人教版新教材高中物理-第五章抛体运动-第一节-曲线运动课件.pptx

1、新教材人教版高中物理课件新教材人教版高中物理课件第五章抛体运动第五章抛体运动1.曲线运动曲线运动自主自主预习预习新知新知导学导学合作合作探究探究释疑释疑解惑解惑课课 堂堂 小小 结结随随 堂堂 练练 习习1.知道什么是曲线运动知道什么是曲线运动,会确定曲线运动速度的方向会确定曲线运动速度的方向,知道知道曲线运动是一种变速运动。曲线运动是一种变速运动。2.知道物体做曲线运动的条件。知道物体做曲线运动的条件。课标定位课标定位1.通过观察实验通过观察实验,了解曲线运动了解曲线运动,体会确定曲线运动速度方体会确定曲线运动速度方向的研究方法。向的研究方法。2.掌握用物体做曲线运动的条件分析一些曲线运动实

2、例的掌握用物体做曲线运动的条件分析一些曲线运动实例的科学思维方法。科学思维方法。素养阐释素养阐释返回目录返回目录返回目录返回目录一、曲线运动的速度方向一、曲线运动的速度方向1.曲线运动曲线运动:物体运动轨迹是物体运动轨迹是曲线曲线的运动的运动,叫作曲线运动。叫作曲线运动。2.速度的方向速度的方向:质点在某一点的速度方向质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的沿曲线在这一点的切线方向切线方向。3.曲线运动是一种什么性质的运动曲线运动是一种什么性质的运动?提示提示:速度是矢量速度是矢量,既有大小既有大小,又有方向。由于曲线运动中速又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的度的方向是变化的,因此不论

3、速度大小是否变化因此不论速度大小是否变化,速度一定变速度一定变化化,所以曲线运动是变速运动。所以曲线运动是变速运动。返回目录返回目录二、物体做曲线运动的条件二、物体做曲线运动的条件1.物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件:当物体所受合力的方向与它的速当物体所受合力的方向与它的速度方向度方向不在同一直线上不在同一直线上时时,物体做曲线运动。物体做曲线运动。2.物体做曲线运动时物体做曲线运动时,合力一定不为零吗合力一定不为零吗?为什么为什么?提示提示:若运动的物体所受合力为零若运动的物体所受合力为零,物体将做匀速直线运动物体将做匀速直线运动,所以做曲线运动的物体所以做曲线运动的物体,所受合力一

4、定不为零。所受合力一定不为零。返回目录返回目录【思考讨论】【思考讨论】1.判断下列说法的正误。判断下列说法的正误。(1)做曲线运动的物体做曲线运动的物体,速度可能不变。速度可能不变。()(2)物体的速度不断改变物体的速度不断改变,它一定做曲线运动。它一定做曲线运动。()(3)做曲线运动的物体所受的合力一定是变力。做曲线运动的物体所受的合力一定是变力。()(4)做曲线运动的物体一定有加速度。做曲线运动的物体一定有加速度。()答案答案:(1)(2)(3)(4)返回目录返回目录2.如图所示如图所示,游乐场中的摩天轮在竖直方向上转动。当乘客游乐场中的摩天轮在竖直方向上转动。当乘客到达最高点时到达最高点

5、时,乘客在这一时刻的速度沿什么方向乘客在这一时刻的速度沿什么方向?当摩天轮当摩天轮匀速转动时匀速转动时,乘客的速度是否发生变化乘客的速度是否发生变化?提示提示:乘客的速度沿水平方向。乘客乘客的速度沿水平方向。乘客做做曲线运动曲线运动时时,速度方向不断变化。速度方向不断变化。返回目录返回目录3.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时小文同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁将一条形磁铁放在光滑水平桌面的不同位置放在光滑水平桌面的不同位置,让小钢珠在水平桌面上从同让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度一位置以相同初速度v0开始运动开始运动,得到不同的运动轨迹。当磁得到不同的运动轨迹。当磁

6、铁分别放在位置铁分别放在位置A、B时时,小钢珠的运动轨迹是图中小钢珠的运动轨迹是图中a、b、c、d的哪一条的哪一条?实验表明什么实验表明什么?返回目录返回目录提示提示:当磁铁放在当磁铁放在A处时处时,磁铁对小钢珠的引力与磁铁对小钢珠的引力与v0同向同向,小钢小钢珠做直线运动珠做直线运动,运动轨迹为运动轨迹为b;当磁铁放在当磁铁放在B处时处时,磁铁对小钢珠磁铁对小钢珠的引力与的引力与v0不在同一直线上不在同一直线上,合力的方向指向轨迹的凹侧合力的方向指向轨迹的凹侧,运运动轨迹为动轨迹为c。实验表明当合力方向与速度方向在同一直线上。实验表明当合力方向与速度方向在同一直线上时时,物体做直线运动物体做

7、直线运动;当合力方向与速度方向不在同一直线上当合力方向与速度方向不在同一直线上时时,物体做曲线运动。物体做曲线运动。返回目录返回目录返回目录返回目录 知识知识点点一一 对对曲线运动速度方向的理解曲线运动速度方向的理解问题引领问题引领如图所示如图所示,砂轮上打磨下来的炽热微粒沿砂轮的切线方向飞砂轮上打磨下来的炽热微粒沿砂轮的切线方向飞出。讨论并回答下列问题出。讨论并回答下列问题:(1)如何确定物体在某一点的速度方向如何确定物体在某一点的速度方向?(2)曲线运动一定是变速运动吗曲线运动一定是变速运动吗?(3)曲线运动可能是匀变速运动吗曲线运动可能是匀变速运动吗?(4)物体做曲线运动时物体做曲线运动

8、时,加速度可以为零吗加速度可以为零吗?为什么为什么?返回目录返回目录提示提示:(1)从题图可以看出从题图可以看出,从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿脱落点的切线方向飞出脱落点的切线方向飞出,所以物体在某一点的速度方向沿曲所以物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。线在这一点的切线方向。(2)由于曲线运动的速度方向时刻在变化由于曲线运动的速度方向时刻在变化,所以不论速度大所以不论速度大小是否变化小是否变化,其速度一定变化其速度一定变化,因此曲线运动一定是变速运动。因此曲线运动一定是变速运动。(3)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受的合外力。曲线运动是否是匀变速运

9、动取决于物体所受的合外力。合外力为恒力合外力为恒力,物体做匀变速曲线运动物体做匀变速曲线运动;合外力为变力合外力为变力,物体做物体做非匀变速曲线运动。非匀变速曲线运动。(4)不可以不可以,物体做曲线运动时物体做曲线运动时,速度不断变化速度不断变化,所以加速度一所以加速度一定不为零。定不为零。返回目录返回目录归纳提升归纳提升1.曲线运动速度的特点曲线运动速度的特点(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,沿沿曲线在这一点的切线方向。曲线在这一点的切线方向。(2)速度是矢量速度是矢量,既有大小既有大小,又有方向又有方向,做曲线运动的物体速度

10、做曲线运动的物体速度的方向是变化的的方向是变化的,所以物体的速度时刻变化。所以物体的速度时刻变化。返回目录返回目录2.运动的五种运动的五种类型类型 返回目录返回目录典型例题典型例题【例题【例题1】下列说法正确的是下列说法正确的是()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加速度变化的运动一定是曲线运动返回目录返回目录解析解析:做曲线运动的物体速度方向时刻发生变化做曲线运动的物体速度方向时刻发

11、生变化,故故A正确正确;速度方向发生变化不是判断物体做曲线运动的条件速度方向发生变化不是判断物体做曲线运动的条件,而是曲而是曲线运动的特点线运动的特点,如物体在弹簧作用下的往返运动如物体在弹簧作用下的往返运动,物体速度方物体速度方向改变向改变,但此运动是直线运动但此运动是直线运动,故故B错误错误;速度是矢量速度是矢量,速度的变速度的变化包括大小和方向的变化化包括大小和方向的变化,如匀变速直线运动如匀变速直线运动,物体速度大小物体速度大小发生变化发生变化,但不是曲线运动但不是曲线运动,故故C错误错误;做直线运动的物体加速做直线运动的物体加速度也可以变化度也可以变化,如变加速直线运动如变加速直线运

12、动,故故D错误。错误。答案答案:A返回目录返回目录误区警示误区警示曲线运动是变速运动曲线运动是变速运动,速度方向一定变化速度方向一定变化,速度大小不一定速度大小不一定变化变化;但变速运动不一定是曲线运动但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。曲如匀变速直线运动。曲线运动是变速运动线运动是变速运动,就一定有加速度就一定有加速度,但加速度不一定变化但加速度不一定变化(如如将物体沿水平方向抛出将物体沿水平方向抛出,其加速度不变其加速度不变),即曲线运动既可以是即曲线运动既可以是匀变速曲线运动匀变速曲线运动,也可以是变加速曲线运动。也可以是变加速曲线运动。返回目录返回目录【变式训练【变式训练1】

13、假如在弯道上高速行驶的赛车的后轮突然假如在弯道上高速行驶的赛车的后轮突然脱离赛车脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确以下说法正确的是的是()A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动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沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道离开弯道D.上述情况都有可能上述情况都有可能返回目录返回目录解析解析:赛车沿弯道行驶赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任意一点的速度方任一时刻赛车上任意一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。脱离赛车向都是赛车

14、运动的曲线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脱离点所在轨迹的切线方向的后轮的速度方向就是脱离点所在轨迹的切线方向,所以所以C选选项正确。此题主要考查曲线运动的速度方向项正确。此题主要考查曲线运动的速度方向,意在培养理解意在培养理解分析能力分析能力,形成物理观念。形成物理观念。答案答案:C返回目录返回目录 知识知识点点二二 对对物体做曲线运动条件的理解物体做曲线运动条件的理解问题引领问题引领如图所示如图所示,将圆弧形光滑轨道放在铺了一层白纸的水平桌面将圆弧形光滑轨道放在铺了一层白纸的水平桌面上上,使其底端与桌面相切使其底端与桌面相切,让钢球从圆弧形光滑轨道顶端滚下让钢球从圆弧形

15、光滑轨道顶端滚下以获得一定的初速度。为便于观察以获得一定的初速度。为便于观察,在离开光滑轨道处沿钢在离开光滑轨道处沿钢球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线。球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线。返回目录返回目录试根据上述实验讨论试根据上述实验讨论:(1)将条形磁铁沿直线放置将条形磁铁沿直线放置(如图甲所示如图甲所示),当钢球从光滑轨道当钢球从光滑轨道顶端滚下时顶端滚下时,观察钢球做什么运动。钢球的运动方向与所受观察钢球做什么运动。钢球的运动方向与所受磁铁吸引力的方向有什么关系磁铁吸引力的方向有什么关系?(2)将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边(如图乙所示如图乙所示),

16、钢球钢球从光滑轨道顶端滚下时从光滑轨道顶端滚下时,观察钢球做什么运动。钢球的运动观察钢球做什么运动。钢球的运动方向与所受磁铁吸引力的方向有什么关系方向与所受磁铁吸引力的方向有什么关系?(3)钢球做曲线运动时钢球做曲线运动时,受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有受到的吸引力与轨迹弯曲的方向有什么关系什么关系?返回目录返回目录提示提示:(1)钢球做加速直线运动钢球做加速直线运动,钢球的运动方向与所受磁铁钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向相同吸引力方向相同(钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向在钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向在一条直线上一条直线上)。(2)钢球做曲线运动钢球做曲线运动,钢球的运动方向与所

17、受磁铁吸引力方钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向不在同一条直线上。向不在同一条直线上。(3)钢球做曲线运动时钢球做曲线运动时,受到的吸引力方向指向小球轨迹弯受到的吸引力方向指向小球轨迹弯曲的内侧。曲的内侧。返回目录返回目录归纳提升归纳提升1.物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件(1)动力学条件动力学条件:合外力方向与速度方向不共线是物体做曲合外力方向与速度方向不共线是物体做曲线运动的条件线运动的条件,这包含三个层次的内容这包含三个层次的内容,即初速度不为零、合即初速度不为零、合外力不为零、合外力方向与速度方向不共线。外力不为零、合外力方向与速度方向不共线。(2)运动学条件运动学条件:加速度

18、方向与速度方向不共线。加速度方向与速度方向不共线。返回目录返回目录2.曲线运动的轨迹特点曲线运动的轨迹特点做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切且向合外力方向做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切且向合外力方向弯曲弯曲,而且处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间而且处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间(如图如图所示所示),即合外力指向曲线的凹侧。即合外力指向曲线的凹侧。返回目录返回目录画龙点睛画龙点睛1.F与与v的夹角为锐角时的夹角为锐角时,物体运动的速度增大。物体运动的速度增大。2.F与与v的夹角为钝角时的夹角为钝角时,物体运动的速度减小。物体运动的速度减小。3.F与与v始终垂直时始终垂直时,

19、力力F只改变速度的方向只改变速度的方向,不改变速度的大不改变速度的大小。小。返回目录返回目录典型例题典型例题【例题【例题2】若已知物体运动的初速度若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的的方向及它受到的恒定的合力恒定的合力F的方向的方向,如图所示。则可能的轨迹是如图所示。则可能的轨迹是()返回目录返回目录解析解析:物体做曲线运动时物体做曲线运动时,速度沿曲线的切线方向速度沿曲线的切线方向,合力方向合力方向和速度方向不共线和速度方向不共线,且指向曲线凹的一侧且指向曲线凹的一侧,即运动轨迹在合力即运动轨迹在合力方向与速度方向之间方向与速度方向之间,且向合力的方向弯曲且向合力的方向弯曲,故选项故选

20、项B正确。正确。此题主要考查对物体做曲线运动条件的理解此题主要考查对物体做曲线运动条件的理解,培养综合分析培养综合分析能力能力,形成科学思维。形成科学思维。答案答案:B返回目录返回目录科学思维科学思维确定确定曲线运动轨迹的方法曲线运动轨迹的方法(1)做曲线运动的物体做曲线运动的物体,运动方向不断改变运动方向不断改变,其轨迹处在速度其轨迹处在速度方向与合力方向构成的夹角之间方向与合力方向构成的夹角之间,且偏向合力所指的一侧。且偏向合力所指的一侧。(2)若物体在恒力作用下做曲线运动若物体在恒力作用下做曲线运动,则物体的运动轨迹越则物体的运动轨迹越来越接近力的方向来越接近力的方向,但不会与力的方向相

21、同。但不会与力的方向相同。返回目录返回目录【变式训练【变式训练2】对做曲线运动的物体对做曲线运动的物体,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上B.加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上C.加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上D.合外力的方向一定是变化合外力的方向一定是变化的的返回目录返回目录解析解析:由物体做曲线运动的条件可知由物体做曲线运动的条件可知,速度方向与合外力方速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上向不可能在同一

22、条直线上,所以所以A正确正确;根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律,加加速度与合外力一定同向速度与合外力一定同向,所以所以B、C错误错误;在恒力作用下在恒力作用下,物体物体也可以做曲线运动也可以做曲线运动,只要合外力方向与速度方向不共线就可只要合外力方向与速度方向不共线就可以以,所以所以D错误。错误。答案答案:A返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录返回目录1.(对曲线运动速度的理解对曲线运动速度的理解)(多选多选)关于曲线运动的速度关于曲线运动的速度,下列下列说法正确的是说法正确的是()A.速度的大小与方向都在时刻变化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

23、大小不断发生变化,速度的方向不一定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方向不断发生变化,速度的大小不一定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运动轨迹上该点的切线质点在某一点的速度方向就是运动轨迹上该点的切线方向方向返回目录返回目录解析解析:做曲线运动的物体做曲线运动的物体,速度的大小可以不发生变化速度的大小可以不发生变化,但速度但速度的方向一定会发生变化的方向一定会发生变化,故故A、B错误错误,C正确正确;质点在某一点的质点在某一点的速度方向就是运动轨迹上该点的切线方向速度方向就是运动轨迹上该点的切线方向,D正确。正确。答案答案:CD返回目

24、录返回目录2.(曲线运动速度方向的判断曲线运动速度方向的判断)如图所示如图所示,篮球沿优美的弧线穿篮球沿优美的弧线穿过篮筐过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是()A.v1B.v2C.v3D.v4解析解析:篮球在某一点的速度方向篮球在某一点的速度方向就是就是运动运动轨迹上该点的切线方向轨迹上该点的切线方向,故故C正确。正确。答案答案:C返回目录返回目录3.(曲线运动的条件曲线运动的条件)一个钢球在水平桌面上做直线运动一个钢球在水平桌面上做直线运动,在其在其经过的路径旁放一块磁铁经过的路径旁放一块磁铁,则钢球的运动路径就发生改变则钢球的运动路径就发生

25、改变,如如图所示图所示,由此可知由此可知()A.当物体受到合外力作用时当物体受到合外力作用时,其运动方向一定发生改变其运动方向一定发生改变B.当物体受到合外力作用时当物体受到合外力作用时,其惯性就消失了其惯性就消失了C.当物体所受合力的方向与当物体所受合力的方向与初速度初速度方向方向不共线时不共线时,其运动方向发生改变其运动方向发生改变D.当物体所受合力的方向与当物体所受合力的方向与初速度初速度方向方向垂直时垂直时,其运动方向才发生改变其运动方向才发生改变返回目录返回目录解析解析:当物体受到合外力作用时当物体受到合外力作用时,运动状态一定会发生变化运动状态一定会发生变化,可可能是速度的大小变化

26、能是速度的大小变化,也可能是速度的方向变化也可能是速度的方向变化,故选项故选项A错错误误;物体的惯性与受力情况和运动状态无关物体的惯性与受力情况和运动状态无关,故选项故选项B错误错误;当当物体所受合力的方向与初速度方向不共线时物体所受合力的方向与初速度方向不共线时,物体就做曲线物体就做曲线运动运动,即运动方向要发生变化即运动方向要发生变化,故选项故选项C正确正确,选项选项D错误。错误。答案答案:C返回目录返回目录4.(曲线运动的条件曲线运动的条件)一个做匀速直线运动的物体突然受到一一个做匀速直线运动的物体突然受到一个与运动方向不在同一条直线上的恒力的作用时个与运动方向不在同一条直线上的恒力的作用时,物体物体()A.继续做直线运动继续做直线运动B.一定做曲线运动一定做曲线运动C.可能做直线运动可能做直线运动,也可能做曲线运动也可能做曲线运动D.运动的形式不能确定运动的形式不能确定解析解析:当合外力方向与速度方向不在同一条直线上时当合外力方向与速度方向不在同一条直线上时,物体必物体必做曲线运动做曲线运动,故选项故选项B正确。正确。答案答案:B新教材人教版高中物理课件新教材人教版高中物理课件