5.1曲线运动课件-人教版(2019)必修第二册(共30张PPT)

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5.1曲线运动课件-人教版(2019)必修第二册(共30张PPT)

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5.1 曲线运动
第五章 抛体运动
授课:XXX
实验1:竖直向上将糖抛出
糖的运动轨迹直线。
实验2:斜抛出糖果
糖的运动轨迹是曲线。
新课导入
曲线运动: 轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
为什么链球比赛场地周围要装防护网?
1、实验器材
白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球。
2、实验步骤
(1)在水平桌面上放一张白纸,白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。
(2)使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入,钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹,即为钢球在A点的运动方向。
(3)拆去一段轨道,出口改在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。
实验:观察做曲线运动物体的速度方向
实验结论
白纸上的印迹与轨道(曲线) 。
相切
知识拓展:数学概念——曲线的切线
在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线,切线指的是什么?
B
O
A
过曲线上的A、B两点作直线,
这条直线AB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在时间△t内的运动轨迹。这段时间内的位移即为割线AB,平均速度的方向就是割线AB的方向。如果△t取得越小,平均速度的方向依次变为割线AC、AD、AE、AF…的方向。当△t→0时,割线就成了切线,即平均速度极限值即为A点的瞬时速度,它的方向便在过A的切线方向上。
瞬时速度的定义
曲线运动中速度的方向是时刻改变的,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
火星飞出的方向为砂轮边缘上接触点的切线方向。
V火星
思考:请同学们结合已有知识来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动?
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。
练习:质点沿曲线从左向右运动,
画出质点在A、B、C 三点的速度方向。
A
B
C
vA
vC
vB
【典例1】如图所示的曲线为某同学抛出的铅球的运动轨迹(铅球视为质点),A、B、C为曲线上的三点.铅球在B点的速度方向是(  )
A.由A指向B    
B.由B指向D
C.由B指向C
D.由B指向E
解析: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,题图中铅球实际沿曲线ABC运动,故它在B点的速度方向应为由B指向D,选项B正确.
答案:B
特别注意
(1)变速运动指速度变化的运动。速度的变化有:
速度大小变化、速度方向变化、速度大小和方向都变化。
在物体运动的过程中,即使速度大小不变,但方向变化,仍为曲
线运动。
(2)做曲线运动的物体,不管速度大小是否变化,只要其方向变化,
速度就会发生变化,因此曲线运动必定是变速运动。
(3)作直线运动的物体,如果速度方向不变,其大小变化,也称为变
速运动。
物体做曲线运动的条件
问题一: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?
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。但如果物体所受的合力方向与物体运动的方向在一条直线上时,物体会做变速直线运动。
问题二:那么,物体受什么样的力才会做曲线运动呢?
实验:观察钢球的运动轨迹
实验器材:
钢球、磁铁、带有斜槽的桌面。
实验步骤:
(1)让钢球从斜槽上沿直线下滑,
在水平面上做直线运动。
(2)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。
当物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
(1)物体具有初速度。
(2)物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上。
物体做曲线运动的条件
做曲线运动的物体,所受合力的方向指向曲线的凹侧。
v
F
轨迹


d
直线运动和曲线运动以及匀变速和变加速运动的判定
直线运动 曲线运动
F(或 a)跟v 在一条直线上
F(或 a)跟v 不在一条直线上
a 恒定
a 变化
a 恒定
a 变化
匀变速直线运动
变加速直线运动
匀变速曲线运动
变加速曲线运动
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。


【变式】(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是 (  )
A.曲线运动是一种变速运动
B.做曲线运动的物体所受合力一定不为0
C.做曲线运动的物体所受合力一定是变化的
D.曲线运动不可能是一种匀变速运动
解析:曲线运动中速度方向时刻在改变,故曲线运动是变速运动,选项A正确;做曲线运动的物体所受合力一定不为0,当做曲线运动的物体所受合力不变时,物体做匀变速曲线运动,选项B正确,选项C、D错误.
答案:AB
【典例2】下列四幅图中,能正确反映做曲线运动的物体的运动轨迹、速度v和所受合力F关系的是(  )
A
B
C
D
解析:A图中速度的方向不沿曲线的切线方向,故选项A错误;B图中速度的方向沿曲线的切线方向,合力F指向曲线的凹侧,故选项B正确;C图中速度的方向沿曲线的切线方向,但合力的方向指向曲线弯曲的凸侧,这是不可能的,故选项C错误;D图中速度的方向不沿曲线的切线方向,合力的方向没有指向轨迹的凹侧,故选项D错误.
答案:B
【变式】质点在某一平面内沿曲线由P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合力,则下列选项可能正确的是(  )
A
B
C
D
答案:D
课堂评价
1.(多选)如图所示,一摩托车在水平路面上做曲线运动,下列说法正确的是(  )
A.摩托车的速度方向沿轨迹曲线的切线方向
B.摩托车运动的加速度可能为0
C.摩托车的速度一定变化
D.摩托车所受的合力为0
答案:AC
2.一个物体做曲线运动,在某时刻物体的速度v和合力F的方向可能正确的是 (  )
A
B
C
D
答案:A
3.如果自行车轮子没有挡泥板,当轮子上附着的泥巴因车轮快速转动而被甩落时,如果不考虑空气阻力的作用,下列说法正确的是(  )
A.泥巴在最初一段时间内,将做匀速直线运动
B.任何情况下被甩落,泥巴都做曲线运动
C.泥巴离开轮子时的速度方向没有任何规律可循
D.泥巴做曲线运动的条件是所受重力与它的速度方向不在同一直线上
解析:泥巴在离开轮子的瞬间,若速度的方向竖直向上或竖直向下,则速度的方向与重力的方向相反或相同,泥巴将做直线运动,在其余的情况下泥巴速度的方向与重力的方向不在同一条直线上,所以泥巴将做曲线运动,故选项A、B错误,选项D正确;泥巴离开轮子时的速度方向(相对于自行车)与轮子上这一点的切线的方向是相同的,故选项C错误.
答案:D
4.(2022·广东珠海)关于曲线运动,下列说法正确的是 ( )
A.做曲线运动的物体,某时刻的加速度可能为0
B.做曲线运动的物体,某时刻的加速度方向可能与速度方向相同
C.做曲线运动的物体,某时刻的加速度方向可能与速度方向相反
D.做曲线运动的物体,某时刻的加速度方向可能与速度方向垂直
解析:曲线运动的条件是合力与速度方向不在同一直线上,根据牛顿第二定律可知,加速度与合力方向相同,故曲线运动中速度与加速度的方向不共线,速度与加速度可以垂直,选项D正确.
答案:D
5.小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动,受到磁铁的侧向吸引而沿如图所示的曲线运动到D点,由此可知(  )
A.磁铁在A处,靠近小钢球的一定是N极
B.磁铁在B处,靠近小钢球的一定是S极
C.磁铁在C处,靠近小钢球的一定是N极
D.磁铁在B处,靠近小钢球的可以是磁铁的任意一端
答案:D

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