物理5.1曲线运动课件新人教版必修2

5.1 曲线运动情景切入情景切入在在自自然然界界和和技技术术中中，曲曲线线运运动动随随处处可可见见，如如斜斜向向喷喷出出的的水水(图图1)，在在弯弯曲曲公公路路上上奔奔驰驰的的汽汽车车(图图2)，游游乐乐场场的的过过山山车车(图图3)等等等等，它它们们的的运运动动都都是是曲曲线线运运动动那那么么曲曲线线运运动动有有什什么么规规律律？我我们们如如何何来来研研究究曲曲线线运运动动？这这一一章章我我们们就就来来探究这些问题探究这些问题知识导航知识导航本本章章以以曲曲线线运运动动的的两两种种特特殊殊情情况况平平抛抛运运动动和和匀匀速速圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律本本章章所所研研究究的的运运动动形形式式不不同同于于前前面面的的直直线线运运动动，但但研研究究的的方方法法仍仍与与前前面面一一致致，即即根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律研研究究物物体体做做曲曲线线运运动动时时力力与与运运动动的的关关系系所所以以本本章章知知识识是是牛牛顿顿运运动动定定律律在在曲曲线线运运动动形形式式下下的的具具体体应应用用学学好好本本章章的的概概念念和和规规律律，将将加加深深对对速速度度、加加速速度度及及其其关关系系的的理理解解，加加深深对对牛牛顿顿运运动动定定律律的的理理解解提提高高应应用用牛牛顿顿运运动动定定律律分分析析和和解解决决实实际际问问题题的能力的能力本章内容可划分为三个单元：本章内容可划分为三个单元：第第一一单单元元：(第第一一节节)讲讲述述了了物物体体做做曲曲线线运运动动的的条条件件和和曲曲线线运运动动的特点的特点第第二二单单元元：(第第二二四四节节)阐阐述述了了研研究究曲曲线线运运动动的的基基本本方法，并用方法，并用这这个方法具体研究了平抛运个方法具体研究了平抛运动动的特点和的特点和规规律律第第三三单单元元：(第第五五八八节节)学学习习匀匀速速圆圆周周运运动动的的描描述述方方法和基本法和基本规规律及匀速律及匀速圆圆周运周运动规动规律的律的应应用用实实例例分析和解决分析和解决实际问题实际问题是本章的重点和是本章的重点和难难点点学法指导学法指导1对对物物体体做做曲曲线线运运动动的的条条件件，要要从从力力与与运运动动的的关关系系、运运动动状状态态变变化化的的原原因因的的角角度度来来理理解解，物物体体做做曲曲线线运运动动时时，速速度度的的方方向向时时刻刻在在变变化化，不不管管速速率率是是否否变变化化，其其运运动动状状态态肯肯定定在在变变化化，所所以以做做曲曲线线运运动动的的物物体体必必有有加加速速度度，所所以以受受合外力肯定不为零合外力肯定不为零2运运动动的的合合成成与与分分解解，指指的的是是位位移移、速速度度、加加速速度度等等矢矢量量的的合合成成与与分分解解，跟跟力力的的合合成成与与分分解解一一样样，遵遵循循相相同同的的平行四边形定则平行四边形定则3抛抛体体运运动动是是在在恒恒定定外外力力作作用用下下所所做做的的匀匀变变速速曲曲线线运运动动，恒恒定定的的外外力力是是改改变变速速度度大大小小的的原原因因，也也是是改改变变速速度度方方向的原因向的原因4做做变变速速圆圆周周运运动动的的物物体体所所受受外外力力的的合合力力，沿沿径径向向的的分分力力(指指向向圆圆心心)是是改改变变速速度度方方向向，产产生生向向心心加加速速度度的的原原因因；沿沿切切线线方方向向的的分分力力是是改改变变速速度度大大小小，产产生生线线加加速速度度的的原原因因，如如果果切切线线方方向向上上分分力力为为零零，外外力力的的合合力力始始终终指指向向圆圆心心且且大大小不小不变变，物体就做匀速，物体就做匀速圆圆周运周运动动.*知道曲知道曲线线运运动动与直与直线线运运动动的的区区别别，理解曲，理解曲线线运运动动是一种是一种变变速运速运动动*掌握物体做曲掌握物体做曲线线运运动动的条件的条件及运及运动动速度的方向速度的方向*了解牛了解牛顿顿第二定律第二定律对对物体做物体做曲曲线线运运动动条件的解条件的解释释在雨天，我在雨天，我们们可以通可以通过过旋旋转转雨雨伞伞的方法来甩掉雨的方法来甩掉雨伞伞上上的水滴，雨的水滴，雨伞伞慢慢转时转时，水滴，水滴飞飞不出去；雨不出去；雨伞转动伞转动快到一定快到一定程度，水滴就会沿着程度，水滴就会沿着伞伞的的边缘飞边缘飞出，如出，如图图所示，你能判断所示，你能判断出出伞伞是沿什么方向旋是沿什么方向旋转转的的吗吗？1曲曲线线运运动动的速度的速度曲曲线线运运动动中中速速度度的的方方向向是是在在曲曲线线上上某某点点的的_方方向向，是是时时刻刻_的的，具具有有加加速速度度，因因此此曲曲线线运运动动一一定定是是_运运动动，但，但变变速运速运动动不一定是曲不一定是曲线线运运动动2曲曲线线运运动动的的轨轨迹迹做做曲曲线线运运动动的的物物体体，其其轨轨迹迹向向_所所指指的的一一方方弯弯曲曲，若若已已知知物物体体的的运运动动轨轨迹迹，可可判判断断出出物物体体所所受受合合外外力力的的大致方向，即合外力大致方向，即合外力总总是指向曲是指向曲线线的的_3物体做曲物体做曲线线运运动动的条件的条件如如图图所所示示，桌桌面面上上沿沿直直线线运运动动的的钢钢球球在在磁磁铁铁的的吸吸引引力力作作用用下下做做_，这这说说明明物物体体受受力力的的方方向向与与速速度度方方向向_时时，物体做曲，物体做曲线线运运动动答案：答案：1.切线改变变速切线改变变速2合外力内侧合外力内侧3曲线运动不在一条直线上曲线运动不在一条直线上运运动动轨轨迹迹为为曲曲线线的的运运动动叫叫曲曲线线运运动动如如月月球球围围绕绕地地球球的运动的运动(如图如图)，水平抛出的小球等，水平抛出的小球等(1)曲曲线线运运动动中中质质点点在在某某一一时时刻刻(或或某某一一位位置置)的的速速度度方方向向，就就是是质质点点从从该该时时刻刻(或或该该点点)脱脱离离曲曲线线后后自自由由运运动动的的方方向，也就是曲向，也就是曲线线上上这这一点的切一点的切线线方向方向(2)速速度度是是一一个个矢矢量量，既既有有大大小小，又又有有方方向向，假假如如在在运运动动过过程程中中只只有有速速度度大大小小的的变变化化，而而物物体体的的速速度度方方向向不不变变，则则物物体体只只能能做做直直线线运运动动因因此此，若若物物体体做做曲曲线线运运动动，表表明明物体的速度方向物体的速度方向发发生了生了变变化化特别提醒：特别提醒：因因为为质质点点在在曲曲线线运运动动中中的的速速度度方方向向时时刻刻在在改改变变所所以以曲曲线线运运动动一一定定是是变变速速运运动动但但是是，变变速速运运动动不不一一定定是是曲曲线线运动运动在在弯弯道道上上高高速速行行驶驶的的赛赛车车，突突然然后后轮轮脱脱离离赛赛车车，关关于于脱离了的后脱离了的后轮轮的运的运动动情况以下情况以下说说法正确的是法正确的是()A仍然沿着汽仍然沿着汽车车行行驶驶的弯道运的弯道运动动B沿着与弯道垂直的方向沿着与弯道垂直的方向飞飞出出C沿沿着着脱脱离离时时轮轮子子前前进进的的方方向向做做直直线线运运动动，离离开开弯弯道道D上述情况都有可能上述情况都有可能答案：答案：C解解析析：由由于于车车轮轮原原随随赛赛车车做做曲曲线线运运动动，脱脱离离赛赛车车时时车轮的速度方向为弯道的切线方向，由此可知车轮的速度方向为弯道的切线方向，由此可知C正确正确.(1)当当物物体体所所受受的的合合力力方方向向跟跟它它的的速速度度方方向向不不在在同同一一条条直线上时，物体做曲线运动直线上时，物体做曲线运动(2)当当物物体体受受恒恒力力作作用用做做曲曲线线运运动动时时，为为匀匀变变速速曲曲线线运运动动当当物物体体受受变变力力作作用用做做曲曲线线运运动动时时，为为非非匀匀变变速速曲曲线线运运动动(3)物物体体做做曲曲线线运运动动时时，运运动动的的轨轨迹迹始始终终处处在在合合外外力力与与速速度度方方向向的的夹夹角角之之中中，并并且且合合外外力力F的的方方向向一一定定指指向向轨轨迹迹的的凹侧凹侧特特别别提醒：提醒：根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律，物物体体的的加加速速度度方方向向与与其其合合外外力力方方向向一一致致因因此此物物体体做做曲曲线线运运动动的的条条件件还还可可以以表表述述为为：物物体体的加速度方向与它的运的加速度方向与它的运动动方向不在一条直方向不在一条直线线上上如如图图，体体育育赛赛场场上上，链链球球运运动动员员用用力力拖拖着着链链球球快快速速转转动动，突突然然松松手手，链链球球立立即即沿沿此此时时轨轨迹迹的的切切线线方方向向飞飞向向远远方方，这这是是为为什么？什么？说说明了什么明了什么问题问题？答答案案：运运动动员员在在手手抓抓铁铁链链转转动动时时，链链球球做做曲曲线线运运动动，松松手手后后，链链球球失失去去拉拉力力，由由于于惯惯性性将将沿沿此此时时的的速速度度方方向向飞飞出出，而而运运动动方方向向为为此此时时刻刻的的轨轨迹迹切切线线方方向向，由由此此可可知知，做做曲曲线线运运动动的的物物体体，需需要要外外力力，且且外外力力方方向向与与速速度度方方向向不不在在一一条条直直线线上上，做做曲曲线线运运动动的的物物体体的的速速度度方方向向为为轨轨迹迹的的切切线线方向方向.运运动动名称名称比比较项较项目目匀速直匀速直线线运运动动匀加速直匀加速直线线运运动动曲曲线线运运动动F合合F合合0F合合0，F合合恒定恒定F合合0，F合合可可能恒定，可能能恒定，可能变变化化aa0a0，a恒定恒定a0，a可能恒可能恒定，可能定，可能变变化化v恒定恒定变变化化变变化化x位移大小位移大小等于路程等于路程位移大小等位移大小等于路程于路程位移大小比路位移大小比路程小程小F合合方向与方向与v方向方向在一条直在一条直线线上上不在一条直不在一条直线线上上a方向与方向与v方向方向在一条直在一条直线线上上不在一条直不在一条直线线上上