11曲线运动课件1(教科版必修2).ppt
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- 11 曲线运动 课件 教科版 必修
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1、一、对曲线运动的理解一、对曲线运动的理解1.1.曲线运动的速度曲线运动的速度(1)(1)曲线运动中质点在某一时刻曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置或某一位置)的速度方向,的速度方向,就是质点从该时刻就是质点从该时刻(或该点或该点)脱离曲线后自由运动的方向,脱离曲线后自由运动的方向,也就是曲线上这一点的切线方向也就是曲线上这一点的切线方向.(2)(2)速度是一个矢量,既有大小,又有方向,假如在运动过速度是一个矢量,既有大小,又有方向,假如在运动过程中只有速度大小的变化,而物体的速度方向不变,则物程中只有速度大小的变化,而物体的速度方向不变,则物体只能做直线运动体只能做直线运动.因此,若物体做曲
2、线运动,表明物体的因此,若物体做曲线运动,表明物体的速度方向发生了变化速度方向发生了变化.2.2.曲线运动的性质曲线运动的性质(1)(1)由于做曲线运动物体的速度方向时刻在变化,不管速度由于做曲线运动物体的速度方向时刻在变化,不管速度大小是否改变,因其矢量性,物体的速度在时刻变化,即大小是否改变,因其矢量性,物体的速度在时刻变化,即曲线运动一定是变速运动曲线运动一定是变速运动.(2)(2)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体的合外力情况曲线运动是否是匀变速运动取决于物体的合外力情况.合外力为恒力,物体做匀变速曲线运动;合外力为变力,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
3、曲线运动物体做非匀变速曲线运动.(1)(1)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动一定是曲线运动.(2)(2)只要物体所受的合外力为恒力,它一定做匀变速运动,只要物体所受的合外力为恒力,它一定做匀变速运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动可能是直线运动,也可能是曲线运动.【典例【典例1 1】翻滚过山车是大型游乐园里】翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目比较刺激的一种娱乐项目.如图所示,如图所示,翻滚过山车翻滚过山车(可看成质点可看成质点)从高处冲下,从高处冲下,过过M M点时速度方向如图所示,在圆形点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过
4、轨道内经过A A、B B、C C三点三点.下列说法下列说法正确的是正确的是()()A.A.过山车做匀速运动过山车做匀速运动B.B.过山车做变速运动过山车做变速运动C.C.过山车受到的合力等于零过山车受到的合力等于零D.D.过山车经过过山车经过A A、C C两点时的速度方向相同两点时的速度方向相同 【解题指导【解题指导】该题可按如下思路分析:该题可按如下思路分析:【标准解答【标准解答】选选B.B.过山车做曲线运动,其速度方向时刻变过山车做曲线运动,其速度方向时刻变化,速度是矢量,故过山车的速度是变化的,即过山车做化,速度是矢量,故过山车的速度是变化的,即过山车做变速运动,变速运动,A A错错B
5、B对;做变速运动的物体具有加速度,由牛对;做变速运动的物体具有加速度,由牛顿第二定律可知过山车所受合力一定不为零,顿第二定律可知过山车所受合力一定不为零,C C错;过山车错;过山车经过经过A A点时速度方向竖直向上,经过点时速度方向竖直向上,经过C C点时速度方向竖直向点时速度方向竖直向下,下,D D错错.【规律方法【规律方法】曲线运动的特点曲线运动的特点(1)(1)受力特点受力特点所受合外力与速度不在一条直线上,若合外力恒定,速度所受合外力与速度不在一条直线上,若合外力恒定,速度大小方向均发生变化;若合外力大小不变,方向改变且始大小方向均发生变化;若合外力大小不变,方向改变且始终与速度方向垂
6、直,速度大小不变,方向改变终与速度方向垂直,速度大小不变,方向改变.(2)(2)运动学特点运动学特点曲线运动一定是变速运动,因为其速度方向一定在变化曲线运动一定是变速运动,因为其速度方向一定在变化.曲曲线运动可以是加速度恒定的匀变速运动,也可以是加速度线运动可以是加速度恒定的匀变速运动,也可以是加速度变化的非匀变速运动变化的非匀变速运动.(3)(3)曲线运动的轨迹特点曲线运动的轨迹特点向受力的一侧偏,且与初速度方向相切向受力的一侧偏,且与初速度方向相切.曲线运动的轨迹不曲线运动的轨迹不会出现急折,只能平滑变化会出现急折,只能平滑变化.轨迹总在力与速度的夹角中轨迹总在力与速度的夹角中.【互动探究
7、】过山车从【互动探究】过山车从A A点到点到B B点速度方向改变多少?点速度方向改变多少?【解析【解析】过山车在过山车在A A点时的速度方向竖直向上,在点时的速度方向竖直向上,在B B点时的点时的速度方向水平向左,因此过山车从速度方向水平向左,因此过山车从A A点到点到B B点速度方向改变点速度方向改变了了9090.答案:答案:9090 【变式备选】如图所示的曲【变式备选】如图所示的曲线为某同学抛出的铅球运动轨迹线为某同学抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点铅球视为质点),A A、B B、C C为曲线为曲线上的三点,关于铅球在上的三点,关于铅球在B B点的速度点的速度方向,说法正确的是方向,说法正
8、确的是()()A A为为ABAB的方向的方向 B B为为BDBD的方向的方向C C为为BCBC的方向的方向 D D为为BEBE的方向的方向【解析【解析】选选B.B.物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经过该点的切线方向,又本题中铅球实际沿过该点的切线方向,又本题中铅球实际沿ABCABC方向运动,故方向运动,故它在它在B B点的速度应沿切线点的速度应沿切线BDBD的方向,的方向,B B正确正确.二、对物体做曲线运动条件的理解二、对物体做曲线运动条件的理解1.1.物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件(1)(1)物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上
9、时,物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上时,物体做曲线运动物体做曲线运动.(2)(2)根据牛顿第二定律,物体的加速度方向与其合外力方向根据牛顿第二定律,物体的加速度方向与其合外力方向一致一致.因此物体做曲线运动的条件还可以表述为:物体的加因此物体做曲线运动的条件还可以表述为:物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上速度方向与它的运动方向不在一条直线上.2.2.物体做直线运动与做曲线运动的比较物体做直线运动与做曲线运动的比较 在曲线运动中,合力方向与速度方向的夹角在曲线运动中,合力方向与速度方向的夹角小于小于9090时,物体做加速运动;两方向的夹角大于时,物体做加速运动;两方向的夹
10、角大于9090时,时,物体做减速运动;两方向的夹角等于物体做减速运动;两方向的夹角等于9090时,则物体的速时,则物体的速率不变率不变.【典例【典例2 2】物体在力】物体在力F F1 1、F F2 2、F F3 3的共同作用下做匀速直线运的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力动,若突然撤去外力F F1 1,则物体的运动情况是,则物体的运动情况是()()A A必沿着必沿着F F1 1的方向做匀加速直线运动的方向做匀加速直线运动B B必沿着必沿着F F1 1的方向做匀减速直线运动的方向做匀减速直线运动C C不可能做匀速直线运动不可能做匀速直线运动D.D.可能做直线运动,也可能做曲线运动可能做直
11、线运动,也可能做曲线运动 【解题指导【解题指导】该题可按如下思路分析:该题可按如下思路分析:【标准解答【标准解答】选选C C、D.D.撤去外力撤去外力F F1 1后物体所受合力大小及方后物体所受合力大小及方向恒定,故撤去外力向恒定,故撤去外力F F1 1后物体不可能做匀速直线运动,后物体不可能做匀速直线运动,C C对对.若合力与物体的运动方向在一条直线上,则物体做匀变速若合力与物体的运动方向在一条直线上,则物体做匀变速直线运动,若合力与物体的运动方向不在一条直线上,则直线运动,若合力与物体的运动方向不在一条直线上,则物体做匀变速曲线运动,故物体做匀变速曲线运动,故A A、B B错,错,D D对
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