第五章 抛体运动 讲义-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

5-1 曲线运动 1、 曲线运动及其速度的方向 1、曲线运动：轨迹是曲线的运动 2、速度方向：曲线运动中速度方向是时刻改变的，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向 3、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 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。 二、曲线运动的条件 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、条件 (1)物体具有初速度。 (2)物体受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上，而是成一角度。 2、做曲线运动的物体，所受合力的方向总是与速度方向不共线且指向曲线的凹侧。 判断直线还是曲线运 关键看a、 v是否同一直线;判断匀变速还是变加速关键看a、v是否恒定 物体受恒力作用，合力与速度成锐角，则物体做 曲线运动，速率将增大 5.2 运动的合成与分解 一、一个平面运动的实例——蜡块在平面内的运动 1. 蜡块在做什么样的运动？它的轨迹是直线还是曲线？ 2. 蜡块速度的大小和方向是否发生变化 如果一个蜡块在x方向以速度vx做匀速直线运动，在y方向以速度vy 做匀速直线运动，试分析：蜡块的运动轨和迹蜡块的运动速度 1、建立坐标系 研究物体的运动时，坐标系的选取很重要。研究物体在平面内的运动时，可以选择平面直角坐标系。 在研究蜡块的运动时，我们以蜡块开始匀速运动的位置为原O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为 x轴和 y 轴的方向，建立平面直角坐标系 水平分速度：vx 水平分位移：x = vxt 竖直分速度：vy 竖直分位移：y = vyt 2、蜡块运动的轨迹 要确定蜡块运动的轨迹，首先要确 定任意时刻蜡块的位置。我们设法写出蜡块的坐标随时间变化的关系式。 二、运动的合成与分解 我们看到蜡块向右上方的运动可以看成由沿玻璃管向上的运动和水平向右的运动共同构成。蜡块沿玻璃管向上的运动和它随着玻璃管向右的运动，都叫作分运动；而蜡块相对于黑板向右上方的运动叫作合运动。 由分运动求合运动的过程，叫作运动的合成； 由合运动求分运动的过程，叫作运动的分解。 运动的合成与分解遵从矢量运算法则—平行四边形定则 1. 分运动与合运动 （1）合运动与分运动 —在物理学中，如果一个物体实际发生的运动产生的效果跟另外两个运动产生的效果相同，我们就把物体的实际运动叫做这两个运动的合运动，这两个运动叫做这一实际运动的分运动 （2）合运动与分运动的关系： 等时性——合运动和分运动经历的时间相等。 独立性——各分运动独立进行，互不影响。 等效性——各分运动的规律叠加起来和合运动的规律等效。 三、小船渡河问题的分析方法 1、小船在有一定流速的水中渡河时，将船渡河的运动看作参与两个方向的分运动，即随水以速度 v水 漂流的运动和以速度 v船 相对于静水的划行运动，这两个分运动互不干扰具有等时性。 注意：船的实际运动 v（相对于河岸的运动）——是合运动。 【例2】一条宽度为L的河流，已知船在静水中的速度为V船，水流速度为V水，那么：小船如何渡河时间最短？怎样渡河位移最小？ 【解析】设船头斜向上游与河岸成任意角θ，这时船速在垂直于河岸方向的速度分量：v1=v水sinθ 渡河所需时间为：t=L /v水sinθ 船头与河岸垂直时，渡河时间最短： t min=L /v水 【解析】渡河的最小位移即河的宽度。为了使渡河位移等于L，必须使船的合速度V的方向与河岸垂直。这是船头应指向河的上游，并与河岸成一定的角度θ。 根据三角函数关系有：V水cosθ-V船=0. ∵　0≤cosθ≤1 ∴　只有在V船>V水时，船才有可能垂直于河岸横渡。 【练习】河宽L＝300 m，水速u＝1 m/s，船在静水中的速度v＝3 m/s，欲分别按下列要求过河时，船头应与河岸成多大角度？过河时间是多少？ （1）以最短时间过河； （2）以最小位移过河； （3）到达正对岸上游100 m处． 5.3 实验：探究平抛运动的特点 以一定的速度将物体抛出，在空气阻力可以忽略的情况下，物体只受重力的作用，这时的运动叫作抛体运动。 如果初速度是沿水平方向的，这样的抛体运动就叫作平抛运动。 一、实验目的： (1)描绘出平抛物体的运动轨迹； (2)判断轨迹是否是抛物线； (3)求出平抛运动物体的初速度。 二、实验原理： 平