5.1 曲线运动 课件-2024-2025学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

5.1 曲线运动 观察下面物体的运动,说一说它们具有什么共同特点? 1曲线运动:物体沿曲线所做的运动叫曲线运动。 做曲线运动的物体, 在不同时刻、不同位置的运动方向一般都是不同的。 物体做曲线运动时,速度方向是怎样的呢? 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 演示:观察做曲线运动物体的速度方向 做曲线运动物体速度的方向是时刻改变的,物体在某一点的瞬时速度方向沿曲线在该点的切线方向。 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。 B A 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。 ①速度方向:质点在某一点的瞬时速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。 ②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。但是变速运动不一定是曲线运动。 2.曲线运动的速度方向 A B C ③曲线运动是变速运动,一定具有加速度,合外力不为零。 当物体所受合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。 3.物体做曲线运动的条件: (1)小球的在轨迹上,每一个点的速度指向哪个方向? 沿曲线在这一点的切线方向。 思考与讨论 v (2)小球所受合外力的方向指向轨迹的哪一侧? 物体做曲线运动时,其轨迹向合外力所指的一方弯曲,即合外力的方向总是指向曲线轨迹的凹侧。 思考与讨论 F (3)小球的速度方向、轨迹、合外力的方向,三者的位置关系是怎样的? 曲线运动的轨迹夹在速度方向和合外力方向之间。 思考与讨论 v F (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? 思考与讨论 甲 乙 丙 增大 不变 减小 1.装备了TVC(矢量控制喷管)的歼10B飞机在珠海航展上做出了惊艳全国、震惊世界的单发机“眼镜蛇机动”动作,如图所示是歼10B飞机采用蛇形走位,迅速从A点运动到F点,完成“眼镜蛇机动”动作,对于歼10B飞机运动轨迹上B、C、D、E四点所标的速度方向正确的是( ) A.v1 B.v2 C.v3 D.v4 课堂练习 B 2.某质点在一段时间内做曲线运动,则在此段时间内( ) A.速度可以不变,加速度一定在不断变化 B.速度可以不变,加速度也可以不变 C.速度一定在不断变化 D.速度一定在不断变化,加速度一定在不断变化 C 4.曲线运动的研究: 石块所做的曲线运动可看成是由竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动组合而成的。 这两个运动称为石块的分运动,而它们的合运动就是石块所做的曲线运动。 已知分运动求合运动的方法,称为运动的合成。 已知合运动求分运动的方法,称为运动的分解。 运动的合成与分解是指位移、速度、加速度的合成与分解,遵循平行四边形定则。 合运动与分运动的关系 同时性:合运动所需时间和对应的每个分运动所需时间相等。 独立性:一个物体可以同时参与几个不同的分运动,各个分运动独立进行, 互不影响。 等效性:合运动与分运动在效果上是等效替代的关系。 同体性:合运动与分运动必须对同一物体。 观察与思考 16 2.三个速度 v水 v船 v合 v船 v水 v合 (1)船被水冲着走的运动,它的方向与河岸平行。 (2)船相对水的运动(即船在静水中的运动),它的方向与船头的指向相同。 ①水流速度v水,方向沿河岸; ②船在静水中的速度v船、方向与船头的指向相同; ③船的实际速度(即船的合速度)v合。 (3)船在水中实际运动(合运动)。 4、小船渡河 1.三个运动 17 如图所示,河宽为d,v水为水流速度,v船表示船在静水中的速度,其中v船方向偏向上游与河岸成 角。 三、两种渡河方式: 解析:将v船沿平行于河岸和垂直于河岸方向正交分解,则v水-v船cos 为船实际上沿水流方向的运动速度,v⊥=v船sin 为船垂直于河岸方向的运动速度。两个方向的运动情况相互独立、互不影响。则有: 当 =900时, 1.最短时间渡河: v水 v船 v船cos v⊥ d 即:船头垂直于对岸时,时间最短,与水速无关。 18 三、两种渡河方式: 2.最短位移渡河: (1)当v水<v船时,应使v合与对岸垂直 ①运动方式:船头应指向河的上游; 当v水=v船cos ,即船的合速度v合的方向就与河岸垂直 船头与河岸夹角 ②最短位移:即为河的宽度d ③渡河时间: v水 v船 v合 v船cos arccos 19 三、两种渡河方式: 2.最短位移渡河: d ①运动方向:当v船方向与合速度v合 方向垂直时,有最短渡河位移xmin 。 v水 xmin B C D E A v船 ③渡河时间: v合 v船 (2)当v水>v船时 ②最短位移: 船头与河岸夹角 arccos 20 例1:河宽200m,小船在静水中的速度4m/s,水流速度3m/s, (1)为了尽快过河,小船要怎样行驶?过时间多长?小船会到达对岸什么位置? (2)若想到达正对岸,船要怎么行驶?过河时间多长? 解: (1)要尽快过河,船头要始终垂直对岸行驶。 最短过河时间: 已知:河宽d=200m,船速v1=4m/s,水流速度v2=3m/s 船往下游方向移动的距离: v1 v2 v (2)要垂直过河,合速度则要垂直对岸 过河速度: 过河时间: v1 v2 v Lavf58.12.100 学科网 rbm.xkw.com rbm.xkw.com rbm.xkw.com Lavf58.20.100 学科网版权所有 Lavf58.12.100 $$