内容正文:
第五章 曲线运动
第一节 曲线运动
一、什么是曲线运动?
定义:质点的运动轨迹是曲线的运动
知识准备
运动学的基本概念
速度是矢量,既有大小又有方向。
加速度是速度对时间的变化率,只要速度变化就有加速度。
动力学的基本规律
力是改变物体运动状态的原因。
牛顿运动定律。
平行四边行法则
质点在某一点(时刻)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向。
一、曲线运动速度的方向
曲线运动的特点
从运动学角度看:
曲线运动的速度方向时刻在改变,因此一定是变速运动。
质点在某一点(时刻)的速度方向是在曲线这一点的切线方向。
既然是变速运动,就一定有加速度。
曲线运动既然是变速运动,就一定有
加速度,就一定受到外力的作用。
从动力学角度看:
物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。
根据牛顿第二定律,加速度方向跟速度方向也不在同一条直线上。
物体做曲线运动的条件是:
运动物体所受合力的方向跟它的运动方向不在同一直线上
二、物体做曲线运动的条件
画出下列各点的速度与受力的方向
画出下列各点的速度与受力的方向
如图,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力反向而保持大小不变,则在此力作用下,物体以后的运动轨迹是图中3条虚线中的( )
A.Bc
B.Bb
C.Ba
A
B
c
b
a
F、a、v 三者关系辨析
F、v共线
直线运动
F恒定
F变化
匀变速直线运动
变加速直线运动
F、v不共线
曲线运动
F恒定
F变化
匀变速曲线运动
变加速曲线运动
练习一
下列关于曲线运动的说法,正确的是:
速率不变的曲线运动是没有加速度的
曲线运动一定是变速运动
变速运动事实上是曲线运动
做曲线运动的物体一定有加速度
练习二
如图所示,物体沿圆弧由A点滑到B点的过程中速度大小保持不变,则:
它的加速度为零
它所受外力合力为零
它做的是变速运动
它做的是匀速运动
$$
第五章 曲线运动
第二节 质点在平面内的运动
一、质点运动的描述与坐标系
描述质点的直线运动,可建立一维坐标系。
描述质点的曲线运动,需建立平面直角坐标系。
实验现象
二、演示课本图5.2-1的实验
三、蜡块的位置
用平面坐标系中的坐标x、y表示:
x=vxt
y=vyt
四、蜡块的轨迹与位移
由轨迹方程知:
蜡块的轨迹是直线
蜡块的位移:
由蜡块同时参与的两个运动的位移合成而得
五、蜡块的速度
蜡块的速度由它同时参与的两个运动的速度合成而得。
注意:不是代数求和,而是矢量求和。
六、合运动与分运动
如果物体同时参与了几个运动,那么物体实际发生的运动叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。
实际问题中,判断哪个运动是合运动、哪个运动是分运动的依据是:物体的实际运动是合运动。
合运动与分运动中的物理量
分运动中:分位移;分速度;分加速度
合运动中:合位移;合速度;合加速度
运动的合成
1.定义:已知分运动求合运动叫做运动的合成(具体来说,求合运动的物理量)
2.运动合成的规律
例.实验中玻璃管长40cm,红蜡块由玻璃管的一端沿管匀速地竖直向上运动,同时匀速地水平移动玻璃管,当玻璃管水平移动了30cm时,红蜡块到达玻璃管的另一端.整个运动过程所用的时间为10s,求红蜡块运动的合速度
总结:运动的合成遵守平行四边形定则
运动的分解
1.定义:已知合运动求分运动
(即运动合成的逆运算)
2. 运动的分解遵守平行四边形定则
$$
第五章 曲线运动
第三节 抛体运动的规律
知识复习
1.描述匀变速直线运动规律的四个基本公式
平抛运动
竖直上抛运动
斜抛运动
抛体运动
2.列举你所知道的抛体运动
新课学习
1.抛体的位置
例1.一物体从O点以初速度v0水平抛出,不计空气阻力,经过ts 后运动到A点
(1)确定 ts 时物体的位置
(2)确定物体运动的轨迹方程(即y与x之间的关系式)
(3)求ts内的位移
0
解:(1)建立如图所示坐标系 物体做平抛运动
水平方向:
X=v0t ①
竖直方向:
②
y
x
α
A
x
y
s
V0
位移是否能直接用 公式计算?
(2) ① ②两式消去时间t,得到轨迹方程
(3)
求解平抛运动位移的常规思路
平抛体运动位移
分解
竖直方向:自由落体运动
水平方向:匀速直线运动
化曲线运动为直线运动
合成
位移
合位移方向
合位移大小
y