高中第一节 曲线运动课文内容课件ppt

这是一份高中第一节 曲线运动课文内容课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了必备知识自主学习，关键能力合作探究，课堂检测素养达标，课时作业巩固演练，切线方向，不在同一直线上等内容，欢迎下载使用。

一 认识曲线运动　物体做曲线运动的速度方向1．物体的运动 是曲线，这类运动称为曲线运动。2．速度的方向：在曲线运动中，质点在某一位置的速度方向与曲线在这一点的 一致。3．运动性质：做曲线运动的质点的速度 时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是 运动。
[思考]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。
二 物体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向与它的速度方向 时，物体做曲线运动。
[判断正误](1)做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。( )(2)当物体所受合外力方向与速度方向不共线时，物体做曲线运动。( )(3)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。( )(4)物体做曲线运动时，合外力一定是变力。( )(5)物体做曲线运动时，合外力一定不为零。( )(6)物体做曲线运动时，加速度可能为零。( )
　 对曲线运动性质的理解　 以初速度v0抛出一个物体，物体在空中做曲线运动，如图所示，则：(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向是怎样的？提示：(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向沿相应点的切线方向。
(2)物体的运动是一种什么性质的运动？提示：(2)因速度方向时刻在变化，故物体的运动为变速运动。
1．曲线运动的速度(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．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
[易错提醒](1)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(2)只要物体所受的合力为恒力，它一定做匀变速运动，可能是直线运动也可能是曲线运动。
　下列说法正确的是(　　)A．做曲线运动的物体，速度的方向必定变化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．加速度变化的运动必定是曲线运动
[解析]　在曲线运动中，运动质点在任一点的速度方向就是通过这一点的曲线的切线方向，所以曲线运动的速度方向一定变化，故A正确；速度是矢量，若速度大小变化，方向不变，且速度方向与加速度方向在一条直线上，物体做变速直线运动，故B错误；物体做曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不在一条直线上，与加速度是否为恒量无关，故C错误；加速度是矢量，若加速度方向不变，只是大小发生变化，且加速度方向与速度方向在一条直线上，物体做变速直线运动，故D错误。
[归纳总结]关于曲线运动的两点说明(1)一定是变速运动：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否改变，因其矢量性，物体的速度在时刻变化，即曲线运动一定是变速运动。(2)不一定是变加速运动：曲线运动是否为匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。
1．做曲线运动的物体在运动过程中，下列说法正确的是(　　)A．速度大小一定改变B．加速度大小一定改变C．速度方向一定改变D．加速度方向一定改变
解析：曲线运动中某点的速度方向沿轨迹在该点的切线方向，故曲线运动中速度方向一定改变，速度大小可以不变，A错误，C正确。曲线运动的加速度不一定变化，故B、D错误。
2.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目。如图所示，翻滚过山车(可看作质点)从高处冲下进入圆形轨道内，下列说法正确的是(　　)A．过山车做匀速运动B．过山车做变速运动C．过山车受到的合力等于零D．过山车经过A、C两点时的速度方向相同
解析：过山车做曲线运动，速度方向不断变化，选项A错误，B正确；力是改变运动状态的原因，选项C错误；经过A、C两点时速度方向相反，选项D错误。
　曲线运动的条件及其应用  如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度。为便于观察，在离开滑轨处沿小铁球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线。甲、乙两图中小球在水平面上做什么运动？
提示：甲图中小球受到的合外力与小球的速度方向相同，小球做直线运动。乙图中小球受到的合外力与小球的速度方向不共线，小球做曲线运动。
1．物体做曲线运动的条件(1)动力学条件：物体受到的合外力方向与速度方向不共线。(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不共线。2．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，指向轨迹的凹侧。(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，其轨迹向合外力所指的方向弯曲。
设物体受到的合外力方向和速度方向的夹角为θ，则：
　质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，而保持F2、F3不变，则质点(　　)A．一定做匀变速运动B．一定做直线运动C．一定做非匀变速运动D．一定做曲线运动
[思路点拨]　判断该题要注意分析撤去F1后，物体所受的合力是否为恒力以及合力与物体运动速度方向间的关系。
[解析]　由题意可知，当突然撤去F1而保持F2、F3不变时，质点受到的合力大小与F1等大，方向与F1方向相反，故一定做匀变速运动。在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做匀变速直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上)，也可能做匀变速曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上)。综上所述，A正确，B、C、D错误。
[归纳总结]粗心的同学往往会将“平衡状态”仅仅理解为“静止状态”，而忽略了匀速直线运动状态，从而误认为质点一定做匀变速直线运动。因此要全面分析问题，认真思考问题中可能出现的各种情况。
3．对做曲线运动的物体，下列说法正确的是(　　)A．速度与合外力不可能在同一条直线上B．加速度与合外力可能不在同一条直线上C．加速度与速度可能在同一条直线上D．合外力的方向一定是变化的
解析：从物体做曲线运动的条件可知，速度与合外力不可能在同一条直线上，所以A正确；根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，即速度与加速度不可能在同一条直线上，所以B、C错误；在恒力作用下，物体也可以做曲线运动，只要合外力与速度不共线就可以，所以D错误。
合力方向与曲线运动轨迹的关系1．由于曲线运动的速度方向总是变化，合力不为零，合力垂直于速度方向的分力改变速度的方向，所以合外力总指向运动轨迹的凹侧，即曲线运动的轨迹总偏向合外力所指的一侧。
如图所示，汽车在一段弯曲水平路面上匀速行驶，下列关于该汽车受到的水平方向的作用力的示意图，可能正确的是(图中F为汽车受的合力，f为汽车行驶时所受阻力)(　　)
解析：汽车行驶时所受阻力f总与该时刻它的速度方向相反，故选项D错误。做曲线运动物体所受合力的方向不仅与其速度方向不共线，而且总是指向轨迹曲线的内侧，故选项A、B错误，C正确。
1．(多选)物体做曲线运动时，其加速度(　　)A．一定不等于零　　　　　B．可能不变C．一定改变 D．一定不变解析：物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上，故合力肯定不为零，其加速度必定不为零，A正确。合力可能是恒力，也可能是变力，故加速度可能不变，也可能改变，B正确，C、D错误。
2．(多选)一个质点受到恒力F1的作用，由静止开始运动，保持恒力F1不变，突然又增加一个方向与F1的方向垂直的恒力F2的作用，则该质点此后(　　)A．仍做直线运动B．可能做变加速直线运动C．一定做曲线运动D．速度的大小一定增加
解析：质点由静止开始运动，运动方向一定与F1的方向相同，突然受到方向与F1的方向垂直的恒力F2作用后，合力的方向一定不会与F1的方向相同，即不会与速度方向相同，质点一定做曲线运动，A、B错误，C正确。由平行四边形定则可知，增加F2作用后质点所受合力方向与速度方向之间的夹角θ<90°，即合力在速度方向的分力与速度同向，所以速度的大小一定增加，D正确。
3．(多选)如图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，则下列说法中正确的是(　　)A．D点的速率比C点的速率大B．B点的速率比A点的速率大C．A点的加速度比D点的加速度大D．从B点到E点加速度与速度的夹角一直减小
解析：由题意，质点运动到B点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，速度沿B点轨迹的切线方向，则知加速度方向向下，合外力也向下，质点做匀变速曲线运动，合外力恒定不变，质点由C到D的过程中，合外力方向与速度方向间的夹角为锐角，速率越来越大，即D点的速率比C点速率大，故A正确；质点由A到B过程中，合外力方向与速度方向间的夹角为钝角，速率越来越小，即B点的速率小于A点的速率，故B错误；质点做匀变速曲线运动，加速度不变，合外力也不变，故C错误；由分析可知，质点由B到E过程中，合外力的方向向下，速度的方向从水平向右变为斜向下，加速度与速度的夹角一直减小，故D正确。
4．如图所示，一质点从M点到N点做曲线运动，当它通过P点时，其速度v和加速度a的关系可能正确的是(　　)