内容正文:
1.曲线运动
1.知道曲线运动的速度的方向,知道曲线运动是一种变速运动。
2.知道物体做曲线运动的条件,并能用于分析曲线运动的一些实例。
[来源:学科网ZXXK]
1.曲线运动的速度方向
(1)把轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
(2)做曲线运动的物体,速度的方向在不断变化。
(3)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。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。
(4)做曲线运动时,质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
(5)曲线运动是变速运动
①速度是矢量,它既有大小,又有加速度。
方向发生改变,就表示速度发生了变化,也就具有了方向。不论速度的大小是否改变,只要速度的
②在曲线运动中,速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
2.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不在同一直线上时,物体做曲线运动。
(2)运动学角度:当物体的加速度方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
判一判
(1)物体做曲线运动时,合力一定是变力。( )
(2)物体做曲线运动时,合力一定不为零。( )
(3)物体做曲线运动时,加速度一定不为零。( )
提示:(1)× 物体做曲线运动时,合力一定与速度不共线,但不一定变化。
(2)√ 若物体所受合力为零,物体将做匀速直线运动或静止,所以做曲线运动的物体,所受合力一定不为零。
(3)√ 物体做曲线运动时速度不断变化,所以加速度一定不为零。
课堂任务 曲线运动的速度方向
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”。
活动1:如甲图所示,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,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A端或拆去一段轨道后从B端滚出时的速度方向有什么特点?
提示:与弯道在A点或B点处的切线重合。
活动2:如乙图所示,曲线是某一质点的运动轨迹,若质点从B点运动到A点,则其平均速度方向是什么?当B点与A点的距离接近0时,质点在A点的速度方向是什么?
提示:平均速度方向由B点指向A点。当B点与A点的距离接近0时,质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向。
活动3:曲线运动一定是变速运动吗?加速度可以为零吗?
提示:曲线运动经过某一点时的速度方向是沿曲线上该点的切线方向,曲线运动的速度方向时刻在变化,不论其速度大小是否变化,其速度一定变化,因此曲线运动一定是变速运动,加速度一定不为零。
活动4:讨论、交流、展示,得出结论。
1.曲线运动的速度
(1)速度的方向:质点在某一点的速度方向,是沿曲线在这一点的切线方向。
(2)曲线运动的速度特点
曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向,就是曲线上这一点的切线方向。所以曲线运动的速度方向时刻在变化。
2.曲线运动的性质及分类
(1)性质: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,加速度一定不为零,所受合外力一定不为零。
(2)分类:①匀变速曲线运动:加速度恒定;②非匀变速曲线运动:加速度变化。
3.运动的五种类型
例1 关于运动的性质,以下说法中正确的是( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.加速度不变的运动一定是直线运动
(1)如何判断一个运动是否为变速运动?
提示:分析物体速度的大小、方向是否变化,只要有一个变化则为变速运动。
(2)如何判断一个运动是否为变加速运动?
提示:判断一个运动是否为变加速运动,只要看物体的加速度是否变化。不变,为匀变速运动;变化,为变加速运动。与物体是做直线运动还是曲线运动无关。
[规范解答] 做曲线运动的物体速度方向时刻变化,所以曲线运动一定是变速运动,A正确。变速运动可能是速度的大小在变化而方向不变,所以不一定是曲线运动,B错误。曲线运动可能是变加速曲线运动,也可能是匀变速曲线运动,C错误。加速度不变的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,D错误。
[完美答案] A
曲线运动性质的两种判断方法
(1)看物体所受的合力。做曲线运动的物体所受的合力若为恒力,则物体做匀变速曲线运动;若为变力,则物体做非匀变速曲线运动。
(2)看物体的加速度。做曲线运动的物体的加速度若恒定不变,则物体做匀变速曲线运动;若加速度变化,则物体做非匀变速曲线运动。
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,过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A、B、C三点。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.过山车受到的合外力等于零
D.过山车经过A、C两点时的速度方向相