人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动教学课件ppt
展开1.了解什么是曲线运动。2.通过实验确定曲线运动速度的方向,知道曲线运动是变速运动。3.知道物体做曲线运动的条件,并能用于分析曲线运动的一些实例。
一、曲线运动的速度方向1.曲线运动。轨迹是 曲线 的运动。 2.切线。过曲线上的A、B两点作直线,这条直线叫作曲线的 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 。
3.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。 4.运动性质。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。 微判断1 1.曲线运动的速度方向可能不变。( )2.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。( )3.曲线运动一定是变速运动。( )
微训练1 如图所示的曲线为运动员抛出铅球的运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点,铅球先后经过A、B、C三点,关于铅球在B点的速度方向,说法正确的是( )A.为AB的方向B.为BC的方向C.为BD的方向D.为BE的方向答案:C解析:做曲线运动的物体速度方向沿轨迹切线方向,故铅球在B点的速度方向沿BD的方向,选项C正确。
二、物体做曲线运动的条件1.动力学角度: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。 2.运动学角度:当物体的加速度方向与它的速度方向 不在同一直线上 时,物体做曲线运动。 微判断2 1.物体做曲线运动时,合力一定是变力。( )2.物体做曲线运动时,合力一定不为零。( )3.物体做曲线运动时,加速度一定不为零。( )
微训练2 汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶。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( )答案:D解析:A项中力的方向与速度方向相同,B项中力的方向与速度方向相反,这两种情况下汽车会做直线运动,选项A、B错误;物体做曲线运动时,合力的方向指向运动轨迹的内侧,选项C错误,D正确。
一 曲线运动的速度方向
重难归纳1.曲线运动的速度方向:质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线上这一点的切线方向。
2.曲线运动是变速运动。(1)速度是矢量,它既有大小,又有方向。不论速度的大小是否改变,只要速度的方向发生改变,就表示速度发生了变化,也就具有了加速度。(2)在曲线运动中,速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
探讨1:当乘客到达最高点时,乘客在这一时刻的速度沿什么方向?提示:沿水平方向。探讨2:当摩天轮匀速转动时,乘客的速度是否发生变化?提示:乘客做曲线运动,速度方向不断变化,速度一定发生变化。
典例剖析如图所示,物体沿曲线由a点运动至b点,关于物体在ab段的运动,下列说法正确的是( )A.物体的速度可能不变B.物体的速度不可能均匀变化C.物体在a点的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定小于路程答案:D
解析:做曲线运动的物体的速度方向时刻改变,即使速度大小不变,速度方向也在不断发生变化,选项A错误;做曲线运动的物体必定受到力的作用,当物体所受到的合力为恒力时,物体的加速度恒定,速度均匀变化,选项B错误;物体在a点的速度方向沿a点的切线方向,选项C错误;做曲线运动的物体的位移大小必小于路程,选项D正确。
误区警示 有关曲线运动性质的三点提醒:(1)物体做曲线运动,速度方向一定时刻在变化,速度大小不一定改变。(2)做曲线运动的物体可能受恒力,也可能受变力。加速度方向可能变化,也可能不变。(3)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。
学以致用一质点从a点运动到d点的轨迹如图所示,其中速度方向正确的位置是( )A.d点B.c点C.b点D.a点答案:C解析:做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故速度方向正确的位置是b点,选项C正确。
二 物体做曲线运动的条件
重难归纳1.物体做曲线运动的条件。(1)从动力学的角度看:物体所受合力的方向与速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动,这包含三个方面的内容:①速度不为零;②合力不为零;③合力与速度方向不共线。
(2)从运动学的角度看:物体的加速度方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
2.物体的运动与合力的关系。(1)物体运动时其轨迹总偏向合力所指的一侧,或者说合力总指向运动轨迹的凹侧。(2)如图所示,设合力F与物体速度v间的夹角为θ,则物体的运动轨迹和速率变化情况与θ的关系如下表所示。
提示:(1)铅球做曲线运动。(2)曲线运动中物体在某位置处的速度方向沿曲线上这一点的切线方向,如图甲所示;在运动过程中,物体只受重力,方向竖直向下,所以加速度竖直向下,如图乙所示。(3)铅球的运动方向与所受重力方向不在同一直线上。
典例剖析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、加速度和受到的合力。则下列选项可能正确的是( )答案:D解析:质点做曲线运动时,质点在某点的速度方向是曲线上该点的切线方向,选项A错误;质点所受合力和加速度的方向指向运动轨迹的凹侧,选项B、C错误,D正确。
规律总结 物体做曲线运动的轨迹特点:(1)物体的运动轨迹由初速度、合力两个因素决定,曲线运动的轨迹始终处在速度方向与合力方向构成的夹角之间且与速度方向相切。(2)物体在恒力作用下做曲线运动时,物体的运动轨迹越来越接近该恒力的方向,但不会与该恒力的方向相同。
学以致用下图为一质点在恒力F作用下在xOy平面上从O点运动到B点的运动轨迹,且在A点时的速度vA与x轴平行,则恒力F的方向可能是( )A.沿x轴正方向B.沿x轴负方向C.沿y轴正方向D.沿y轴负方向答案:D
解析:根据做曲线运动的物体所受合力指向曲线内侧的特点,质点在O点受力方向可能沿x轴正方向或y轴负方向,而在A点速度方向沿x轴正方向,可以推知恒力方向不能沿x轴正方向,但可以沿y轴负方向,选项D正确。
1.(多选)关于曲线运动的速度,下列说法正确的是( )A.速度的大小与方向都在时刻变化B.速度的大小不断发生变化,速度的方向不一定发生变化C.速度的方向不断发生变化,速度的大小不一定发生变化D.质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向答案:CD解析:做曲线运动的物体,速度的大小可以不发生变化,但速度的方向一定会发生变化,选项A、B错误,C正确;质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向,选项D正确。
2.如图所示,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是( )A.v1D.v4答案:C解析:依据曲线运动特征可知,物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向。所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3,故选项C正确。
3.关于物体的运动,下列说法正确的是( )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.物体在变力作用下的运动一定是曲线运动D.运动物体的加速度大小、速度大小都不变的运动一定是直线运动答案:A
解析:做曲线运动的物体速度方向时刻在变化,即速度不断变化,选项A正确;变速运动还包括速度方向不变、速度大小改变的变速直线运动,选项B错误;如果变力的方向始终与速度方向共线,那么物体做的是变速直线运动,所以选项C错误;如果运动物体的加速度大小、速度大小都不变,但速度方向不断发生改变,那么物体做的是曲线运动,故选项D错误。
4.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁体放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹。磁体放在位置A时,小钢珠的运动轨迹是 (填轨迹字母代号);磁体放在位置B时,小钢珠的运动轨迹是 (填轨迹字母代号)。实验表明,当物体所受合力的方向跟它的速度方向 (选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动。
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