物理1 曲线运动精品ppt课件

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1.知道做曲线运动的物体的速度方向,做曲线运动的条件。(物理观念)2.理解物体的曲线运动是变速运动,理解物体做曲线运动的条件,会运用牛顿运动定律,分析讨论物体做曲线运动的条件。(科学思维)3.通过实验归纳物体做曲线运动的条件。(科学探究)
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一、曲线运动的速度方向做曲线运动的物体,速度的　　　　在不断变化。 1.切线:如图所示,过曲线上的A、B两点作直线,这条直线叫作曲线的割线,当B点非常非常　 　A点时,这条　　　就叫作曲线在A点的切线。 
2.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿　　　　在这一点的　　　　方向。 3.运动性质:曲线运动是　　　　运动。 
二、物体做曲线运动的条件1.动力学角度:当物体所受合力的方向与它的速度方向　 　　　　　　时,物体做曲线运动。 
2.运动学角度:物体的加速度方向与它的速度方向　　 　　　　　时,物体做曲线运动。 
无力不拐弯,拐弯必有力
情境链接上面两幅图片中篮球的运动和过山车的运动轨迹都是曲线,它们在每一时刻的速度方向是否相同?
教材拓展按照教材P4“做一做”,请思考曲线运动的速度方向与轨迹曲线有什么关系?
提示 曲线运动的速度方向就是轨迹曲线的切线方向。
易错辨析(1)曲线运动的速度方向可能不变。(　　)(2)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。(　　)(3)做曲线运动的物体,加速度一定不为零。(　　)(4)做曲线运动的物体,速度与合力不可能在同一条直线上。(　　)(5)物体受恒力作用不可能做曲线运动。(　　)
解析 曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向,所以速度方向不可能不变。
解析 只要力与速度不在同一直线上,物体就做曲线运动,不管是恒力还是变力。
探究点一　曲线运动的性质与特点
如图所示,孩子们在做“丢沙包”游戏。(1)丢出的沙包在空中做什么运动?(2)沙包运动的速度在不同时刻有什么特点?曲线运动一定是变速运动吗?
要点提示 (1)曲线运动。(2)速度方向时刻发生变化,都沿该时刻曲线的切线方向;曲线运动一定是变速运动。
1.曲线运动的速度(1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处的切线方向一致,故其速度的方向时刻改变。(2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但速度的大小不一定变化。
2.曲线运动的性质及分类(1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动一定是变速运动。(2)分类
特别提示　曲线运动是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。
【例1】 如图所示,篮球投出后在空中飞行过程中,若不计空气阻力,篮球的运动将是(　　)A.曲线运动,加速度大小和方向均改变,是变加速曲线运动B.曲线运动,加速度方向不变,大小改变,是匀变速曲线运动C.曲线运动,加速度大小和方向均不变,是匀变速曲线运动D.曲线运动,加速度大小和方向均不变,是变加速曲线运动
解析 篮球投出后在空中只受重力,故加速度为重力加速度,大小和方向均不变,由题图可知,初速度和重力加速度不在同一条直线上,篮球做曲线运动,综上可知篮球做匀变速曲线运动,故C正确,A、B、D错误。
1.(2023广东珠海高一期末)如图所示,甲图是从高空拍摄的北京冬奥会钢架雪车赛道的实景图,乙图是其示意图。比赛时,运动员从起点沿赛道快速向终点滑去,先后经过A、P、B、C、D五点。运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是(　　)A.A点B.B点C.C点D.D点
解析 根据曲线运动某点的速度方向沿着该点的切线方向,由图可知运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是A点,A正确。
如图所示,一架匀速飞行中的战斗机在某时刻以水平速度释放了一枚炸弹。
(1)炸弹的飞行轨迹是直线还是曲线?其初速度方向与所受的重力方向在一条直线上吗?(2)炸弹飞行过程中,其轨迹与受到的重力方向有什么关系?
探究点二　对曲线运动条件的理解
要点提示 (1)炸弹的飞行轨迹为曲线,其初速度方向与所受的重力方向不在一条直线上。(2)炸弹做曲线运动时,其轨迹向其所受重力方向弯曲。
1.曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹的关系
2.物体的运动与合力的关系如图所示,设合力F与物体速度v间的夹角为θ,则:
特别提示　(1)当合力F大小恒定时,物体做匀变速直线运动或匀变速曲线运动。(2)当合力F大小变化时,物体做变加速直线运动或曲线运动。
【例2】 如图所示,一物体仅在三个共点恒力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动,其中F1斜向右上方,F2竖直向下,F3水平向左。某时刻撤去其中的一个力,其他力的大小和方向不变,则下列说法正确的是(　　)A.如果撤去的是F1,则物体做匀变速曲线运动,速率减小B.如果撤去的是F1,则物体做加速度变化的曲线运动C.如果撤去的是F2,则物体做匀变速曲线运动,速率将保持不变D.如果撤去的是F3,物体将向右做匀减速直线运动
解析 物块在三个共点力F1、F2、F3的作用下以速度v0水平向右做匀速直线运动,说明三个共点力平衡,如果撤去F1,则F2、F3的合力与F1等大反向,合力与初速度不在一条直线上,物块做匀变速曲线运动,合力与运动方向的夹角大于90°,对运动起到阻碍效果,所以速率减小,故A正确,B错误;由上述分析可知,撤去F2之后,物块加速度保持不变,合力与运动方向的夹角由90°减小到小于90°,对运动起到助推效果,所以速率增大,故C错误;撤去F3后,合力水平向右,合力与速度方向相同,所以物块向右做匀加速直线运动,故D错误。
2.在光滑水平桌面上建立直角坐标系xOy,滑块位于坐标原点O处,现给滑块一沿y方向的初速度v0,同时在x方向施加一恒力F,经过一段时间后撤去F,则滑块的运动轨迹可能为(　　)
解析 给滑块一沿y方向的初速度v0,同时在x方向施加一恒力F,速度方向与恒力F方向不在同一方向上,则滑块将做匀变速曲线运动,曲线的凹侧沿x方向;经过一段时间后撤去F时,此时的速度沿曲线的切线方向斜向右上,此后沿速度方向做匀速直线运动,故C正确。
1.(曲线运动的特点)(2023安徽蚌埠高一期末)下列说法正确的是(　　)A.做曲线运动的物体速度必定变化B.速度变化的运动必定是曲线运动C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动D.物体在变力作用下必定做曲线运动
解析 做曲线运动的物体运动方向时刻变化,所以速度必定变化,故A正确;速度变化有可能是大小变化而方向不变,所以速度变化的运动也可能是直线运动,故B错误;曲线运动的加速度与速度方向始终不在同一直线上,但加速度可以恒定不变,故C错误;物体在变力作用下运动时,有可能只是力的大小变化,而力的方向始终与速度方向共线,此时物体将做直线运动,故D错误。
2.(曲线运动的速度方向)(人教版必修第二册P5习题改编)高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,下列说法正确的是(　　)A.a、b、c、d四个点的速度方向均竖直向下B.a、c两个点的速度方向竖直向下C.b、d两个点的速度方向竖直向下D.c点的速度方向竖直向上
解析 由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,所以图中a点的速度方向竖直向下,b点的速度方向竖直向上,c点的速度方向竖直向下,d点的速度方向竖直向上,故选B。
3.(曲线运动的条件)(2023陕西西安高一期末)在航展上,歼击机进行了空中表演,其运动轨迹是曲线。歼击机在运动过程中,下列说法正确的是(　　)A.歼击机的速度可能不变B.歼击机所受合力大小一定不变C.歼击机所受合力方向与它的速度方向可能在一条直线上D.歼击机在曲线运动过程中所受合力一定指向曲线凹侧
解析 歼击机做的是曲线运动,速度方向时刻发生改变,故A错误;物体做曲线运动的条件:物体的初速度方向与力的方向不在同一条直线上,力的大小可以不变,也可以变化,故B错误;歼击机所受合力方向与它的速度方向存在夹角时,才能做曲线运动,在同一条直线上时做直线运动,故C错误;歼击机在曲线运动过程中所受合力一定指向曲线凹侧,故D正确。
4.(合力与速率变化的关系)(多选)物体做匀变速曲线运动轨迹的示意图如图所示。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直,则下列说法正确的是(　　)A.C点的速率小于B点的速率B.A点的加速度比C点的加速度大C.C点的速率大于B点的速率D.从A点到B点加速度方向与速度方向所成的角减小,速率减小
解析 因为物体做的是匀变速曲线运动,所以合力恒定,加速度恒定,在各点的加速度都相同,选项B错误。曲线运动合力的方向指向轨迹凹的一侧,已知在B点加速度方向竖直向下,即合力方向竖直向下,整个过程中合力方向一直向下。从B到C过程中,合力的夹角与速度方向的夹角为锐角,对运动起到助推效果,速率增大,即在C点的速率大于在B点的速率,选项C正确,A错误。从A点到B点加速度方向与速度方向所成的角从钝角变小,对运动起到阻碍效果,则速率减小,选项D正确。