5.1曲线运动—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第二册课件 有素材

第五章 抛体运动 1 曲线运动 平遥县第二中学校 刘壮 汽车在弯曲的引桥上的运动是什么运动？为什么？ 思考与交流 图中的飞机的运动是什么运动？为什么？ 图中的汽车在盘山公路上的运动是什么运动？为什么？ 图中弯曲的引桥、烟雾和公路，对于运动物体（汽车、飞机、汽车）来说，它们共同的本质是什么？ 曲线运动 1.定义：运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动（Curvilinear motion）。 探究与分析 图中小球沿虚线所示的轨迹运动，小球在A、B位置时的速度方向如何？ A B 图中显示了砂轮打磨金属块时，脱落“火星”的运动轨迹。“火星”在脱落前瞬间的速度方向如何？ 图中显示了旋转陀螺边沿甩出的红墨水的印迹。墨水在离开陀螺边沿瞬间的速度方向如何？ 图是从不同（任意）出口处滚出小球留下的轨迹，你能从中归纳得到怎样的结论？ 曲线运动 1.定义：运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动（Curvilinear motion）。 2.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 复习与回顾 1.速度：物理学中用位移与发生这段位移所用时间之比表示物体运动的快慢， 这就是速度（velocity）。 2.速度的方向：速度是矢量，它既有大小，又有方向。 速度的方向（物体运动的方向）和位移的方向相同。 3.变速运动：速度发生变化的运动。包括以下三种：速度的大小变化、速度的 方向变化、速度的大小和方向都变化。 4.匀变速运动：速度发生变化，加速度不变的运动。 B 曲线运动的方向 假设图中的曲线是某一质点的运动轨迹。 A 若质点在某一段时间内从B点运动到A点，则质点的平均速度方向由B点指向A点。 当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。 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。 切线 曲线运动 1.定义：运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动（Curvilinear motion）。 2.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3.变速运动：速度是矢量，既有大小，又有方向。由于曲线运动中速度 的方向是变化的，所以曲线运动是变速运动。 实验探究 假设木板是光滑的，三种情况下，小球分别做什么运动？ 小球在木板上运动时，哪几个速度发生了变化？为什么发生变化？ 实验探究 如图所示，在水平面上放置倾斜的轨道和几块泡沫构成的曲线轨道，其中1、2、3、4块可撤除，当小球在轨道中运动时，撤除哪几块将改变小钢球的运动轨迹？为什么？ 曲线运动 1.定义：运动轨迹为曲线的运动称为曲线运动（Curvilinear motion）。 2.速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3.变速运动：速度是矢量，既有大小，又有方向。由于曲线运动中速度 的方向是变化的，所以曲线运动是变速运动。 4.条件：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。 拓展延伸：曲线运动的轨迹、合力、速度的关系 1.哪头受力哪头偏：物体做曲线运动时，所受合力的方向总是指向曲线的凹侧，即轨 迹向合力所指的一侧弯曲，夹在速度方向和合力方向之间。 设质点沿如图所示的轨迹做曲线运动。 B A v1 v2 在t时刻质点位于A点，经Δt时间质点位于B点，它在A点和B点的瞬时速度分别用v1和v2表示。 v2 Δv 那么在Δt时间内质点的平均加速度应表示为 式中， Δv是速度变化量， 的方向与Δv的方向相同，根据矢量运算法则， Δv的方向如图所示，即的方向指向曲线的凹侧。 由牛顿第二定律可知，质点所受合力的方向与其加速度的方向相同，所以，做曲线运动的物体所受合力的方向总指向曲线的凹侧。 拓展延伸：曲线运动的轨迹、合力、速度的关系 2.速度方向与受力方向成锐角，加速运动；速度方向与受力方向成钝角，减速运动。 研究曲线运动中速度大小的变化情况时，可将物体所受的合力沿速度所在直线的方向(切线方向)和垂直速度的方向(法线方向)进行分解，如图中的甲，乙两图所示。 切线方向上的分力F1，将产生切向加速度，其作用是改变速度的大小，而垂直速度方向上的分力F2将产生法向加速度，其作用是改变速度的方向。 由此可以得出， 当F与v的夹角为锐角时，F1与v 同向，物体在切线方向上做加速运动，速度越来越大； 当F与v的夹角为钝角时， F1与v反向，物体在切线方向上做减速运动，速度越来越小； 当F与v垂直时