5.1曲线运动 课件 (共27张PPT) 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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5.1曲线运动 课件 (共27张PPT) 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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人教版物理必修二
第五章 抛体运动
第一节 曲线运动
1、直线运动
(1)匀速直线运动
(2)匀变速直线运动
(3)自由落体运动
2、曲线运动
一、按运动轨迹分类
物体运动的轨迹是曲线的运动。
抛出去的物体做曲线运动
二、曲线运动的位移
O
x
y
A
xA
yA
OA在y方向上的分矢量
OA在x方向上的分矢量
1、位移大小一般不等于路程
2、位移方向时刻改变
3、描述——平面直角坐标系
OA——实际位移
即合位移矢量
xA——x方向分位移矢量
yA——y方向分位移矢量
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。
假设图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从 B 点运动到 A 点,则质点的平均速度的方向由 B 点指向 A 点。当 B 点越来越靠近 A 点时,质点的平均速度方向将越来越接近 A 点的切线方向。当 B 点与 A 点的距离接近 0 时,质点在 A 点的速度方向沿过 A 点的切线方向。
三、曲线运动的速度
速度是矢量,既有大小,又有方向。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。
曲线运动一定有加速度。合外力一定不为零
曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点(或某一时刻)的速度方向在曲线的这一点的切线方向上。
O
x
y
A
vx
vy
v
速度和它在x、y方向的分矢量
θ
合速度与分速度:
速度是矢量,它与力、位移等其它矢量一样,可以分解,可以用它的两个分矢量来表示,这两个分矢量叫做分速度,对应的运动也叫做分运动。
vx=vcosθ
vy=vsinθ
合速度与分速度的关系:
四、物体做曲线运动的条件
思考与讨论
1.物体如果不受力,将静止或做匀速直线运动。那么,你认为物体在什么条件下做曲线运动呢?
2.物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为 0,因此,物体所受的合力一定不为 0。物体受什么样的力才会做曲线运动?
一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力,例如在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁,观察钢球的运动
由实验可以看出,当钢球受到的合力的方向与速度方
向不在同一条直线上时,钢球做曲线运动。
生活中也有大量类似的例子。例如,向斜上方抛出的石子,它所受重力的方向与速度的方向不在同一条直线上,石子做曲线运动。
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。
当物体加速度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。
根据牛顿第二定律,物体加速度的方向与它受力的方
向总是一致的。当物体受力的方向与速度的方向不在同一直线上时,加速度的方向也就与速度的方向不在同一直线上了,于是物体的速度方向要发生变化,物体就做曲线运动。
做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合力方向三者位置关系如何?
物体运动轨迹夹在速度方向和合力方向之间弯向合力方向
G
v
F
G
v1
v2
v3
G
v
F
G
G
v1
v2
v3
G
做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受
合力方向有什么关系呢?
做曲线运动的物体所受合力必指向运动轨迹凹侧
1、无力不拐弯,拐弯必有力(力与速度不共线)
2、曲线运动轨迹始终夹在合外力(加速度)方向与速度方向之间,弯向合外力一侧。
3、轨迹向合外力的方向弯曲,即合外力F或加速度a指向轨迹凹侧(内侧)
V
F
速率变大
V
F
速率变小
V
F
F1
F2
F2
F1
V
F
速率不变
讨论交流:
F1与F2的作用?
F1改变V的方向
F2改变V的大小
F
V
物体运动性质
物体做匀速直线运动或静止
合力为零或不受外力
合力不为零
合力方向
速度方向
同一直线上
不在同一直线上
变速直线运动
曲线运动
五、物体运动状态的确定
物体运动状态由其所受合力与初速度共同决定
F合或 a 跟 v 在同一直线上
直线运动
a 恒定→匀变速直线运动
a 变化→变加速直线运动
F合或 a 跟 v 不在同一直线上
曲线运动
a 恒定→匀变速曲线运动
a 变化→变加速曲线运动
所以:判断直线还是曲线运动关键看a 与v 是否同一直线;
判断匀变速还是变加速关键看a 是否恒定
小结
曲线运动是轨迹为曲线的运动.
一、曲线运动的速度方向
1.曲线运动的速度方向是时刻改变的
2.质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向
3.曲线运动一定是变速运动
二、物体做曲线运动的条件:
运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上 。
1.物体做直线运动和曲线运动条件的比较
(1)当物体不受外力或所受合外力为零时,物体做匀速直线运动或处于静止状态。
(2)当物体所受合外力(加速度)方向跟运动方向在同一条直线上时,物体做变速直线运动。
(3)曲线运动一定是变速运动,做曲线运动的物体一定有加速度,它所受的合外力一定不为零。因此,做曲线运动的物体所受合外力不为零,且合外力的方向跟物体的运动方向不在同一条直线上。
2.曲线运动的分类
(1)匀变速曲线运动:合外力(加速度)恒定,如以后要学抛运动。
(2)非匀变速曲线运动:合外力(加速度)变化,如以后要学习的匀速圆周运动。
3.曲线运动条件的应用
(1)根据曲线运动的轨迹判断物体受力的方向:加速度的方向与 合外力的方向一致,指向轨迹的凹面。
(2)根据力和速度的夹角判断轨迹弯曲的方向:做曲线运动的物体,其轨迹处在运动方向与合外力方向之间且向合外力所指的方向弯曲。
4.受力情况与运动性质的关系
设物体受到的合外力方向和速度方向的夹角为θ,则
θ角的大小 运动性质 力的作用效果
θ=0° 匀加速直线运动 只改变速度的大小,不改变速度的方向
θ=180° 匀减速直线运动 0°<θ<90° 加速曲线运动 既改变速度的大小,又改变速度的方向
90°<θ<180° 减速曲线运动 θ=90° 速度大小不变的曲线运动 只改变速度的方向,不改变速度的大小
练习
1、画出质点沿曲线从左向右运动时,在A、 B、C 三点的速度方向
A
B
C
vA
vB
vC
2、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
B.曲线运动速度的方向不断变化,但速 度的大小可以不变
C.曲线运动的速度方向可能不变
D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变
AB
3、某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动,从某时刻起撤去其中一个力,而其它力不变,则该物体( )
A、一定做匀加速直线运动
B、一定做匀减速直线运动
C、其轨迹可能是曲线
D、其轨迹不可能是直线
C
4、以下关于力和运动的关系,正确的说法是( )
A、物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B、物体在变力作用下不可能做直线运动
C、物体在变力作用下有可能做曲线运动
D、物体的受力方向与它的速度方向不在一条直线上时,有可能做直线运动
C
5.如图,物体在恒力F 作用下沿曲线从 A 运动到B , 这时突然使它所受力反向(大小不变),则物体以后的运动情况(  )
A、能沿曲线 Ba 运动
B、能沿直线 Bb 运动
C、能沿曲线 Bc 运动
D、能沿原曲线由 B 返回 A
A
c
b
a
B
C

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