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

第五章抛体运动 第一节 曲线运动 1.知道曲线运动的瞬时速度方向，能运用极限思想理解瞬时速度的方向，并会在轨迹图上画出某点的速度方向。 2.理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件。 3.能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动，进一步理解运动与相互作用的观念。 学习目标 回顾： 1、什么是直线运动？ 2、物体做直线运动的条件是什么？ 物体所受的合力为零或合外力的方向与速度的方向在同一直线上 轨迹是直线的运动 新课导入 问题 车辆在弯曲的高架桥上、在弯曲的盘山公路上的运动轨迹是什么图线？ 观察下列物体的运动轨迹观察下图几个常见的运动，具有什么共同特点？ 飞机的运动 陀螺的运动 过山车的运动 赛车的运动 概念： 曲线运动：运动轨迹是曲线的运动； 轨迹：运动物体所经过路径 位移：物体位置变化 X Y o 新课讲解 探究实验：注意观察小球离开轨道后的运动轨迹。运动方向和轨道间有什么关系？ 在这里需要明确一个数学概念： 曲线的切线。 概念：割线、切线 割线：曲线上过两点的直线,叫做曲线的割线; 切线：B点非常接近A点时这条割线就叫做曲线在A点的切线; A B B 割线 B B 切线 一、曲线运动的速度方向 1.速度方向特点：做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。 2.速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3.曲线运动的性质：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。 思考与讨论： 1.如果物体不受力，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？ 2.曲线运动是变速运动，你是否可以判定物体的加速度一定不为零？根据牛顿第二定律，你是否可以进一步判定物体所受合外力也不为零呢？ (1)物体的初速度不为零 2.曲线运动的轨迹与速度、合力的关系： 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，(如图所示)夹在速度方向与合力方向之间。 （2）F合与 v 的方向不共线或a与v的方向不共线 二、物体做曲线运动的条件 3.合外力与速率变化的关系： 甲　　　　　 乙　　　　 　丙 二、物体做曲线运动的条件 直线、曲线运动条件、特点 直线运动 1）如果物体不受力或所受的合外力为零，则物体必然做匀速直线运动; 2）如果物体所受合外力不为零,但合外力(或加速度)方向与速度方向在同一直线上,则物体将做变速直线运动; 曲线运动 1）如果物体所受合外力(或加速度)方向与速度方向不在同一直线上,则物体将做曲线运动; 2）曲线运动一定是变速运动,一定有加速度; 3）曲线运动物体的轨迹在速度与合外力所夹范围内，且逐渐向合外力方向弯曲; ◆ 曲线运动中合力的方向与运动轨迹的关系: 物体在做曲线运动时,它所受的合力总是指向运动轨迹曲线的凹侧,物体的加速度也指向该曲线的凹侧(如图)。 例 关于物体做曲线运动，下列说法中正确的是 （　　） A.曲线运动的速度方向可能不变 B.变速运动一定是曲线运动 C.物体在恒力的作用下不能做曲线运动 D.判断物体是做曲线运动还是直线运动，应看合力方向与速度方向是否在同一条直线上 ◆物体做曲线运动的条件 ①初速度不为零； ②合力不为零； ③合力方向与速度方向不共线。 解析：A错：曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向，始终变化。 B错：当速度大小变化、方向不变时，物体做直线运动。 C错，D对：不论物体所受合力是恒力还是变力，只要力与速度不在同一直线上，物体就做曲线运动。 D 经典例题 【提示】质点做曲线运动时，合外力F一定指向运动轨迹的凹侧，轨迹趋于力的方向，但与恒力F的方向不会平行，也不会相交。 ◆速度方向、受力方向与轨迹的关系 物体的运动轨迹由物体的速度方向和所受合力方向共同决定，当物体做曲线运动时， 物体的运动轨迹向合力方向偏转，介于合力方向与速度方向所夹的范围内。因此必须明确的是物体是否做曲线运动，取决于合力方向与速度方向的关系，与力的性质无关，与力的大小无关。当物体所受的合力方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 ABD 课堂练习 1．如图所示为一质点由M处向N处运动的轨迹图，质点在经过弯道上的P点时，下图标明了它的速度v方向和所受外力的合力F方向。正确的可能是图（　　） C 【答案】C 【详解】质点做曲线运动，则质点在某位置的速度方向沿该点的切线方向，合外力方向指向轨迹的凹侧，且质点由M处向N处运动，符合条件得选项为C，故C正确。 故选C。 2．下列说法正确的是（   ） A．物体受到变力作用，一定做曲线运动 B．物体受到恒力作用，一定做直线运动 C．物体所受的合力方向与速度方向有夹角时，一定做曲线运动 D．如