
这说明了什么?
曲线运动；速度方向时刻发生变化；曲线运动一定是变速运动。
一、曲线运动
位移:表示物体(质点)的位置变化。
定义：由初位置到末位置的有向线段。
如何描述运动轨迹是曲线的物体位置变化？
直线坐标系
平面直角坐标系
化曲为直
曲线运动的位移
一、曲线运动
▲观察与思考
砂轮打磨下来的火星 （炽热颗粒）、自行车顺带起泥水 ，它们沿着什么方向运动？曲线运动的运动方向向何处？
曲线运动的速度
一、曲线运动
曲线运动的速度：学生探究实验——陀螺滴水
一、曲线运动
【结论】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）的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。
极限思想
理论推导
曲线运动的速度
一、曲线运动
①运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。
②动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。
曲线运动的性质
总结：曲线运动的速度方向时刻在变化，速度是矢量，所以曲线运动的速度时刻在变化，曲线运动一定是变速运动，一定具有加速度；曲线运动受到的合外力一定不等于零。
曲线运动的分类：
①加速度恒定时（a的大小和方向都不变），为匀变速曲线运动，比如平抛运动。
②加速度变化时（a的大小或方向变化），为非匀变速曲线运动，比如天体运动、匀速圆周运动。
1.关于曲线运动，下列说法正确的是（ ）
A．曲线运动的速度一定变化，加速度也一定变化
B．曲线运动的速度一定变化，做曲线运动的物体一定有加速度
C．曲线运动的速度大小可以不变，所以做曲线运动的物体不一定有加速度
D．在恒力作用下，物体不可能做曲线运动
2.关于曲线运动速度的方向，下列说法中正确的是 ( )
A．在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变
B．质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直
C．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向
D．曲线运动中速度方向是不断改变的，但速度的大小保持不变
B
C
一、曲线运动
①曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动；
②物体的合外力为恒力时，它一定做匀变速运动，但可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动。
③物理学中所讲的“切线方向”和数学中所讲的“切线方向”是不同的。数学中曲线上某点的切线方向有两个，而物理学中物体运动轨迹
上某点的切线方向只有一个。如下图，若质点沿曲线
从A运动到B，则质点在a点的速度方向（切线方向）
为VB的方向，若从B运动到A，则质点在a点的速度方
向（切线方向）为VA的方向。
注意事项：
二、物体做曲线运动的条件
一、物体做曲线运动的条件
如图所示，桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动；人造卫星绕地球运行，在地球引力作用下做曲线运动。
请思考：小球做曲线运动时，受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有什么关系？
1．物体做曲线运动的条件
①动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上。
②运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上。
二、物体做曲线运动的条件
2．无力不拐弯，拐弯必有力
曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的内侧。(如图所示，水平抛出的物体的受力方向和速度方向)
3．物体的受力与运动性质
二、物体做曲线运动的条件
一辆汽车在水平公路上减速转弯，从俯视图中可以看到汽车沿曲线由M向N行驶。下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是( )
C
1、曲线运动的轨迹特点 轨迹在速度方向和合力（加速度）方向之间，且向合力
（加速度）方向一侧弯曲，即合力指向轨迹的凹侧。
2、合力的效果：合力沿切线方向的分力F2改变速度的大
小，沿径向的分力F1改变速度的方向。
①当合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速度大小将增大（加速曲线运动）。 ②当合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速度大小将减小（减速曲线运动）。 ③当合力方向与速度方向垂直时，物体的速度大小不变。（举例：匀速圆周运动）
三、运动的合成与分解
运动描述的实例
(1)蜡块的位置：如图所示，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为____，玻璃管向右匀速移动的速度设为____。从蜡块开始运动的时刻计时，在时刻t，蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示x＝____，y＝____。
三、运动的合成与分解
(2)蜡块的速度大小v＝ ，速度的方向满足tan θ＝ 。 (3)蜡块的运动轨迹：y＝ ，是一条 。
运动描述的实例
三、运动的合成与分解
蜡块的速度
蜡块的位移
三、运动的合成与分解
1.基本概念：
①合运动：具体问题中，物体实际所作的运动；
②分运动：为了研究运动（尤其是曲线运动），对实际运动在不同方向进行矢量分解，得到的运动（物体同时参与合成的运动）；
③运动的合成：由分运动求合运动的过程；
④运动的分解：由合运动求分运动的过程；
⑤合运动的位移叫合位移，合运动的速度叫合速度；
⑥分运动的位移叫分位移，分运动的速度叫分速度。
三、运动的合成与分解
2.合运动与分运动的关系：合运动与分运动是等效替代关系，且具有①等时性——合运动和分运动经历的时间相等；②独立性——各分运动独立进行，互不影响；③等效性——各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效；④同一性——各分运动与实际合运动是同一物体发生的。
3.加速度、速度和位移都是矢量，其合成和分解都遵守平行四边形法则
三、运动的合成与分解
4.合运动与性质判断：
三、运动的合成与分解
5.两个互成角度的直线运动的合运动
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}两个互成角度的分运动
合运动的性质
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
如果v0合与a合共线，为匀变速直线运动
如果v0合与a合不共线，为匀变速曲线运动
三、运动的合成与分解
6.两个相互垂直的分运动的合成方法
如果两个分运动都是直线运动，且互成角度为90°，其分位移分别为x1、x2，分速度分别为v1、 v2，分加速度分别为a1、a2，则其合位移x、合速度v和合加速度a，可以运用解直角三角形的方法求得，如图所示：
1.下列说法正确的是（ ）
A. 两匀速直线运动合运动的轨迹必是直线
B. 两匀变速直线运动合运动的轨迹必是直线
C. 一个匀变速直线运动和一个匀速直线运动的合运动轨迹是曲线
D. 几个初速度为零的匀变速直线运动的合运动的轨迹是直线
2.质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将 F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做( )
A. 加速度大小为F3/m的匀变速直线
B. 加速度大小为 F3/m的匀变速直线运动
C. 加速度大小为 F3/m 的匀变速曲线运动
D. 匀速直线运动
AD
BC
[特别提醒]
判断物体做直线运动还是曲线运动时，关键是看物体所受合力或加速度的方向与速度方向的关系：若两方向共线就是直线运动，不共线就是曲线运动。物体的合力是否为恒力并不是判断运动轨迹的依据。
①看有无合力。
②看合力与速度方向之间的夹角：若夹角不是0°、180°，物体将做曲线运动。
如图所示，曲线为质点运动的轨迹，在通过位置 P 时速度、加速度及 P 附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是 ( )
如图所示，物体在恒力的作用下沿从 A 曲线运动到 B，此时突然使力反向，物体的运动情况是 ( )
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 B 返回 A
BD
C
飞机在航行测量时，它的航线要严格地从东到西，如果飞机的飞行速度(即飞机不受风力影响下的自由航行速度)是80 km/h，风从南面吹来，风的速度为40 km/h，那么：(1)飞机应朝哪个方向飞行?
(2)如果所测地区长达 km，则测量所需的时间是多少?
课后作业：
完成第五章第一节相关练习
预习“小船渡河问题”相关知识