5.1 曲线运动 课件-2024-2025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1节 曲线运动 曲线运动 更普遍 更复杂 匀速直线运动 匀变速直线运动 特别地：自由落体运动 直线运动 一般的变速直线运动 物体的运动轨迹是曲线的运动。 什么样的运动叫做曲线运动？ 平面曲线运动和空间曲线运动。 根据物体曲线运动的轨迹类型 曲线运动可分为： 一 曲线运动的速度方向 描述运动的常用物理量： 位移、速度、加速度、时间 回顾直线运动中速度的方向： A A B C 如何确定曲线运动上任意位置的速度方向？ 演示实验：观察离开任意曲线轨道后的小钢球的运动方向 曲线运动的速度方向为该点的切线方向 实验表明： 实验再现 A B 思考：某物体沿图示曲线从A点运动到B点， 物体运动到A点时的速度方向该如何描述？ 该速度是平均速度还是瞬时速度？ 物体运动到A点时的瞬时速度方向： 沿过 A 点的切线方向 曲线的割线：过曲线上的 A 、B 两点作直线 A B 切线 割线 曲线的切线：当 B 点非常非常接近 A 点时的割线 思考：A点的切线方向如何确定？ A B 切线 结论： 质点做曲线运动时，其在某一点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。 该结论与直线运动中速度的方向是否存在联系？ （课本P5 1）跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。图中虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向以速度v入水。整个运动过程中，除运动员入水前一段时间外，在哪几个位置头部的速度方向与入水时速度v的方向相同？在哪几个位置与速度v的方向相反？在图中标出这些位置。 结论：质点做曲线运动时，其在某一点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。 思路：找出曲线在哪些点的切线方向沿竖直方向 曲线上各点的切线方向均不同 曲线运动的速度方向： 保持不变/时刻发生变化？ 速度是矢量 曲线运动一定是变速运动 v0 曲线运动 根据牛顿第二定律 曲线运动 F合有什么特点？物体受到什么样的力时将做曲线运动？ 二 物体做曲线运动的条件 理论分析： 不受力 或 无初速度 有初速度 静止 匀速直线运动 且恒定 无初速度 有初速度 匀加速直线运动 合外力与速度方向共线 合外力与速度方向不共线 匀变速直线运动 ？ 猜测：物体做曲线运动的条件：合外力与速度方向不在同一直线上 实验探究： 观察水平面上没有放置磁铁和放上磁铁两种情况下小钢球的运动情况。 实验再现： 无磁铁时， 有磁铁时， 物体做曲线运动的条件： 小球偏向磁铁一侧做曲线运动。 小球在原速度方向做直线运动； 合外力与速度方向不在同一直线上 v1 G G v2 v3 G 分析：水平抛出的石块在某一位置处的受力方向和速度方向 (不考虑空气阻力） 分析：环绕地球在圆轨道上运动的人造卫星在某一位置处的受力方向和速度方向(仅考虑地球的引力作用） v F F v A B 卫星从A点运动到B点，速度方向改变的角度是多少？ 大量事实表明： 合外力与速度方向不在同一直线上 加速度与速度方向不在同一直线上 v F 物体做曲线运动的条件： 牛顿第二定律： 加速度与合外力同向 思考：物体所受合外力≠0时，合外力是如何改变物体的运动状态的？ 直线运动 F 、v 同向 F 、v 反向 v F v F 加速直线运动 减速直线运动 合外力与速度方向在同一直线上 合外力的作用效果： 当合外力与速度共线时， 合外力在任一时刻都只改变速度大小,不改变速度方向 曲线运动 合外力与速度方向在不同一直线上 合外力的作用效果？ 2 合外力与速度方向的夹角为 θ 1 合外力与速度方向垂直 当合外力与速度垂直时，合外力只改变速度方向，不改变速度大小。 1 合外力与速度方向垂直 v F 2 合外力与速度方向的夹角为 θ 减速 加速 改变速度方向 改变速度方向 F// 只改变速度大小， F⊥ 只改变速度方向 θ θ 总结：合外力与速度方向的夹角为0 < θ < 180º时物体的运动类型 0 < θ < 90º 90º < θ < 180º θ = 90º 加速曲线运动 减速曲线运动 匀速(率)曲线运动 θ θ 1 物体的运动轨迹被夹于合外力与速度的方向之间 2 运动轨迹总朝合外力方向的一侧弯曲 观察下图，总结做曲线运动物体的速度、合外力和轨迹的关系，以及轨迹弯曲的方向。 v F 或：合外力指向轨迹凹的一侧 例：一质点做曲线运动，它的轨迹由上到下（如图所示曲线），关于质点通过轨迹中某点时的速度 v 的方向和合外力 F 的方向可能正确的是（ ） B D F v C F v B F v A F v A B 运动物体的速度： 课后思考：物体从A运动到B的过程中平均速度方向？ Lavf58.29.100 $$