1曲线运动.ppt

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1、第五章 曲线运动1 曲线运动讨论与交流讨论与交流1.1.链球开始时链球开始时做什么运动做什么运动2.2.链球运动到链球运动到最前方时放手最前方时放手好吗好吗? ?上述两个运动有什么共性？上述两个运动有什么共性？1.1.知道什么是曲线运动。知道什么是曲线运动。 2.2.知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，理解曲线运动是变速运动。理解曲线运动是变速运动。 3.3.理解物体做曲线运动的条件，对比直线运动和理解物体做曲线运动的条件，对比直线运动和曲线运动的条件，加深对牛顿定律的理解。曲线运动的条件，加深对牛顿定律的理解。( (重点重点) ) 1.1.直线运动直线

2、运动（1 1）匀速直线运动）匀速直线运动（2 2）匀变速直线运动）匀变速直线运动（3 3）自由落体运动）自由落体运动2.2.曲线运动曲线运动 一、运动的分类（根据轨迹）一、运动的分类（根据轨迹）物体运动的轨迹是曲线的运动。物体运动的轨迹是曲线的运动。曲线运动的位移该如何表示呢？曲线运动的位移该如何表示呢？ 研究曲线运动的位移时，为了准确表示物研究曲线运动的位移时，为了准确表示物体的位置，我们通常以物体的初始位置为原体的位置，我们通常以物体的初始位置为原点建立一个平面直角坐标系，用物体运动到点建立一个平面直角坐标系，用物体运动到另一点的横、纵坐标来表示物体的具体位置，另一点的横、纵坐标来表示物体

3、的具体位置，从坐标原点向该点所做的一条有向线段就表从坐标原点向该点所做的一条有向线段就表示物体的位移。示物体的位移。曲线运动和直线运动相比，除运动轨迹不同，曲线运动和直线运动相比，除运动轨迹不同，还有什么不同？还有什么不同？怎样确定曲线运动中任意时刻怎样确定曲线运动中任意时刻（或任意位置）的速度的方向呢？（或任意位置）的速度的方向呢？曲线运动的速度的方向在不断变化曲线运动的速度的方向在不断变化实例观察实例观察1 1水滴沿伞边缘的水滴沿伞边缘的切线方向飞出切线方向飞出实例观察实例观察2 2炽热微粒由炽热微粒由于惯性，以于惯性，以脱离砂轮时脱离砂轮时的速率沿切的速率沿切线方向飞出，线方向飞出，切线

4、方向即切线方向即为炽热微粒为炽热微粒飞出时的速飞出时的速度方向。度方向。 曲线运动中曲线运动中速度的方向是时刻改变的速度的方向是时刻改变的，质质点在某一点（或某一时刻）的速度方向沿曲点在某一点（或某一时刻）的速度方向沿曲线在这一点的线在这一点的切线方向切线方向。曲线运动一定是曲线运动一定是变速运动变速运动二、曲线运动的速度二、曲线运动的速度 质点沿曲线从左向右运动质点沿曲线从左向右运动, ,请你画出质点在请你画出质点在A A、B B、C C 三点的速度方向。三点的速度方向。曲线运动有加速度吗？曲线运动有加速度吗？ 因为加速度表示速度变化的快慢，如果速度变化因为加速度表示速度变化的快慢，如果速度

5、变化了，就一定有加速度。了，就一定有加速度。 曲线运动有加速度，一定是变速运动。曲线运动有加速度，一定是变速运动。 讨论与交流讨论与交流三、曲线运动的描述实例三、曲线运动的描述实例水平方向：水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动蜡块随管向右做匀速直线运动竖直方向：竖直方向：蜡块相对管向上做匀速直线运动蜡块相对管向上做匀速直线运动1.1.红蜡块在装有水的玻璃管中的运动红蜡块在装有水的玻璃管中的运动2.2.蜡块任一时刻的位置蜡块任一时刻的位置 xvxxv tyyv t设蜡块竖直向上的速度为设蜡块竖直向上的速度为蜡块水平向右的速度为蜡块水平向右的速度为任一时刻的任一时刻的x x坐标坐标任一时刻的任一时

6、刻的y y坐标坐标Oxyx(v t，y)v txxv tyyv tPt t时间内物体的位移时间内物体的位移22xy()()sv tv tyv蜡块的速度蜡块的速度 2222yxyxvvtvvttsv可知任一时间段内的平均速度均是可知任一时间段内的平均速度均是22xy，vv所以蜡块做的是匀速直线运动。所以蜡块做的是匀速直线运动。 是恒定不变的是恒定不变的, ,3.3.蜡块运动的轨迹蜡块运动的轨迹 yyxxvvyyxxvvyxvvyxvyxv其中其中是常量。是常量。描述的是一条过原点的直线。也就是说描述的是一条过原点的直线。也就是说蜡块相对于黑板的运动轨迹是蜡块相对于黑板的运动轨迹是直线直线。 应用

7、实例一：小船过河应用实例一：小船过河讨论与交流讨论与交流1.1.在船头始终垂直对岸的情况下，在行驶到河中在船头始终垂直对岸的情况下，在行驶到河中间时，水流速度突然增大，过河时间如何变化？间时，水流速度突然增大，过河时间如何变化？2.2.为了垂直到达河对岸，在行驶到河中间时，水为了垂直到达河对岸，在行驶到河中间时，水流速度突然增大，过河时间如何变化？流速度突然增大，过河时间如何变化？应用实例二：吊车应用实例二：吊车【例【例2 2】河宽】河宽l300 m300 m，水速，水速u u1 m/s1 m/s，船在静水，船在静水中的速度中的速度v v3 m/s3 m/s，欲分别按下列要求过河时，船，欲分别

8、按下列要求过河时，船头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？(1)(1)以最短时间过河；以最短时间过河；(2)(2)以最小位移过河；以最小位移过河；(3)(3)到达正对岸上游到达正对岸上游100 m100 m处。处。解析：解析：(1)(1)以最短时间渡河时，船头应垂直于河岸航行，以最短时间渡河时，船头应垂直于河岸航行，即与河岸成即与河岸成9090角角最短时间为最短时间为 t tl/v/v300/3 s300/3 s100 s100 s。(3)(3)设船头与上游河岸夹角为设船头与上游河岸夹角为，则有，则有(vcos(vcosu)tu)ts vtsins vts

9、inl两式联立得：两式联立得：5353，t t125 s125 s(2)(2)以最小位移过河，船的实际航向应垂直河岸，以最小位移过河，船的实际航向应垂直河岸，即船头应指向上游河岸设船头与上游河岸夹角为即船头应指向上游河岸设船头与上游河岸夹角为，有有vcosvcosu u，arccos arccos arccosarccos渡河时间为渡河时间为t tl/(vsin)106.4 s./(vsin)106.4 s.1.3uv1.1.物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？3.3.物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？2

10、.2.物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？当初速度与外力不在同一直线上。当初速度与外力不在同一直线上。当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相反）。相同或相反）。讨论与交流讨论与交流演示实验演示实验: :观察铁球的运动轨迹观察铁球的运动轨迹 物体所受合外力的方向跟它的速度方向不物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上。在同一直线上。四、物体做曲线运动的条件四、物体做曲线运动的条件F合合或或 a 跟跟 v 在同一直线上在同一直线上直线运动直线运动a 恒定恒定匀变速直线运动匀变速直线运动a 变化变化

11、变加速直线运动变加速直线运动F合合或或 a 跟跟 v 不在同一直线上不在同一直线上曲线运动曲线运动a 恒定恒定匀变速曲线运动匀变速曲线运动a 变化变化变加速曲线运动变加速曲线运动说明：判断说明：判断直线运动还是曲线运动直线运动还是曲线运动关键看关键看a与与v是否在同一是否在同一直线上直线上；判断；判断匀变速还是变加速匀变速还是变加速关键看关键看a是否恒定。是否恒定。规律总结规律总结AB曲线运动的特点曲线运动的特点1.1.曲线运动的曲线运动的轨迹是曲线轨迹是曲线2.2.曲线运动的曲线运动的运动方向时刻在改变运动方向时刻在改变；3.3.曲线运动是曲线运动是变速运动变速运动，一定具有加速度一定具有加

12、速度，合外力不为零合外力不为零物体沿圆周逆时针转动且速物体沿圆周逆时针转动且速度大小保持不变度大小保持不变vFGGv1v2v3G做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢？力方向有什么关系呢？做曲线运动的物体所受合外力指向运动轨迹凹的一侧做曲线运动的物体所受合外力指向运动轨迹凹的一侧【例【例3 3】质点质点做曲线运动从做曲线运动从A A到到B B速率逐渐增加，如图所速率逐渐增加，如图所示，有四位同学用示意图表示示，有四位同学用示意图表示A A到到B B的轨迹及速度方向和的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是加速度的方向，其中

13、正确的是( () )解析：解析：由牛顿第二定律可知，加速度由牛顿第二定律可知，加速度与合外力的方向相同，与合外力的方向相同，指向曲线指向曲线的凹侧，另外速度的凹侧，另外速度v v的方向沿曲线的切线方向，故的方向沿曲线的切线方向，故B B、C C项均错误。由于项均错误。由于质点从质点从A A到到B B速率逐渐增加，则加速度与速度速率逐渐增加，则加速度与速度的夹角应小于的夹角应小于9090，综上可知，只有，综上可知，只有D D项正确。项正确。答案：答案：D D1 1. .曲线运动的特点曲线运动的特点2.2.曲线运动在某点的速度方向是曲线在该点的曲线运动在某点的速度方向是曲线在该点的切线切线方向方向

14、。3.3.曲线运动的条件：运动物体所受合外力方向跟它的曲线运动的条件：运动物体所受合外力方向跟它的速度方向速度方向不在同一直线上不在同一直线上。轨迹是曲线轨迹是曲线运动方向时刻在改变，是变速运动运动方向时刻在改变，是变速运动一定具有加速度，合外力不为零一定具有加速度，合外力不为零1.1.自然界中有很多物体做曲线运动，在所有的曲线自然界中有很多物体做曲线运动，在所有的曲线运动中，物体的运动速度（运动中，物体的运动速度（ ） A A方向一定改变方向一定改变B B方向一定不变方向一定不变 C C大小一定改变大小一定改变 D D大小一定不变大小一定不变A A2.2.以下说法正确的是（以下说法正确的是（

15、 ）A.A.曲线运动一定是变速运动曲线运动一定是变速运动B.B.变速运动一定是曲线运动变速运动一定是曲线运动C.C.曲线运动的加速度一定不为零曲线运动的加速度一定不为零D.D.曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度的方向点在这一点的瞬时速度的方向ACDACD3.3.下列关于曲线运动的说法，正确的是下列关于曲线运动的说法，正确的是( )( )A.A.速率不变的曲线运动是没有加速度的速率不变的曲线运动是没有加速度的B.B.曲线运动一定是变加速运动曲线运动一定是变加速运动C.C.变速运动事实上是曲线运动变速运动事实上是曲线运动D.D.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D D4.4.如图所示，物体沿圆弧由如图所示，物体沿圆弧由A A点滑到点滑到B B点的过程中，点的过程中，速度大小保持不变，则速度大小保持不变，则( )( )A.A.它的加速度为零它的加速度为零B.B.它所受合外力为零它所受合外力为零C.C.它做的是变速运动它做的是变速运动D.D.它做的是匀速运动它做的是匀速运动ABC C不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。