2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動 1 曲線運(yùn)動課件 新人教版必修2.ppt
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1、1 曲線運(yùn)動,,1.知道曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動,它在某點(diǎn)的瞬時速度方向在曲線這一點(diǎn)的切線上. 2.理解物體做曲線運(yùn)動的條件——物體所受合外力與初速度不在同一直線上.,教學(xué)目標(biāo),,,【重點(diǎn)】 曲線運(yùn)動的速度方向;物體做曲線運(yùn)動的條件. 【難點(diǎn)】 物體做曲線運(yùn)動的條件.,重點(diǎn)難點(diǎn),,,本節(jié)主要內(nèi)容是做曲線運(yùn)動物體的速度方向的判定,以及物體做曲線運(yùn)動的條件.曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動,教學(xué)中要突出矢量性的分析教學(xué),讓學(xué)生進(jìn)一步感受矢量的含義. 對于曲線運(yùn)動的教學(xué),教師可以聯(lián)系各種生活實(shí)例以及前面學(xué)習(xí)過的直線運(yùn)動的知識來幫助學(xué)生理解.在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步引入曲線運(yùn)動的方向性問題,首先讓學(xué)生討論如何確定曲線運(yùn)
2、動的方向,教師可以通過點(diǎn)撥引導(dǎo),讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案,進(jìn)而通過實(shí)驗(yàn)找出任意曲線運(yùn)動的速度方向與其運(yùn)動,教學(xué)建議,,,軌跡的關(guān)系,然后教師引導(dǎo)學(xué)生證明這個結(jié)論.對于物體做曲線運(yùn)動的條件,更要從實(shí)際出發(fā),通過大量列舉生活中的實(shí)例,分析、總結(jié)、歸納出結(jié)論,千萬不要想當(dāng)然地直接告訴學(xué)生結(jié)論.教給學(xué)生方法比教給學(xué)生知識重要得多,教師在教學(xué)中一定要突出學(xué)生的主體地位.,教學(xué)建議,,,【導(dǎo)入一】 生活中有很多種運(yùn)動情況,我們學(xué)習(xí)過各種直線運(yùn)動,包括勻速直線運(yùn)動、勻變速直線運(yùn)動(包括自由落體)等,我們知道這幾種運(yùn)動的共同特點(diǎn)是物體運(yùn)動的方向不變.下面我們來欣賞幾組畫面(多媒體播放): 拋出去的標(biāo)槍、宇
3、宙中的星體的運(yùn)動又是一種怎樣的運(yùn)動呢? 演示1.自由釋放一支較小的粉筆頭; 演示2.水平拋出一支相同大小的粉筆頭.,新課導(dǎo)入,,,兩支粉筆頭的運(yùn)動情況有什么不同呢? 學(xué)生交流討論. 結(jié)論:前者是直線運(yùn)動,后者是曲線運(yùn)動. 【導(dǎo)入二】 教師活動:設(shè)問: 物體的運(yùn)動從軌跡的不同可以分為兩大類,是哪兩類?請舉例說明. 學(xué)生活動:積極思考,列舉實(shí)例.學(xué)生代表發(fā)言,其他同學(xué)補(bǔ)充. 教師活動:學(xué)生舉例后,演示課件,增加感性認(rèn)識. 點(diǎn)評:問題比較簡單,可由C層次同學(xué)(提問)答出,增加其學(xué)習(xí)的興趣.,新課導(dǎo)入,,,[結(jié)論]直線、曲線兩種. 教師活動:總結(jié)點(diǎn)評學(xué)生的發(fā)言情況,引出課題. 直線運(yùn)動已經(jīng)學(xué)過,但實(shí)際
4、生活中普遍發(fā)生的卻是曲線運(yùn)動.所以,研究曲線運(yùn)動的特點(diǎn),物體在什么情況下做曲線運(yùn)動等問題將是我們更重要的任務(wù),從本節(jié)課開始我們來研究曲線運(yùn)動.,新課導(dǎo)入,,如圖5-1-1甲所示,以起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建平面直角坐標(biāo)系,當(dāng)物體運(yùn)動到A點(diǎn)時,它相對拋出點(diǎn)的位移是OA,用l表示.則A點(diǎn)的位置坐標(biāo)為(________,________).,曲線運(yùn)動的位移,,知識必備,知識點(diǎn)一,xA,yA,,圖5-1-1,如圖5-1-1乙所示,某一點(diǎn)的速度方向就是沿曲線在這一點(diǎn)的________方向.,曲線運(yùn)動的速度方向,,知識必備,知識點(diǎn)二,切線,當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向__________________時,物
5、體做曲線運(yùn)動.,物體做曲線運(yùn)動的條件,知識點(diǎn)三,不在同一直線上,如圖5-1-2所示,設(shè)蠟塊勻速上升的速度 為vy,蠟塊隨玻璃管水平向右勻速移動的速 度為vx. 蠟塊實(shí)際參與的運(yùn)動叫作________.蠟塊的 運(yùn)動可分解為豎直向上的運(yùn)動和水平向右 的運(yùn)動,這兩個運(yùn)動都叫作________.,運(yùn)動描述的實(shí)例,,知識必備,知識點(diǎn)四,圖5-1-2,合運(yùn)動,分運(yùn)動,[想一想] 曲線運(yùn)動是一種怎樣的運(yùn)動?具備什么條件的物體才能做曲線運(yùn)動?,,學(xué)習(xí)互動,對曲線運(yùn)動性質(zhì)和條件的理解,考點(diǎn)一,,學(xué)習(xí)互動,勻變速直線運(yùn)動,變加速直線運(yùn)動,勻變速曲線運(yùn)動,變加速曲線運(yùn)動,,,學(xué)習(xí)互動,例1 關(guān)于物體做曲線運(yùn)動的條件
6、,以下說法正確的是( ) A.物體受到的合外力不為零,物體一定做曲線運(yùn)動 B.物體受到的力不為恒力,物體一定做曲線運(yùn)動 C.初速度不為零,加速度也不為零,物體一定做曲線運(yùn)動 D.初速度不為零,且受到與初速度方向不在同一條直線上的合外力作用,物體一定做曲線運(yùn)動,[答案] D,[解析] 物體做曲線運(yùn)動的條件是合外力方向與速度方向不在同一條直線上,物體在恒力作用下,可以做勻變速直線運(yùn)動,不一定做曲線運(yùn)動,而在變力作用下,可以做變加速直線運(yùn)動,不一定做曲線運(yùn)動,選項(xiàng)A、B錯誤;豎直上拋運(yùn)動的初速度不為零,加速度也不為零,是直線運(yùn)動,選項(xiàng)C錯誤;只有速度方向與合外力的方向不在一條直線上時,物體才做曲線運(yùn)
7、動,選項(xiàng)D正確.,,,學(xué)習(xí)互動,[點(diǎn)評] 關(guān)于物體做曲線運(yùn)動的條件的理解要注意以下兩點(diǎn): (1)物體受到的合外力方向與其運(yùn)動方向不在一條直線上時,物體做曲線運(yùn)動; (2)根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度方向與其合外力方向相同,因此物體做曲線運(yùn)動的條件還可以表述為:物體的加速度方向與它的運(yùn)動方向不在一條直線上.,,,學(xué)習(xí)互動,例2 (多選)質(zhì)點(diǎn)在F1、F2、F3三個恒力的共同作用下處于平衡狀態(tài),若突然撤去F1,則質(zhì)點(diǎn)( ) A.一定做勻變速運(yùn)動 B.可能做直線運(yùn)動 C.一定做非勻變速運(yùn)動 D.一定做曲線運(yùn)動,[答案] AB,[解析]由題意可知,當(dāng)突然撤去F1時,質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小為F1,方向與F
8、1的方向相反,質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度,加速度恒定的運(yùn)動一定是勻變速運(yùn)動,故A正確,C錯誤.在撤去F1之前,質(zhì)點(diǎn)保持平衡,有兩種可能:一是質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),則撤去F1后,它一定做勻變速直線運(yùn)動;二是質(zhì)點(diǎn)處于勻速直線運(yùn)動狀態(tài),則撤去F1后,質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(條件是F1的方向和速度方向在一條直線上),也可能做曲線運(yùn)動(條件是F1的方向和速度方向不在一條直線上),故B正確,D錯誤.,,,學(xué)習(xí)互動,[點(diǎn)評] 不少同學(xué)往往錯誤地認(rèn)為撤去哪個力,合力就沿哪個力的方向.物體在三個不在同一直線上的力的作用下處于平衡狀態(tài),合力為零,任意兩個力的合力與第三個力是平衡力,大小相等而方向相反,若撤去其中一個
9、力,物體所受合力與該力等大反向.,[想一想] 做曲線運(yùn)動的物體經(jīng)過某個位置時速度、加速度和受到的合外力方向有怎樣的關(guān)系和特點(diǎn)?,,學(xué)習(xí)互動,對曲線運(yùn)動軌跡的分析,考點(diǎn)二,[要點(diǎn)總結(jié)] 1.做曲線運(yùn)動的物體的運(yùn)動軌跡夾在______________與_________________之間. 2.做曲線運(yùn)動的物體所受合外力的方向必指向運(yùn)動軌跡彎曲的________.,速度方向,合外力方向,凹側(cè),,,學(xué)習(xí)互動,例3 (多選)如圖5-1-3所示,物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動到B,突然使它所受的力方向反向而大小不變,即由F變?yōu)椋璅,若BD為曲線AB上B點(diǎn)的切線,則該物體( ) A.不可能沿曲線BE
10、運(yùn)動 B.不可能沿直線BD運(yùn)動 C.不可能沿曲線BC運(yùn)動 D.不可能沿原曲線由B 返回A,[答案] BCD,[解析]當(dāng)物體運(yùn)動到B點(diǎn)時,速度方向?yàn)榍€AB上B點(diǎn)的切線方向即BD方向,此時力F突然變?yōu)椋璅,即受力由指向下方變?yōu)橹赶蛏戏?,物體運(yùn)動的軌跡應(yīng)位于合力方向與速度方向之間,根據(jù)題圖可知,運(yùn)動軌跡只能向上彎曲,即可能沿BE運(yùn)動,不可能沿BD或BC運(yùn)動,更不會沿原曲線由B返回A.,,圖5-1-3,[想一想]合運(yùn)動和分運(yùn)動具有等時性,即同時開始、同時結(jié)束.合運(yùn)動的位移大小等于兩個分運(yùn)動的位移大小之和,這種說法對嗎?,,學(xué)習(xí)互動,運(yùn)動的合成與分解,考點(diǎn)三,[要點(diǎn)總結(jié)] 1.運(yùn)動的合成與分解包括位移
11、、速度、加速度的合成與分解,運(yùn)算都遵守平行四邊形定則. 2.對合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系的理解,,學(xué)習(xí)互動,3.幾種常見的運(yùn)動合成情況,勻速直線,勻變速曲線,勻加速直線,勻變速直線,勻變速曲線,,,學(xué)習(xí)互動,例4 如圖5-1-4所示,蠟塊在豎直玻璃管內(nèi)的水中勻加速上升,加速度大小為a,若在蠟塊從A點(diǎn)由靜止開始勻加速上升的同時,玻璃管從AB位置水平向右做勻速直線運(yùn)動,速度為v0,則蠟塊的實(shí)際運(yùn)動軌跡可能是圖中的( ) A.直線P B.曲線Q C.曲線R D.無法確定,[答案] C,[解析]當(dāng)初合速度的方向與合力(合加速度)的方向不在同一條直線上時,蠟塊將做曲線運(yùn)動,且軌跡夾在速度與合力(合加速度)方向
12、之間,軌跡向合力(合加速度)的方向偏折.蠟塊的合力(合加速度)方向豎直向上,合初速度方向水平向右,二者不在同一直線上,軌跡向合力(合加速度)的方向偏折,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯誤.,,圖5-1-4,,,學(xué)習(xí)互動,[點(diǎn)評] 在討論合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系的時候必須首先明確兩點(diǎn):第一,合運(yùn)動就是指物體的實(shí)際運(yùn)動,而分運(yùn)動是指物體同時參與的兩個運(yùn)動;第二,合運(yùn)動的各個量(位移、速度、加速度)與分運(yùn)動對應(yīng)的各個量之間滿足矢量運(yùn)算的法則——平行四邊形定則.,,學(xué)習(xí)互動,例5 豎直放置的兩端封閉的玻璃管中注滿清水,內(nèi)有一個蠟塊能在水中以0.1 m/s的速度勻速上?。谙瀴K從玻璃管的下端勻速上浮的同時,使玻
13、璃管沿水平方向勻速向右運(yùn)動,測得蠟塊實(shí)際運(yùn)動方向與水平方向成30角,如圖5-1-5所示.若玻璃管的長度為1.0 m,在蠟塊從底端上升到頂端的過程中,玻璃管水平方向的移動速度和水平運(yùn)動的距離為( ) A.0.1 m/s,1.73 m B.0.173 m/s,1.0 m C.0.173 m/s,1.73 m D.0.1 m/s,1.0 m,,圖5-1-4,,,學(xué)習(xí)互動,[答案] C,備用習(xí)題,,,1.下列說法中錯誤的是 ( ) A.物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動 B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動 C.物體在恒力和變力作用下,都可能做曲線運(yùn)動 D.做曲線運(yùn)動的物體所受合外力一定不為零,[答案] B
14、,[解析]物體是否做曲線運(yùn)動與物體受力大小無關(guān),取決于合外力方向與初速度方向是否在一條直線上.只要合外力方向與速度方向在一條直線上,物體就做直線運(yùn)動,只要合外力方向與速度方向不在一條直線上,物體就做曲線運(yùn)動.如果物體受到大小變化而方向不變的合外力作用,而速度方向與合外力方向在同一直線上,則物體做直線運(yùn)動,故選項(xiàng)A、C正確,選項(xiàng)B錯誤;若物體做曲線運(yùn)動,則物體的速度方向一定變化,即物體的速度一定變化,則物體一定具有加速度,物體所受合外力一定不為零,選項(xiàng)D正確.,備用習(xí)題,,,2.一個做曲線運(yùn)動的物體的軌跡由上到下(如圖中曲線所示),關(guān)于物體通過軌跡中點(diǎn)時的速度v的方向和加速度a的方向可能正確的是
15、圖中的( ),[答案] B,[解析] 做曲線運(yùn)動的物體的速度方向沿切線,加速度指向軌跡凹側(cè).本題只有B選項(xiàng)正確.,,自我檢測,,1.(對曲線運(yùn)動的理解)下列說法正確的是( ) A.做曲線運(yùn)動的物體速度的方向必定變化 B.速度變化的運(yùn)動必定是曲線運(yùn)動 C.加速度恒定的運(yùn)動一定是直線運(yùn)動 D.加速度變化的運(yùn)動必定是曲線運(yùn)動,[答案] A,[解析]在曲線運(yùn)動中,質(zhì)點(diǎn)在任一點(diǎn)的速度方向,就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線方向,所以曲線運(yùn)動速度的方向一定變化,故A項(xiàng)正確;若速度大小變化,方向不變,且速度方向與加速度方向在一條直線上,物體就做變速直線運(yùn)動,故B項(xiàng)錯誤;物體做曲線運(yùn)動的條件是加速度方向與速度方向不在
16、一條直線上,加速度既可以是恒定的,也可以是變化的,故C項(xiàng)錯誤;若加速度方向不變,只是大小發(fā)生變化,且加速度方向與速度方向在同一條直線上,物體就做變加速直線運(yùn)動,故D項(xiàng)錯誤.,,自我檢測,,2.(曲線運(yùn)動軌跡分析)質(zhì)點(diǎn)沿如圖5-1-6所示的軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),已知其速度逐漸減小,圖中能正確表示質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)處受力的是( ),[答案] C,[解析] 根據(jù)曲線運(yùn)動中F應(yīng)指向軌跡的“凹側(cè)”可知選項(xiàng)A、D錯誤.在B項(xiàng)中,F(xiàn)的方向與v的方向夾角為銳角,使質(zhì)點(diǎn)從A到B做加速運(yùn)動,故選項(xiàng)B錯誤.在C項(xiàng)中,F(xiàn)的方向與v的方向夾角為鈍角,使質(zhì)點(diǎn)從A到B做減速運(yùn)動,故選項(xiàng)C正確.,,圖5-1-6,,自我檢測,,3.(
17、合運(yùn)動與分運(yùn)動的關(guān)系及應(yīng)用)下列關(guān)于運(yùn)動的合成與分解的說法中正確的是( ) A.合運(yùn)動的位移為分運(yùn)動的位移的矢量和 B.合運(yùn)動的速度一定比其中一個分運(yùn)動的速度大 C.合運(yùn)動的時間為分運(yùn)動的時間之和 D.合運(yùn)動不一定是物體的實(shí)際運(yùn)動,[答案] A,[解析]位移是矢量,位移的合成遵循平行四邊形定則,合運(yùn)動的位移為分運(yùn)動的位移的矢量和,故選項(xiàng)A正確;根據(jù)平行四邊形定則,合運(yùn)動的速度可能比分運(yùn)動的速度大,可能比分運(yùn)動的速度小,可能與分運(yùn)動的速度大小相等,故選項(xiàng)B錯誤;合運(yùn)動與分運(yùn)動具有等時性,合運(yùn)動的時間等于分運(yùn)動的時間,故選項(xiàng)C錯誤;根據(jù)平行四邊形定則可知,合運(yùn)動的速度方向就是物體實(shí)際運(yùn)動的方向,故
18、選項(xiàng)D錯誤.,,,自我檢測,4.(曲線運(yùn)動的條件)小文同學(xué)在探究物體做曲線運(yùn)動的條件時,將一條形磁鐵放在桌面的不同位置,讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運(yùn)動,得到不同軌跡.圖5-1-7中a、b、c、d為其中四條運(yùn)動軌跡,磁鐵放在位置A時,小鋼珠的運(yùn)動軌跡是________(填軌跡字母代號),磁鐵放在位置B時,小鋼珠的運(yùn)動軌跡是__________________________________________ (填軌跡字母代號).實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)物體所受合 外力的方向跟它的速度方向__________(選填 “在”或“不在”)同一直線上時,物體做曲線運(yùn)動.,,,圖5-1-7,,自我檢測,,[答案] b c 不在,[解析]當(dāng)磁鐵放在A位置時,小鋼珠受到的合外力與b在一條直線上,則小鋼珠的運(yùn)動軌跡為b.當(dāng)磁鐵放在B位置時,小鋼珠受到指向B的合外力的作用,則小鋼珠的運(yùn)動軌跡為c.物體做曲線運(yùn)動時所受合外力的方向與速度方向不在一條直線上.,,
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