5.1 曲线运动（课件）-【教学无忧】2024-2025学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

人教版（2019）高一年级物理必修2同步备课系列 5.1 曲线运动 1 目录 曲线运动的速度方向 1 物体做曲线运动的条件 2 2 新课引入 观察以下物体的运动，并回答他们有什么共同点？ 抛出去的篮球 过山车 转弯的汽车 轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 3 曲线运动的速度方向 PART 1 4 01. 问题提出 物体做曲线运动时，速度方向是怎样的呢？ 炽热微粒飞出方向 炽热微粒飞出方向 根据上述两个视频，可以得出什么猜想？ 5 02.做出假设 猜想：曲线运动物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向... ... 实验设计：如何设计实验验证上述猜想是否正确? 6 03. 设计实验与进行实验 实验方案：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，钢球从出球在A、B点的运动方向。离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，白纸上的印迹与轨道(曲线)有什么关系？ 7 03. 设计实验与进行实验 8 04. 实验现象与结论 实验现象： 实验结论： 质点在某一点(或某一时刻)速度方向,沿曲线在这一点的切线方向 9 05. 理论分析 除实验方法外，还有什么方法可以确定物体在某一时刻的速度方向？ 知识准备：过曲线上的A、B两点作直线，这条直线叫做曲线的割线。设想B点逐渐向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫做曲线在A点的切线。 理论分析：设想质点由B点运动到A点，质点的平均速度方向不断变化，当B点与A点接近0时，质点在A点速度方向沿A点的切线方向。 B A 10 06.曲线运动的实质 找出以下运动轨迹上A、B、C三点的运动方向，思考运动方向是否一样，你能得出什么结论？ A B C 速度是矢量，有大小和方向。大小和方向中任何一个变化了，速度均发生了变化。物体做曲线运动时，速度的方向在不断变化，所以曲线运动一定是变速运动，运动状态在不断变化。 只要速度有改变，即△v≠O，就一定具有加速度。 11 07.小结 曲线运动的特点 （1）曲线运动的在某一点的速度方向沿着该点的切线方向。 （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。 物体在什么情况下做曲线运动呢？ 12 物体做曲线运动的条件 PART 2 13 01. 提出问题 曲线运动是变速运动 曲线运动的 加速度不为零 曲线运动所受合外力不为零 物体做曲线运动时，物体的加速度是否一定不为零？那么你是否可以进一步判定物体所受合外力的是否为零呢？ 物体受什么样的力才会做曲线运动？请同学们按照以下步骤进行探究。 (1)环节一中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？ (2)环节二中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？ (3)通过以上两例的分析，请你总结物体做曲线运动的条件是什么？ 14 02. 实验探究及结论 结论：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. 15 03. 合力与运动轨迹的关系 做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外力方向三者位置关系如何？ v F G G v1 v2 G v3 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。 16 04.曲线运动合力与速率变化的关系 (1)小球所受合外力的方向与速度方向夹角为锐角，速率如何变化？ (2)小球所受合外力的方向与速度方向夹角为始终是直角，速率如何变化？ (3)小球所受合外力的方向与速度方向夹角为钝角，速率如何变化？ 速率增大 速率不变 速率减小 17 05. 曲线运动的种类 曲线运动合力一定是变力吗？ 不考虑空气阻力，飞镖受力为恒力 卫星受力为变力 G V1 G V2 G V3 F v v F 匀变速曲线运动 变速曲线运动 18 06. 小结 1.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: F V0 a 19 06. 小结 2.物体做合力与轨迹、速率关系： 物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间 合力总是指向轨迹的凹侧 合力与轨迹、速度关系 3.曲线运动分类 合力是恒力---匀变速曲线运动 合力是变力---非匀变速曲线运动(变加速曲线运动） 20 巩固提升 PART 3 21 01. 课堂小结 曲线运动 速度方向 性质 条件与关系 曲线运动是变速运动 沿曲线在这一点的切线方向 条件 关系 F合与 v 的方向不共线或a与v的方向不共线 合外力的方向总是指向曲线轨迹的凹侧，曲线运动的轨迹夹在速度方向和合外力方向之间。 22 02. 课堂练习 1.如图所示，小锐同学正在荡秋千，他经过最低点P时的速度方向是 A.a方向 B.b方向 C.c方向 D.d方向 【答案】B 【解析】曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，则小锐同学经过最低点P时的速度方向沿b方向，故B正确，A、C、D错误。 23 02. 课堂练习 2.(2023·辽宁卷)某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是 【答案】A 【解析】篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧。故选A。 24 02. 课堂练习 3. (2022·珠海市高一统考期末)如图所示，甲图是从高空拍摄的北京冬奥会钢架雪车赛道的实景图，乙图是其示意图。比赛时，运动员从起点沿赛道快速向终点滑去，先后经过A、P、B、C、D五点。运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是 A.A点 B.B点 C.C点 D.D点 【答案】A 【解析】根据曲线运动中质点在某点的速度方向沿着该点的切线方向，由题图乙中可知运动员速度方向与经过P点的速度方向最接近的是A点，A正确，B、C、D错误。 25 02. 课堂练习 4.(2022·扬州市高一校考)关于物体的运动，下列说法中正确的是 A.物体在恒力作用下一定做直线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动 C.物体的速度方向与合力方向不在同一直线上时，物体做曲线运动 D.加速度不为零一定是匀变速运动 【答案】A 【解析】质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动，故选项A正确，C错误；在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，质点做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动(条件是：F1的方向和质点的速度方向在同一直线上)，也可能做曲线运动(条件是：F1的方向和质点的速度方向不在同一直线上)，故选项B、D错误。 26 02. 课堂练习 5．如图所示，这是质点只在重力作用下所做的曲线运动轨迹的示意图，已知B为轨迹的最高点，则下列说法正确的是（　　） A．质点在B点时的加速度方向与速度方向不垂直 B．质点在A点时的加速度比在B点时的加速度小 C．质点在C点时的速率大于在B点时的速率 D．质点从A点到C点，加速度方向与速度方向的夹角先减小后增大，速度先增大后减小 【答案】C 27 谢谢大家！ 28 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.33 $$