5.1 曲线运动 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

高一物理必修二 5.1 曲线运动 前面我们学习的运动都属于直线运动，尤其是其中的x-t、v-t、a-t图像都是应用于直线运动，但是生活中的实际运动比较复杂，多数情况下运动的方向（轨迹）都是改变的，也就是曲线运动。 例如：足球运动员踢出的香蕉球、地球的公转…… 一、曲线运动：运动轨迹是曲线的运动。 曲线运动不仅说明轨迹是曲线，而且也说明运动的方向的变化的。 对于做曲线运动的物体，怎么知道它在某一时刻（或某一位置）的运动方向呢？还有，在某一段时间内，运动方向是变化的，可以表示吗？ 我们借助于在管道内做曲线运动的钢球来探究： 如图，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，钢球在管道内做曲线运动。 你知道钢球在经过B点时的运动方向吗？ 钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢球在 A 点的运动方向。 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。 现象：曲线运动物体在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 观察如图两幅图片描述的现象，你能不能说清楚：砂轮打磨下来的炽热微粒和飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？ 数学中我们学过圆的切线。那么曲线的切线又是指什么呢？ A B1 割线 B2 B3 B4 B V 切线 当B点无限接近A点时，AB的割线就成了切线，这就是微元法。 1、曲线运动的方向：质点在某一点（或某一时刻）的速度方向沿曲线在这一点的切线方向。 在不同时刻，曲线运动的方向也是不同的，也就是说速度是变化的，运动状态是变化的，所以曲线运动的物体所受合力不为零，有加速度。 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（有加速度）。 1.曲线运动的轨迹是曲线； 2.曲线运动的运动方向时刻在改变； 3.曲线运动是变速运动，一定具有加速度，合外力不为零. 所以曲线运动的特点： 物体要做曲线的运动需要满足什么条件吗？ 一个在水平面上做直线运动的钢球，从旁边给它一个力，例如在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，观察钢球的运动。 F v 钢球原本有一个初速度，现在从旁边给它一个力，那么一方面，由于惯性，钢球要保持初速度方向的直线运动；另一方面，磁铁的吸引力使它向磁铁方向做加速运动，两个运动合成，得到了最终的实际效果：曲线运动。 F v 二、物体做曲线运动的条件 当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时，物体就做曲线运动. 做曲线运动的物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上. 1.动力学条件: 2.运动学条件: 简化 (1)F合或a 跟 v 在同一直线上 F合或a 恒定→匀变速直线运动 F合或a 变化→变加速直线运动 (2)F合或a 跟 v 不在同一直线上 F合或a 恒定→匀变速曲线运动 F合或a 变化→变加速曲线运动 直线运动 曲线运动 说明：判断直线还是曲线运动关键看a与v是否共线；判断匀变速还是变加速关键看a是否恒定 现在我们已经知道，如果a与v不共线，物体就做曲线运动，那么，向哪一边偏转呢？ 3、做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，并向合力方向弯曲，夹在速度方向与合力方向之间 v F 轨迹 凹 凸 无力不拐弯， 拐弯必有力 做曲线运动的物体所受合外力指向运动轨迹凹的一侧 4、合外力与速率变化的关系 甲　　　　　 乙　　　　 　丙 1、如图所示是某汽车行驶时的运动轨迹，其中a、b、c、d是轨迹上的四个点。汽车在这四个点处的速度方向标注正确的是（    ） A．位置a B．位置b C．位置c D．位置d 巩固练习 C 2、质点仅受一个恒力作用，从M点运动到N点，运动轨迹如图中虚线所示，运动到图中P点时的速度为v，PA指向速度的反向，PB与速度方向垂直，下列说法正确的是（　　） A．恒力可能沿PA方向，且质点速度减小 B．恒力可能沿PB方向，且在P点速度最小 C．恒力可能沿PB方向，做匀速圆周运动 D．恒力可能沿PC方向，且质点速度增大 B 关于曲线运动，你理解了吗？ $$