第5.1节 曲线运动-2021-2022学年高一物理同步教学优质特色课件（人教版2019必修第二册）

曲线运动 人教版高中物理 必修2 新知导入 我手上是一块糖，现在我将糖竖直向上抛出,你观察到的糖的运动轨迹是怎样的呢？ 实验1：竖直向上将糖抛出 糖的运动轨迹是直线。 新知导入 实验2：斜抛出糖果 现在我再来抛一次糖，谁接住了，这块糖就归谁了。但是不能光忙着接糖，要注意观察糖的运动轨迹发生了怎样的变化？ 可以看到糖的运动轨迹已经不再是直线了，糖在空中划过了一道优美的曲线。 今天咱们就来研究这种不同于直线运动的运动形式——曲线运动 新知讲解 一、曲线运动及其速度的方向 1、曲线运动：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 新知讲解 思考：曲线运动和直线运动相比，除运动轨迹不同，还有什么不同？ 你能举例说明吗？ 2、曲线运动的速度方向 除运动轨迹不同，还有曲线运动的速度方向在不断变化。例如运动员掷链球时的运动。 新知讲解 运动员掷链球的视频 新知讲解 运动员掷链球时，链球在手的牵引下做曲线运动，一旦运动员放手，链球即刻飞出。放手的时刻不同，链球飞出的方向也不一样。可见，做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。 新知讲解 下面我们来研究做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向。 观察做曲线运动物体的速度方向 演 示 1、实验器材 白纸、几段弧形轨道、沾有红色印泥的钢球。 A B C 新知讲解 （1）在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。 （2）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，钢球从出口 A 离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，即为钢球在 A 点的运动方向。 2、实验步骤 新知讲解 （3）拆去一段轨道，出口改在 B。用同样的方法可以记录钢球在 B 点的运动方向。 思考讨论：白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系？ A B C 白纸上的印迹与轨道（曲线）相切。 新知讲解 知识拓展：数学概念——曲线的切线 在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线，切线指的是什么？ B O A 新知讲解 如图：过曲线上的 A、B 两点作直线，这条直线AB叫作曲线的割线。 切线 B A 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。 新知讲解 假设图中的曲线是某一质点在时间△t内的运动轨迹。这段时间内的位移 即为割线AB，平均速度的方向就是割线AB的方向。如果△t取得越小，平均速度的方向依次变为割线AC、AD、AE、AF…的方向。当△t→0时,割线就成了切线，即平均速度极限值即为A点的瞬时速度，它的方向便在过A的切线方向上。 B A 切线 C D E F 新知讲解 3、实验结论 曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 火星飞出的方向为砂轮边缘上接触点的切线方向。 V火星 新知讲解 常见曲线运动中的瞬时速度的方向。 新知讲解 思考：请同学们结合已有知识来判定曲线运动是匀速运动还是变速运动？ 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。 练习1：质点沿曲线从左向右运动，画出质点在A、B、C 三点的速度方向。 A B C vA vC vB 练习2：下列说法正确的是（ ） A、做曲线运动物体的速度方向必定变化 B、速度变化的运动必定是曲线运动 C、曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向，就是曲线上这一点的切线方向 D、物体做曲线运动，速度大小必定变化 新知讲解 AC 注意事项（1）变速运动指速度变化的运动。速度的变化有：速度大小变化、速度方向变化、速度大小和方向都变化。在物体运动的过程中，即使速度大小不变，但方向变化，仍为曲线运动。 （2）做曲线运动的物体，不管速度大小是否变化，只要其方向变化，速度就会发生变化，因此曲线运动必定是变速运动。 （3）作直线运动的物体，如果速度方向不变，其大小变化，也称为变速运动。 新知讲解 新知讲解 思考与讨论:物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？ 那么，物体受什么样的力才会做曲线运动呢？ 物体做曲线运动时，由于速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为 0，因此，物体所受的合力一定不为 0。但如果物体所受的合力方向与物体运动的方向在一条直线上时，物体会做变速直线运动。 二、物体做曲线运动的条件 新知讲解 观察钢球的运动轨迹 演 示 实验器材 钢球、磁铁、带有斜槽的桌面。 实验步骤 （1）让钢球从斜槽上沿直线下滑，在水平面上做直线运动。 （2）在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁观察钢球的运动。 新知讲解 观察钢球的运动轨迹视频 新知讲解 实验结论：当物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。 1、物体做曲