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1、第五章 曲线运动第五章 曲线运动 1 曲线运动 曲线运动 学习目标 1.知道曲线运动是一种变速运动,知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向,会利用矢量合成 分解知识求位移、速度的大小. 2.能在曲线运动轨迹上画出各点的速度方向. 3.经历物体做曲线运动的探究过程,用牛顿第二定律分析曲线运动条件,掌握速度和合外力 方向与曲线弯曲情况之间的关系. 自主探究 1.描述物体运动的物理量 、 、 .矢量合成和分解遵循 . 2.曲线运动的定义: . 3.曲线运动速度方向: . 4.合运动与分运动的定义及特点: 定义: . 特点: (1)独立性:分运动之间互不相干,它们按各自规律运动,彼此互不影响. (2)等时
2、性:各个分运动与合运动总是同时发生,同时结束,经历的时间相等. (3)等效性:各个分运动叠加的效果与合运动相同. (4)相关性:分运动的性质决定合运动的性质和轨迹. 5.物体做曲线运动的条件: ,合力与运动轨迹弯曲情况之间的关系 为 . 6.曲线运动特点: ,是 速运动.其速度方向为运动轨迹上该点的 方向. 合作探究 一、曲线运动的定义 观看教学课件,总结你看到的这几种运动有什么共同特点? 运动轨迹是 的运动叫做曲线运动. 二、曲线运动的位移 质点做曲线运动时的位移矢量 演示:将一粉笔头水平抛出,观察粉笔头的运动轨迹,并思考如何确定粉笔头在一段时间内 的位移.试写出粉笔头在任意时刻的位移大小和
3、方向表达式. 大小:l= 方向: 三、曲线运动的速度 速度方向探究: 1.观看教学课件砂轮打磨刀具,水滴从伞边缘甩出,仔细观察演示实验,分析墨滴从陀螺边 缘甩出后形成的轨迹,得出曲线运动速度方向. 2.若物体运动的轨迹不是圆周,而是一般的曲线,那么怎样确定做曲线运动的物体经过某一 位置时或在某一时刻的速度方向? 3.物体做曲线运动时,速度方向时刻发生变化,所以曲线运动一定是变速运动,对吗? 课堂小结: . 针对训练: 1.如图所示,质点沿曲线运动,先后经过 A、B、C、D 四点,试在图中画出各点速度方向. 2.教材问题与练习第 3 题. 3.利用矢量合成、分解法则求质点曲线运动的速度. v=
4、方向: 四、实例分析 利用运动合成分解知识自己动手处理质点在平面内运动. 演示:红蜡块在平面内的运动. (1)演示蜡块沿玻璃管匀速上升速度 v1. (2)演示蜡块随玻璃管水平匀速运动速度 v2. (3)演示玻璃管水平匀速运动的同时,蜡块沿玻璃管匀速上升. 明确合运动、分运动及它们之间的关系. 求:蜡块的位置 蜡块的位移 蜡块的速度 蜡块的运动轨迹 【过渡设问】如果蜡块竖直方向上匀速运动、水平方向上随玻璃管一起加速运动,运动轨 迹如何变化? 五、物体做曲线运动的条件 1.分组实验探究 在水平面上做直线运动的钢球,受到磁铁的吸引后运动情景会怎样呢? 两人一组,独立设计并完成实验,使小钢球: (1)
5、加速仍做直线运动;(2)减速仍做直线运动;(3)做曲线运动. 2.探究 (1)物体的初速度不为零,合力为零时做什么运动? (2)物体初速度为零,合力不为零时,将做什么运动? (3)物体初速度不为零,合力不为零时,将做什么运动? 当初速度方向与合力方向在同一直线上(方向相同或相反). 当初速度方向与合力方向不在同一直线上. 分析归纳总结 物体做曲线运动的条件: . 六、曲线运动特点研究 【观察分析演示实验】 1.竖直向上或竖直向下抛出的物体的运动情况及受力情况怎样?斜方向或水平抛出的物体 的运动情况及受力情况怎样? 2.做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合力方向三者位置关系如何? 3.做
6、曲线运动的物体运动轨迹的弯曲方向与其所受合力方向有什么关系呢? 小结:曲线运动一定是 运动.运动轨迹夹在 方向和 方向之间,做 曲线运动的物体所受合力必指向 的一侧. 课堂检测 1.以下说法正确的是( ) A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动一定是曲线运动 C.曲线运动的加速度一定不为零 D.曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向 2.物体在光滑水平桌面上受三个水平恒力作用(不共线)处于平衡状态,当把其中一个水平恒 力撤去时,物体将( ) A.物体可能做匀加速直线运动 B.物体可能做匀减速直线运动 C.物体有可能做曲线运动D.物体一定做曲线运动 3.物体做曲线运动时,
7、其加速度( ) A.一定不等于零B.一定不变 C.一定改变D.可能不变 4.质点做曲线运动时( ) A.速度的大小一定在时刻变化B.速度的方向一定在时刻变化 C.它一定做变速运动D.它可能是速率不变的运动 5.下列叙述正确的是( ) A.物体在变力作用下不可能做曲线运动 B.物体在变力作用下不可能做直线运动 C.物体在变力和恒力作用下都有可能做曲线运动 D.物体在变力和恒力作用下都有可能做直线运动 6.某质点做曲线运动时( ) A.在某一点的速度方向是曲线上该点的切线方向 B.在任意时间内的位移大小总是大于路程 C.在任意时刻质点受到的合力不可能为零 D.速度的方向与合力的方向必不在一直线上
8、7.关于曲线运动,下列说法正确的是( ) A.曲线运动可以是直线运动 B.曲线运动一定是变速运动 C.曲线运动的速度大小和方向一定都在变化 D.曲线运动的方向是沿着曲线的 8.如图,物体在恒力 F 作用下沿曲线从 A 运动到 B,这时突然使它所受力反向(大小不变),则 物体以后的运动情况( ) A.可能沿曲线 Ba 运动 B.可能沿直线 Bb 运动 C.可能沿曲线 Bc 运动D.可能沿原曲线 BA 运动 参考答案 自主探究 1.位移 速度 加速度 平行四边形定则 2.运动轨迹为曲线的运动 3.沿曲线在这一点的切线方向 4.合运动指物体的实际运动;分运动指物体运动时将实际运动分解在某一方向上的运
9、动 5.合力方向与速度方向不共线 运动轨迹位于合力方向与初速度方向之间,且弯向合力方 向一侧 6.速度方向时刻改变 变 切线 合作探究 一、曲线运动的定义 曲线 二、曲线运动的位移 方向由 O 指向 A 2+ 2 三、曲线运动的速度 1.由于惯性,墨水脱离陀螺时沿边缘切线飞出,切线方向即陀螺在该点的速度方向. 2.某点切线方向即为该点速度方向 3.对 课堂小结:1.曲线运动速度方向沿轨迹切线方向.2.曲线运动是变速运动. 针对训练: 1. 2. 3. =arctan 2+ 2 四、实例分析 利用运动合成分解知识自己动手处理质点在平面内运动 蜡块的位置:x=v2t y=v1t 蜡块的位移:L=
10、2+ 2 蜡块的速度:v=2+ 2 蜡块的运动轨迹:直线 方程为 y= x 【过渡设问】轨迹将变为曲线 五、物体做曲线运动的条件 1.分组实验探究 (1)与小球速度共线,在小球前方吸引; (2)与小球速度共线,在小球后方吸引; (3)与小球速度不共线,从侧面吸引. 2.探究 (1)匀速直线运动 (2)当力方向不变时做直线运动,当力方向改变时做曲线运动 (3)直线运动 曲线运动 分析归纳总结:合力方向与速度方向不共线 六、曲线运动特点研究 1.竖直向上或向下抛出的物体做直线运动,受力方向与运动方向共线;斜方向或水平抛出的 物体做曲线运动,受力方向与速度方向不共线 2.运动轨迹位于初速度方向和合力方向之间,且弯向合力一侧 3.运动轨迹弯向合力一侧 小结:变速 初速度 合力 轨迹弯曲 课堂检测 1.ACD 2.ABC 3.AD 4.BCD 5.CD 6.ACD 7.B 8.A