【高中物理】高中物理(人教版)必修2同步教师用书:-第5章-1.曲线运动.doc
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1、1曲线运动学 习 目 标知 识 脉 络1.知道什么是曲线运动2会确定曲线运动速度的方向,知道曲线运动是变速运动(重点)3理解什么是合运动、分运动4掌握运动的合成与分解的方法(难点)5知道物体做曲线运动的条件(重点)曲 线 运 动 的 位 移 和 速度1曲线运动质点运动的轨迹是曲线的运动2建立坐标系研究在同一平面内做曲线运动的物体的位移时,应选择平面直角坐标系3位移的描述对于做曲线运动的物体,其位移应尽量用坐标轴方向的分矢量来表示图5114速度的方向质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向5运动性质做曲线运动的质点的速度的方向时刻发生变化,即速度时刻发生变化,因此曲线运动一定是变速运动6速度
2、的描述用速度在相互垂直的两个方向的分矢量表示,这两个分矢量叫做分速度1李娜打出的网球做曲线运动()2位移的分矢量不能用坐标表示()3喷泉中斜射出的水流,其速度方向沿切线方向()4曲线运动的速度可以不变()在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处的火星沿什么方向飞出?转动雨伞时,雨伞上的水滴沿什么方向飞出?由以上两种现象你能得出什么结论?【提示】火星将沿砂轮与刀具接触处的切线方向飞出,雨滴将沿伞边上各点所在圆周的切线方向飞出由这两种现象可以看出,物体做曲线运动时,在某点时的速度方向应沿该点所在轨迹的切线方向如图512所示,游乐场中的摩天轮在竖直方向上转动图512探讨1:当乘客到达最高点时,乘客这一时刻
3、的速度沿什么方向?【提示】沿水平方向探讨2:当摩天轮匀速转动时,乘客的速度是否发生变化?【提示】乘客做曲线运动,速度方向不断变化1曲线运动的速度特点曲线运动速度的特点:一是速度时刻改变;二是速度方向总是沿切线方向(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向,就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向,也就是曲线上这一点的切线方向(2)速度是一个矢量,既有大小,又有方向,假如在运动过程中只有速度大小的变化,而物体的速度方向不变,则物体只能做直线运动因此,若物体做曲线运动,表明物体的速度方向发生了变化2运动的五种类型轨迹特点加速度特点运动性质直线加速度为零匀速直线运动加速度不变匀
4、变速直线运动加速度变化变加速直线运动曲线加速度不变匀变速曲线运动加速度变化变加速曲线运动1(多选)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B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D做曲线运动的物体一定有加速度【解析】任何曲线运动的速度方向时刻变化,一定有加速度,故A、D正确速度方向变化、速度变化的运动不一定是曲线运动,如竖直上抛运动,速度发生变化,在最高点速度方向发生变化,而轨迹为直线,故B、C错【答案】AD2.如图513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,关于铅球在B点的速度方向,下列说法正确的是()
5、 【导学号:50152000】图513A为AB的方向B为BD的方向C为BC的方向 D为BE的方向【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,如题图中铅球实际沿ABC方向运动,故它在B点的速度方向应为切线BD的方向,B正确【答案】B3假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是()图514A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C沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D上述情况都有可能【解析】赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何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被甩出的后轮的速度方向就是甩
6、出点所在轨迹的切线方向所以C选项正确【答案】C曲线运动性质的两种判断方法1看物体的合外力若物体的合外力为恒力,则它做匀变速曲线运动;若物体的合外力为变力,则它做非匀变速曲线运动2看物体的加速度若物体的加速度不变,则它做匀变速曲线运动;若物体的加速度变化,则它做非匀变速曲线运动运 动 描 述 的 实 例1蜡块的位置(如图515所示)图515蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy,玻璃管向右移动的速度设为vx.从蜡块开始运动的时刻计时,于是在时刻t,蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示,xvxt,yvyt.2蜡块的速度大小v ,速度的方向满足tan .3蜡块的运动轨迹:yx是一条过原点的直线1蜡块
7、的水平速度、竖直速度与实际速度三者满足平行四边形定则()2水平速度增大时,竖直速度也跟着增大()3合运动的时间一定比分运动的时间长()微风吹来,鹅毛大雪正在沿倾斜方向缓缓降落,为寒冷的冬天增加了一道美丽的风景线,试问雪花在降落时同时参与了哪两个方向上的运动?图516【提示】雪花同时参与了竖直向下和水平方向上的直线运动如图517所示,跳伞运动员打开降落伞后从高空下落图517探讨1:跳伞员在无风时竖直匀速下落,有风时运动员的实际运动轨迹还竖直向下吗?竖直方向的运动是跳伞员的合运动还是分运动?【提示】有风时不竖直向下运动无风时跳伞员竖直匀速下落,有风时,一方面竖直匀速下落,一方面在风力作用下水平运动
8、因此,竖直匀速下落的运动是跳伞员的分运动探讨2:已知跳伞员的两个分运动速度,怎样求跳伞员的合速度?【提示】以两个分速度为邻边作平行四边形,应用平行四边形定则求合速度1合运动与分运动(1)如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就是分运动(2)物体的实际运动一定是合运动,实际运动的位移、速度、加速度就是它的合位移、合速度、合加速度,而分运动的位移、速度、加速度是它的分位移、分速度、分加速度2合运动与分运动的关系等效性各分运动的共同效果与合运动的效果相同等时性各分运动与合运动同时发生和结束,时间相同独立性各分运动之间互不相干,彼此独立,互不影响同体性各分运动与合
9、运动是同一物体的运动3.合运动与分运动的求法(1)运动合成与分解:已知分运动求合运动,叫运动的合成;已知合运动求分运动,叫运动的分解(2)运动合成与分解的法则:合成和分解的内容是位移、速度、加速度的合成与分解,这些量都是矢量,遵循的是平行四边形定则(3)运动合成与分解的方法:在遵循平行四边形定则的前提下,处理合运动和分运动关系时要灵活选择方法,或用作图法、或用解析法,依情况而定,可以借鉴力的合成和分解的知识,具体问题具体分析4(多选)关于运动的合成与分解,下列说法正确的是()A合运动的位移是分运动位移的矢量和B合运动的速度一定会比其中任何一个分速度大C合运动的时间与分运动的时间相等D若合运动是
10、曲线运动,则分运动中至少有一个是曲线运动【解析】位移是矢量,合位移是分位移的矢量和,选项A正确;速度也是矢量,满足平行四边形定则,根据平行四边形的特点,合速度可以比分速度小,选项B错误;根据合运动与分运动的等时性,选项C正确;两个直线运动的合运动也可以是曲线运动,例如,互成夹角的匀速直线运动与匀加速直线运动合成时,合运动是曲线运动【答案】AC5如图518所示,在玻璃管的水中有一红蜡块正在匀速上升,若红蜡块在A点匀速上升的同时,使玻璃管从AB位置水平向右做匀加速直线运动,则红蜡块实际运动的轨迹是图中的() 【导学号:50152001】图518A直线PB曲线QC曲线R D三条轨迹都有可能【解析】红
11、蜡块参与了竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀加速直线运动这两个分运动,实际运动的轨迹即是合运动的轨迹由于它在任意一点的合速度方向是向上或斜向右上的,而合加速度就是水平方向的加速度,方向是水平向右的,合加速度和合速度之间有一定夹角,故轨迹是曲线又因为物体做曲线运动的轨迹总向加速度方向偏折(或加速度方向总指向曲线的凹向),故选项B正确【答案】B6一艘船的船头始终正对河岸方向行驶,如图519所示已知船在静水中行驶的速度为v1,水流速度为v2,河宽为d.则下列判断正确的是()图519A船渡河时间为B船渡河时间为C船渡河过程被冲到下游的距离为dD船渡河过程被冲到下游的距离为d【解析】船正对河岸运动,渡
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