内容正文:
5.1 曲线运动
人教版(2019)高中物理必修第二册
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曲线运动: 轨迹是曲线的运动
一、曲线的概念
砂轮与火星
雨伞与雨滴
二、曲线运动的速度方向
【探究】
由于惯性,火星以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出,雨滴以脱离雨伞时的速度言切线方向飞出。切线方向即为物体飞出时的速度方向
A
B
C
【结论】
(1)做曲线运动物体,在某一点的速度方向为:沿曲线在这一点的切线方向。
(2)曲线运动的方向时刻改变(速度是矢量,有大小有方向),故曲线运动是变速运动。
vA
vB
vC
加速度a≠0
合力F合≠0
运动的物体的速度
vA
vB
画出质点沿曲线从左向右运动时,在A、B、C三点的速度方向
★物理上的切线和数学上的切线不相同
【例题】
A
B
C
vC
一个小钢球在水平光滑面上正在做匀速直线运动,若给你一个磁铁,如何使小钢球做:
(1)加速直线运动:
F与V的方向相同
(2)减速直线运动:
F与V的方向相反
(3)曲线运动:
F与V成一角度
N
S
V0
N
S
N
S
【探究】
【实验结论】
物体做曲线运动的条件:
(动力学条件)
(运动学条件)
合力 F合 与速度 v 的方向不共线
加速度 a 与速度 v 的方向不共线
三、物体做曲线运动的条件
1、做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何?
物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间
2、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢?
合外力必指向运动轨迹的凹侧(内侧)
G
G
v2
v3
G
【思考】
F合(或 a )跟 v 在同一直线上
直线运动
a 恒定→匀变速直线运动
a 变化→变加速直线运动
F合(或 a )跟 v 不在同一直线上
曲线运动
a 恒定→匀变速曲线运动
a 变化→变加速曲线运动
说明:1.判断直线还是曲线运动关键看F合(或 a )与 v 是否同一直线;
2.判断匀变速还是变加速关键看加速度 a 是否恒定.
四、运动的分类
平抛运动
圆周运动
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五、曲线运动速率变化与力的关系
(1)当F合方向与v方向的夹角为锐角时,物体运动的速率将增大;
(2)当F合方向与v方向的夹角为钝角时,物体运动的速率将减小;
(3)当F合方向与v方向垂直时,物体运动的速率不变.
vA
F
F1
F2
vA
F
F1
F2
1.曲线运动是一种轨迹为曲线的运动.
2.曲线运动的特点:
轨迹是曲线
运动方向时刻在改变
变速运动,一定具有加速度,合外力不为零
3.做曲线运动的物体在某点速度方向是曲线在该点的切线方向
4.曲线运动的条件:运动物体所受合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上
课堂小结
5. F合方向与v方向的夹角
锐角,速率增大
钝角,速率减小
直角,速率不变
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课堂训练
1.翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。如图所示,翻滚过山车(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。下列说法中正确的是( )
A.过A点时的速度方向沿AB方向
B.过B点时的速度方向沿水平方向
C.过A、C两点时的速度方向相同
D.在圆形轨道上与过M点时速度方向相同的点在AB段上
B
2.某质点在几个恒力作用下做匀速直线运动,现突然将与质点速度方向相反的一个力旋转90°,则关于质点运动状况的叙述正确的是( )
A. 质点的速度一定越来越小 B. 质点的速度可能先变大后变小
C. 质点一定做匀变速曲线运动 D. 因惯性质点继续保持匀速直线运动
C
3.下列说法正确的是( )
A.做曲线运动的物体速度方向一定发生变化
B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动
C.速度变化的运动一定是曲线运动
D.加速度变化的运动一定是曲线运动
A
4.如图所示,物体以恒定的速率沿圆弧AB做曲线运动,下列对它的运动分析正确的是 ( )
A. 因为它的速率恒定不变,故做匀速运动
B. 该物体受的合外力一定不等于零
C. 该物体受的合外力一定等于零
D. 它的加速度方向与速度方向有可能在同一直线上
B
5.质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点,已知其速度逐渐减小,图中能正确表示质点在C点处受力的是( )
A B C D
C
6.如图所示,质点通过位置P时的速度、加速度及P附近的一段轨迹都在图上标出,其中可能正确的是( )
A. B. C. D.
C
7.(多选)物体受到几个力作用而做匀速直线运动,若突然撤去其中的一个力,