高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动1 曲线运动课前预习课件ppt
展开准备一块糖,现在将糖竖直向上抛出,你观察到的糖的运动轨迹是怎样的呢?
实验1:竖直向上将糖抛出
实验2:斜抛出糖果现在再来抛一次糖,沿水平方向,要注意观察糖的运动轨迹发生了怎样的变化?
可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线了,糖在空中划过了一道优美的曲线.
今天咱们就来研究这种不同于直线运动的运动形式——曲线运动
观看以下图片,尝试按照运动轨迹对物体运动情况进行分类.
汽车在平直的公路上行驶
火车在平直的轨道上行驶
我们按照物体的运动轨迹可将物体的运动分为两类:
①运动轨迹是直线的称为直线运动.
②运动轨迹是曲线的称为曲线运动.
关于直线运动,你还记得呢些规律?关于曲线运动,你又知道多少?
一、曲线运动及其速度的方向1、曲线运动:轨迹是曲线的运动叫做曲线运动.
思考:曲线运动和直线运动相比,除运动轨迹不同,还有什么不同?你能举例说明吗?
2、曲线运动的速度方向
除运动轨迹不同,还有曲线运动的速度方向在不断变化.例如运动员掷链球时的运动.
运动员掷链球时,链球在手的牵引下做曲线运动,一旦运动员放手,链球即刻飞出.放手的时刻不同,链球飞出的方向也不一样.可见,做曲线运动的物体,速度的方向在不断变化.
下面我们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
1、实验器材白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球.
(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.
(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?
白纸上的印迹与轨道(曲线)相切.
知识拓展:数学概念——曲线的切线
在初中数学里我们已经知道了圆的切线.对于其他曲线,切线指的是什么?
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.
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.
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.
3、实验结论曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向.
火星飞出的方向为砂轮边缘上接触点的切线方向.
结论:质点在某一点(或某一时刻)速度方向,沿曲线在这一点的切线方向.
思考:请同学们结合已有知识来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动?
速度是矢量,既有大小,又有方向.由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动.
练习1:质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C 三点的速度方向.
1.曲线运动的速度方向 质点在某一点(或某一时刻)速度方向,沿曲线在这一点的切线方向.
做一做,想一想:找出以下运动轨迹上A、B、C三点的运动方向,思考运动方向是否一样,你能得出什么结论?
结论:曲线运动上每一点运动方向都不一样!
练习2:(多选)下列说法正确的是( )A、做曲线运动物体的速度方向必定变化B、速度变化的运动必定是曲线运动C、曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向,就是曲线上这一点的切线方向D、物体做曲线运动,速度大小必定变化
注意事项:(1)变速运动指速度变化的运动.速度的变化有:速度大小变化、速度方向变化、速度大小和方向都变化.在物体运动的过程中,即使速度大小不变,但方向变化,仍为曲线运动.(2)做曲线运动的物体,不管速度大小是否变化,只要其方向变化,速度就会发生变化,因此曲线运动必定是变速运动.(3)作直线运动的物体,如果速度方向不变,其大小变化,也称为变速运动.
思考与讨论:物体如果不受力,将静止或做匀速直线运动.那么,你认为物体在什么条件下做曲线运动呢?
物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为0,因此,物体所受的合力一定不为0.但如果物体所受的合力方向与物体运动的方向在一条直线上时,物体会做变速直线运动.那么,物体受什么样的力才会做曲线运动呢?
二、物体做曲线运动的条件
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旁边放一块磁铁观察钢球的运动.
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.
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.
2、做曲线运动的物体,所受合力的方向总是与速度方向不共线且指向曲线的凹侧.
F(或a)跟v在一条直线上
F(或a)跟v不在一条直线上
3、直线运动和曲线运动以及匀变速和变加速运动的判定
判断直线还是曲线运动关键看a与v是否同一直线;判断匀变速还是变加速关键看a是否恒定.
用飞镖显示曲线运动的速度方向
取一根稍长的细杆,一端固定一枚铁钉,另一端用羽毛或纸片做成尾翼,这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”.
在空旷地带把飞镖抛出,飞镖在空中各点的指向就是它在该点的速度方向.飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向.改变飞镖的投射角,观察它在飞行过程中直到插入泥土时的速度方向.
1.物体受恒力作用,合力与速度成锐角,则物体做_______运动(选填“直线“或“曲线”),速率将_______ (选填“增大”或“减小”).2.当物体所受__________的方向与它的_______方向不在同一直线上时,物体做曲线运动.
3、一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )A、速度一定在不断地改变,加速度也一定不断地改变B、速度方向一定不断地改变,加速度可以不变 C、速度大小可以不变,加速度一定不断地改变D、速度可以不变,加速度也可以不变
4、下列有关曲线运动的说法中,正确的是( )A、曲线运动是一种变速运动;B、做曲线运动的物体合外力一定不为零;C、做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的;D、曲线运动不可能是一种匀变速运动.
1、物体受几个恒力作用恰做匀速直线运动,如果突然撤去其中的一个力F2,则它可能做( )A、匀速直线运动 B、匀加速直线运动C、匀减速直线运动 D、匀变速曲线运动
2、如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A点运动到B点,这时突然使它所受的力反向,但大小不变,即由F变为-F,在此力的作用下,关于物体以后的运动情况,下列说法中正确的是( )A.物体不可能沿曲线Ba运动 B.物体不可能沿直线Bb运动 C.物体不可能沿曲线Bc运动 D.物体不可能沿原曲线BA返回
1、曲线运动:轨迹是曲线的运动叫做曲线运动.2、曲线运动的速度方向: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(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.
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