第五章 抛体运动 单元知识点-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

抛体运动 人教版——必修二——第五单元 第5章. 抛体运动 第1节. 曲线运动 曲线运动的速度方向 1.直线运动和曲线运动 (1)直线运动：运动轨迹是直线的运动叫直线运动.生活中如汽车在平直公路上行驶时的运动等 (2)曲线运动：运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动.生活中如水平抛出的石子的运动、投出的标枪的运动等 2.实验：探究做曲线运动物体的速度方向 (1)实验观察 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.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，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：白纸上的印迹沿着轨道出口处的切线方向，说明钢球脱离轨道时的运动方向总是沿着轨道在该点的切线方向 (2)理论分析 由平均速度的定义知v=,则曲线运动的平均速度应为时间t内位移与时间的比值，如图所示，v=.随时间取值的减少，时间t内位移的方向逐渐向A 点的切线方向靠近，当时间趋向无限短时，位移方向即为A 点的切线方向，故极短时间内平均速度的方向即为A点的瞬时速度方向，即A点的切线方向 (3)探究结果：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向.曲线运动中速度的方向是变化的 3.曲线运动的性质及分类 (1)性质：速度是矢量，既有大小，又有方向.由于做曲线运动的物体的速度方向在不断变化，所以曲线运动是变速运动 ①物体做曲线运动时，速度方向一定变化，速度大小可能变化也可能不变 ②做曲线运动的物体的速度时刻在改变，但加速度不一定改变 ③只要速度发生改变，物体就一定具有加速度，一定受到外力的作用 (2)分类： ①匀变速曲线运动：加速度恒定，即所受合力为恒力 ②非匀变速曲线运动：加速度变化，即所受合力为变力 物体做曲线运动的条件 1.物体做曲线运动的条件 （1）动力学条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上 （2）运动学条件：物体加速度的方向与它的速度方向不在同一直线上 2.运动性质与速度和合力的夹角的关系 分类 速度和合力的夹角θ 运动性质 力的作用效果 直线运动 Θ=0o 加速直线运动 只改变速度的大小，不改变速度的方向 Θ=180o 减速直线运动 曲线运动 0o<Θ<90o 加速曲线运动 既改变速度的大小，又改变速度的方向 90o<Θ<180o 减速曲线运动 Θ=90o 速度大小不变的曲线运动 只改变速度的方向，不改变速度的大小 3.曲线运动的特点 (1)曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向靠近，即合力指向轨迹的凹侧，如图所示 (2)曲线运动的位移大小一定小于其路程，合底,在相同时间内，其平均速度大小一定小于其平均速率 (3)曲线运动中物体所受切向(切线的方向)的分力使物体的速度大小发生变化，法向(与切线垂直的方向)的分力使物体的速度方向发生变化 第2节. 运动的合成与分解 一个平面运动的实例——观察蜡块的运动 1.实验过程 在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体A，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧，把玻璃管倒置，蜡块A沿玻璃管上升.在蜡块匀速上升的同时，将玻璃管沿水平方向向右匀速移动，如图所示，观察蜡块的运动情况 2.研究蜡块的运动 （1）建立坐标系：以蜡块开始匀速运动的位置为原点O，以水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向，建立平面直角坐标系.蜡块的位置P 可以用它的x、y两个坐标表示，即(x，y) （2）蜡块运动的轨迹：如图所示，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，玻璃管向右匀速移动的速度设为vx，从蜡块开始运动的时刻计时，在某时刻t，蜡块运动轨迹上的某位置，由x=vxt，y=vyt，可知y=由于vx和vy都是常量，所以也是常量，可见y=代表的是一条过原点的直线，也就是说，蜡块的运动轨迹是直线 （3）蜡块的位移：经历时间t，蜡块位移的大小l==t （4）蜡块的速度：根据位移和速度的关系得 ①v== ②方向tanΘ= 3.结论：蜡块向右上方的运动，由沿玻璃管向上的匀速直线运动和水平向右的匀速直线运动构成 运动的合成与分解 1.合运动与分运动 (1)定义 如果某物体同时参与几个不同方向上的运动，那么该物体的实际运动就叫这几个运动的合运动，这几个运动叫该物体实际运动的分运动 (2)特性 ①独立性：一个物体同时参与几个分运动，各分运动独立进行，不受其他分运动的影响 ②等时性：各分运动经历的时间与合运动经历的时间相等，求物体的运动时间时，可选择一个简单的运动进行求解 ③等效性：各分运动叠加起来与合运动有相同的效果，即分运动与合运动可以“等效替代” ④同体