人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动教学ppt课件

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一、曲线运动的速度方向
想一想如图所示为长袖舞演员表演长袖舞,演员长长的袖子在空中摇摆,形成美丽的弧线,袖子上某点的速度方向与该点的切线方向是否相同?
质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。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。
二、物体做曲线运动的条件1.合力的特点: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 。2.曲线运动的条件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。
1.正误辨析,判断结果为错误的小题说明原因。(1)曲线运动的速度方向可能不变。(　　)答案 ×解析 曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,所以速度方向不可能不变。(2)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。(　　)答案 √
(3)物体的速度不断改变,它一定做曲线运动。(　　)答案 ×解析 物体速度不断改变,也可能做直线运动。例如匀加速直线运动、匀减速直线运动。(4)做曲线运动的物体,速度与合力不可能在同一条直线上。(　　)答案 √
(5)物体受恒力作用不可能做曲线运动。(　　)答案 ×解析 只要力与速度不在同一直线上物体就做曲线运动,不管是恒力还是变力。
2.(2021山东安丘合格考模拟)老鹰在天空中飞翔,图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹,关于老鹰在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是(　　)
答案 B解析 据轨迹总是夹在速度和合力之间和轨迹切线方向为速度方向知只有B正确。
3.如图所示,汽车在一段弯曲的水平路面上匀速行驶,下列关于该汽车在水平方向上受到的作用力方向的示意图,可能正确的是(图中F为汽车受的合力,Ff为汽车行驶时所受的阻力)(　　)
答案 C解析 汽车行驶时所受阻力Ff总与该时刻它的速度方向相反,故选项D错误。做曲线运动物体所受合力的方向不仅与其速度方向成一角度,而且总是指向轨迹曲线的内侧,故选项A、B错误,选项C正确。
下面两幅图片分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。请思考:(1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向?(2)它们运动过程中的速度恒定吗?
要点提示 (1)某一位置的速度方向为这一位置轨迹的切线方向。(2)它们做曲线运动时速度大小或许不变,速度方向时刻发生改变,故其速度不恒定。
1.曲线运动的速度(1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处的切线方向一致,故其速度的方向时刻改变。(2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但速度的大小不一定变化。
2.曲线运动的性质及分类(1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动一定是变速运动。(2)分类
画龙点睛 曲线运动是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。
例1下列说法正确的是(　　)A.做曲线运动的物体速度方向一定发生变化B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动C.速度变化的运动一定是曲线运动D.加速度变化的运动一定是曲线运动
答案 A解析 做曲线运动的物体的速度方向时刻发生变化,故A正确;速度方向发生变化不是判断物体做曲线运动的条件,而是曲线运动的特点,如物体在弹簧作用下的往返运动,物体速度方向改变,但做直线运动,故B错误;速度是矢量,速度的变化包括大小和方向的变化,如匀变速直线运动,物体速度大小发生变化,但不是曲线运动,故C错误;做直线运动的物体加速度也可以变化,如变加速直线运动,故D错误。
规律方法 1.曲线运动是变速运动,速度方向一定变化,但速度大小不一定变化。2.曲线运动是变速运动,一定有加速度,但加速度不一定变化,即可以是匀变速曲线运动,也可以是变加速曲线运动。
变式训练1假如在弯道上高速行驶的赛车,后轮突然脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是(　　)A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时车轮前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能
答案 C解析 赛车沿弯道行驶,任一时刻车轮的速度方向都是运动轨迹上对应点的切线方向。脱离赛车的后轮的速度方向就是运动轨迹上脱离点的切线方向。所以C选项正确。
如图所示,一架匀速飞行中的战斗机在某时刻以水平速度释放了一枚炸弹。
(1)炸弹的飞行轨迹是直线还是曲线?其初始速度方向与所受的重力方向在一条直线上吗?(2)炸弹飞行过程中,其轨迹与受到的重力方向有什么关系?
要点提示 (1)炸弹的飞行轨迹为曲线,其初速度方向与所受的重力方向不在一条直线上。(2)炸弹做曲线运动时,其轨迹朝向其所受重力方向弯曲。
1.物体做曲线运动的条件(1)动力学条件:合力方向与速度方向不共线。这包含三个层次的内容:①初速度不为零;②合力不为零;③合力方向与速度方向不共线。(2)运动学条件:加速度方向与速度方向不共线。
2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系做曲线运动的物体的运动轨迹与速度方向相切,并向合力方向弯曲,夹在速度方向与合力方向之间。(如图所示)
3.合力与速率变化的关系(1)从力的作用效果理解曲线运动的条件当物体受到的合力的方向跟物体的速度方向不在同一条直线上,而是成一定角度时,合力产生的加速度方向跟速度方向也成一定角度。把加速度分解到沿速度方向和垂直于速度方向,如图甲、乙所示。
与速度方向在同一条直线上的加速度a1,使速度v增大(a1与v同向)或减小(a1与v反向);沿垂直速度方向的加速度a2,使速度v的方向改变。所以物体做曲线运动时,a2一定不等于0,合加速度与速度一定不共线。
4.物体的受力与运动性质
例22021年5月15日,中国首个火星车祝融号成功穿越火星大气层,着陆于火星的乌托邦平原南部。火星车经过气动减速、伞系减速、动力减速、悬停避障、缓冲着陆等几个阶段实现软着陆,其中动力减速段是通过发动机喷气获得动力。其减速着陆的轨迹如图所示,其中ab段为主减速段,假设ab段轨迹为倾斜直线,则在ab段发动机喷气的方向可能是(　　)A.v1方向B.v2方向C.v3方向D.v4方向
解析 祝融号火星车的主减速段的轨迹几乎是一条倾斜的直线,火星车做减速运动,所以受到的合力与运动方向相反,因受重力的方向竖直向下,由受力分析知,发动机的喷气方向为v3方向,故C正确。
变式训练2如图所示,高速摄像机记录了一名擅长飞牌的魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的轨迹,则图中扑克牌所受合力F与速度v关系正确的是(　　)
答案 A解析 做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,而受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由此可以判断B、C、D错误,A正确。
规律方法 如何确定曲线运动的轨迹
1.(多选)物体做曲线运动时,其加速度(　　)A.一定不等于零B.可能不变C.一定改变 D.一定不变答案 AB解析 物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上,故合力肯定不为零,其加速度必定不为零,A正确。合力可能是恒力,也可能是变力,B正确,C、D错误。
2.一个质点做曲线运动,它的轨迹由上到下(如图曲线),关于质点通过轨迹上某点时的速度v的方向和加速度a的方向,下图可能正确的是(　　)
答案 B解析 质点的速度方向应沿轨迹的切线方向,加速度方向即合力方向应指向轨迹弯曲的内侧,选项B正确。