沿曲线在这一点的切线方向如果在运动中细线突然拉断课件.ppt

1、 前面我们学了各种直线运动，但是我前面我们学了各种直线运动，但是我们知道在现实生活中做直线运动的物体很们知道在现实生活中做直线运动的物体很少。我们看下面的物体所做的运动。少。我们看下面的物体所做的运动。1.演示实验（细线拉小球在水平面和竖直平面演示实验（细线拉小球在水平面和竖直平面内做圆周运动）内做圆周运动）一、曲线运动速度的方向一、曲线运动速度的方向问问1、怎么看出曲线运动物、怎么看出曲线运动物体在瞬间的速度方向？体在瞬间的速度方向？问问1.怎么看出曲线运动物体怎么看出曲线运动物体在瞬间的速度方向？在瞬间的速度方向？问问2、如果在运动中细线突、如果在运动中细线突然拉断，小球如何运动？然拉断，

2、小球如何运动？轨迹如何？轨迹如何？问问2.如果在运动中细线突然如果在运动中细线突然拉断，小球如何运动？轨拉断，小球如何运动？轨迹如何？迹如何？在得出结论之前我们先来了解切线。如在得出结论之前我们先来了解切线。如图所示，图所示，AB是曲线的割线，当是曲线的割线，当B点逐渐靠点逐渐靠近近A点时，点时，AB就是就是A点的切线。点的切线。如果在运动中细线突如果在运动中细线突然拉断，我们会观察到小然拉断，我们会观察到小球圆周的切线方向飞出，球圆周的切线方向飞出，我们可以说：质点在某一我们可以说：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。点的切线方向。如果在运动中细线突如果在运动

3、中细线突然拉断，我们会观察到小然拉断，我们会观察到小球圆周的切线方向飞出，球圆周的切线方向飞出，我们可以说：我们可以说：质点在某一质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。点的切线方向。生活中的抛体运动实例：2.曲线运动的速度曲线运动的速度 上图中小球或人造卫星速度的方向或大小图中小球或人造卫星速度的方向或大小发生了变化，并且轨迹是曲线。所以物体做曲发生了变化，并且轨迹是曲线。所以物体做曲线运动。线运动。说明：速度是矢量，只要大小和方向其中之一发说明：速度是矢量，只要大小和方向其中之一发生了改变，就表明速度这个矢量发生了变化。生了改变，就表明速度这个矢量发生了变化。所

4、以曲线运动一定是变速运动！一定有加速度！所以曲线运动一定是变速运动！一定有加速度！所以曲线运动一定是变速运动！一定有加速度！所以曲线运动一定是变速运动！一定有加速度！1.演示实验演示实验二、物体做曲线运动的条件二、物体做曲线运动的条件 磁铁给了小球的一侧向力。导致小球做曲磁铁给了小球的一侧向力。导致小球做曲线运动，而且侧向力的方向和小球的速度方向线运动，而且侧向力的方向和小球的速度方向不在一直线上。不在一直线上。物体做曲线运动的条件：物体做曲线运动的条件：要有初速度，即要有初速度，即v0 0。运动物体所受合运动物体所受合外力的方向跟它的外力的方向跟它的速度方向不在同一速度方向不在同一直线上。直

5、线上。合外力不为合外力不为0。2.直线运动和曲线运动的区别直线运动和曲线运动的区别曲线运动速度的方向：曲线运动速度的方向：曲线运动的特点：曲线运动的特点：曲线运动条件：曲线运动条件：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。线方向。受到力的作用受到力的作用速度方向时刻改变速度方向时刻改变 变速变速运动。运动。合力方向跟速度方向不共线。合力方向跟速度方向不共线。1 关于曲线运动，下列说法正确的是关于曲线运动，下列说法正确的是()A曲线运动一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动。B曲线运动速度的方向不断地变化。但速度曲线运动速度的方向不断地变化。但速度 的

6、大小可以不变。的大小可以不变。C曲线运动的逮度方向可能不变。曲线运动的逮度方向可能不变。D曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。AB2对曲线运动中的速度的方向，下列说法正对曲线运动中的速度的方向，下列说法正确的是确的是（）A 在曲线运动中，质点在任一位置的速度方在曲线运动中，质点在任一位置的速度方 向总是与这点的切线方向相同向总是与这点的切线方向相同 B 在曲线运动中，质点的速度方向有时也不在曲线运动中，质点的速度方向有时也不 一定是沿着轨迹的切线方向一定是沿着轨迹的切线方向 C 旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺 旋

7、运动，故水滴速度方向不是沿其切线方旋运动，故水滴速度方向不是沿其切线方 向的向的 D 旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向 外做螺旋运动，水滴速度方向总是外做螺旋运动，水滴速度方向总是 沿其轨道的切线方向沿其轨道的切线方向AD3飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线 运动运动?3飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线 运动运动?答案：炸弹离开飞机后由于惯性，答案：炸弹离开飞机后由于惯性，具有与飞机同样的水平初速度，且具有与飞机同样的水平初速度，且受重力，初速度与重力方向有一定受重力，初速度与重力方向有一定角度，所以做曲

8、线运动。角度，所以做曲线运动。答案：答案：炸弹离开飞机后由于惯性，炸弹离开飞机后由于惯性，具有与飞机同样的水平初速度，且具有与飞机同样的水平初速度，且受重力，初速度与重力方向有一定受重力，初速度与重力方向有一定角度，所以做曲线运动。角度，所以做曲线运动。4我们骑摩托车或自行车通过弯道时，一我们骑摩托车或自行车通过弯道时，一般侧身骑，为什么般侧身骑，为什么?答案：答案：骑摩托车或自行车通过弯道时，骑摩托车或自行车通过弯道时，我们和车一起做曲线运动，这个时候人我们和车一起做曲线运动，这个时候人和车这个整体需要一个与运动方向成一和车这个整体需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成这个曲线运动，我们定夹

9、角的力来完成这个曲线运动，我们侧身正是为了提供这个力。侧身正是为了提供这个力。5盘山公路路面有何特点盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道火车铁轨在弯道 有何特点有何特点?答案：答案：盘山公路的路面并不是水平的，而是盘山公路的路面并不是水平的，而是一边高一边低；火车铁轨在弯道的时候两根一边高一边低；火车铁轨在弯道的时候两根铁轨并不是一般高的，而是一个高一个低铁轨并不是一般高的，而是一个高一个低。之所以这样设计，正是因为各种车辆爬盘山之所以这样设计，正是因为各种车辆爬盘山公路的时候做的都是曲线运动，火车拐弯时公路的时候做的都是曲线运动，火车拐弯时也是曲线运动，这些曲线运动都需要一个与也是曲线运动，

10、这些曲线运动都需要一个与运动方向成一定夹角的力来完成运动方向成一定夹角的力来完成。盘山公路和火车铁轨的这种设计盘山公路和火车铁轨的这种设计就是为提供这个力服务的就是为提供这个力服务的。运动员为何沿逆时针方向作曲线运动运动员为何沿逆时针方向作曲线运动 在各式各样的运动会在各式各样的运动会上稍留意观察上稍留意观察。我们就会我们就会发现在田径和速度滑冰发现在田径和速度滑冰200200米以上径赛项目中，米以上径赛项目中，运动员总是沿着环形跑道运动员总是沿着环形跑道的逆时针方向做曲线运动。的逆时针方向做曲线运动。这种运动方向的规定有什这种运动方向的规定有什么科学根据吗？么科学根据吗？自然界中物体的运动是

11、有规律的，水流的逆时针自然界中物体的运动是有规律的，水流的逆时针方向旋转和地球自转密切相关，如果没有地球的自转，方向旋转和地球自转密切相关，如果没有地球的自转，拔开盆塞时，静止的水应该在重力作用下被吸进排水拔开盆塞时，静止的水应该在重力作用下被吸进排水孔，不会出现逆时针方向的旋转可是，由于地球的自孔，不会出现逆时针方向的旋转可是，由于地球的自转，流向排水孔的各个方向的水流的科里奥利加速度转，流向排水孔的各个方向的水流的科里奥利加速度的方向与水流的运动方向垂直，并且指向运动方向的的方向与水流的运动方向垂直，并且指向运动方向的左侧。而科里奥利力是一个惯性力，这个力是没有施左侧。而科里奥利力是一个惯

12、性力，这个力是没有施力物体的。它是在转动参照系中的观察者所设想的力，力物体的。它是在转动参照系中的观察者所设想的力，科里奥利力的方向与科里奥利加速度的方向相反，指科里奥利力的方向与科里奥利加速度的方向相反，指向运动方向的右侧，从而使水流偏向右侧（所以右岸向运动方向的右侧，从而使水流偏向右侧（所以右岸容易被冲刷），再加地球引力作用，就形成了水流沿容易被冲刷），再加地球引力作用，就形成了水流沿逆时针方向旋转，所以水流沿逆时针方向旋转着流进逆时针方向旋转，所以水流沿逆时针方向旋转着流进排水孔。运动员在环形跑道上沿逆时针方向运动。也排水孔。运动员在环形跑道上沿逆时针方向运动。也可以用科里奥利加速度来解

13、释，这个科里奥利加速度可以用科里奥利加速度来解释，这个科里奥利加速度是由于运动员的相对运动与地球的自转两者相互影响是由于运动员的相对运动与地球的自转两者相互影响而产生的。在北半球，由于地球的自转，运动员在环而产生的。在北半球，由于地球的自转，运动员在环形跑道的各个位置都受到科里奥利加速度的作用，而形跑道的各个位置都受到科里奥利加速度的作用，而且其方向都是指向运动方向的左侧。且其方向都是指向运动方向的左侧。由动力学知道，这是由于环形弯道对运动员作用由动力学知道，这是由于环形弯道对运动员作用了向左的力的结果。正是由于环形弯道对运动员作用了向左的力的结果。正是由于环形弯道对运动员作用了向左的力，再加

14、上地球的引力作用，就使得这动员了向左的力，再加上地球的引力作用，就使得这动员沿逆时针方向跑动比较省力，所以在北半球。运动员沿逆时针方向跑动比较省力，所以在北半球。运动员沿逆时针方向跑动便于提高比赛成绩。同样的道理，沿逆时针方向跑动便于提高比赛成绩。同样的道理，在南半球，运动员应该沿顺时针方向跑动才更好些在南半球，运动员应该沿顺时针方向跑动才更好些，由此联想到在由此联想到在19211921年年“国际田联成立的时候所规定的国际田联成立的时候所规定的沿逆时针方向运动，在北半球对运动员是适宜的，是沿逆时针方向运动，在北半球对运动员是适宜的，是符合符合自然规律的，但在南半球，尚有待于做进一步的自然规律的，但在南半球，尚有待于做进一步的探讨探讨。