人教版高中物理必修2第五章曲线运动第一节曲线运动分享资料.ppt

必修二必修二必修二必修二——第五章第五章第五章第五章 曲线运动曲线运动曲线运动曲线运动 第一节曲线运动第一节曲线运动第一节曲线运动第一节曲线运动1第一节第一节 曲线运动曲线运动2观察一、曲线运动：一、曲线运动：轨迹是曲线的运动叫做曲线运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动34二、曲线运动的位移二、曲线运动的位移（（x, y））OAXYLα思考：思考：1 1、为什么不用直线坐、为什么不用直线坐标系？标系？ 2 2、如、如何确定何确定A A点的位置、位移及方点的位置、位移及方向？向？3 3、位移的分解：如图所示，、位移的分解：如图所示，物体从物体从O O运动到运动到A A，位移大，位移大小为小为L L，与，与x x轴夹角为轴夹角为αα，，则在则在x x方向的分位移为方向的分位移为x xA A＝＝__________，在，在y y方向的分位移方向的分位移为为y yA A＝＝_____._____.5让带有水的雨伞绕着伞柄让带有水的雨伞绕着伞柄转动转动, ,水滴沿伞边圆周的切水滴沿伞边圆周的切线飞出线飞出. . 三、曲线运动的速度三、曲线运动的速度1.1.从砂轮上打磨下来热的微粒沿什么方向飞出从砂轮上打磨下来热的微粒沿什么方向飞出? ? 2.2.没有打磨下来时运动到没有打磨下来时运动到A A点速度的方向指向哪点速度的方向指向哪? ?A砂轮砂轮6讨论：钢球离开轨道时的速度方向与轨道讨论：钢球离开轨道时的速度方向与轨道( (曲线曲线) )有什么关有什么关系系? ?链球放手的位置不同链球放手的位置不同, ,飞出去的方向相同吗飞出去的方向相同吗? ?说明了什说明了什么么? ?71 1、方向：任何做曲线运动的物体，沿曲线运动时，其速、方向：任何做曲线运动的物体，沿曲线运动时，其速度方向必然是时刻改变的。

物体在某点的即时速度方向，度方向必然是时刻改变的物体在某点的即时速度方向，就是曲线在该点的切线方向，时刻改变就是曲线在该点的切线方向，时刻改变思考：物理中的切线与数学中的切线相同吗？思考：物理中的切线与数学中的切线相同吗？2 2、速度的分解、速度的分解(1)(1)分速度：用相互垂直的两个方向的分速度：用相互垂直的两个方向的分矢量表示速度，这两个分矢量叫做分速度．分矢量表示速度，这两个分矢量叫做分速度． (2)(2)速度的分解：如图所示，物体沿速度的分解：如图所示，物体沿曲线运动到曲线运动到A A点，速度大小为点，速度大小为v v，与，与x x轴夹角为轴夹角为θθ，则在，则在x x方向的分速度为方向的分速度为v vx x＝＝____在在y y方向的分方向的分速度为速度为v vy y＝＝______8四、曲线运动的条件四、曲线运动的条件1 1、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一、当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动直线上时，物体就做曲线运动解释：当解释：当F F合合与与V V同向，据牛顿第二定律，产生的同向，据牛顿第二定律，产生的a a的方向与的方向与V V的方向同向，物体就做直线运动。

当它们不在一直线上，的方向同向，物体就做直线运动当它们不在一直线上，产生的产生的a a的方向与的方向与V V的方向成一角度，合力不但可以改变的方向成一角度，合力不但可以改变V V的大小，还可以改变的大小，还可以改变V V的方向，物体就做曲线运动的方向，物体就做曲线运动92 2、、做曲线运动的物体运动轨迹、速度方向与其所受合外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？力方向三者位置关系如何？ 物体运动轨迹物体运动轨迹夹在速度方向夹在速度方向和合外力方向和合外力方向之间之间GGv1v2v3GvF3 3、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力、做曲线运动的物体运动轨迹弯曲方向与其所受合外力方向有什么关系呢？方向有什么关系呢？做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧做曲线运动的物体所受合外力必指向运动轨迹凹的一侧10小结：物体做曲线运动的条件及性质小结：物体做曲线运动的条件及性质(1)(1)当物体所受的合力方向跟它的速度当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动．方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动．(2)(2)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角之中，并且合外力夹角之中，并且合外力F F的方向一定指向轨迹的凹侧．的方向一定指向轨迹的凹侧．(3)(3)性性质质：：曲曲线线运运动动过过程程中中速速度度方方向向始始终终在在变变化化，，曲曲线线运运动动是是变变速速运运动动 ；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．．当物体受变力作用做曲线运动时，为非匀变速曲线运动．当物体受变力作用做曲线运动时，为非匀变速曲线运动．(4)(4)如何确定曲线运动是加速运动如何确定曲线运动是加速运动还是减速运动？还是减速运动？111 1、物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？、物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？ 2 2、物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？、物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？ 3 3、物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？、物体既有初速度又有外力时，将做什么运动？ ①①当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相当初速度方向与外力方向在同一直线上（方向相同或相反）。

反） ②②当初速度与外力不在同一直线上当初速度与外力不在同一直线上说明：判断直线还是曲线运动关键看说明：判断直线还是曲线运动关键看a a与与v v是否同一直线；是否同一直线；判断匀变速还是变加速关键看判断匀变速还是变加速关键看a a是否恒定是否恒定12 知识点辨析：知识点辨析：1 1、速度变化的运动必是曲线运动吗？、速度变化的运动必是曲线运动吗？ 2 2、加速度变化的运动必是曲线运动吗？、加速度变化的运动必是曲线运动吗？ 3 3、曲线、曲线运动一定是变速运动？运动一定是变速运动？ 4 4、变速运动一定是曲线运动？、变速运动一定是曲线运动？ 5 5、曲线运动的速度一定变？、曲线运动的速度一定变？ 6 6、做曲线运动、做曲线运动的物体所受合力一定不为零？的物体所受合力一定不为零？ 7 7、物体在恒力下不可能做曲线运动、物体在恒力下不可能做曲线运动? ? 8 8、物体在变力作用下一定做曲线运动？、物体在变力作用下一定做曲线运动？ 9 9、加速度恒定的运动不可能是曲线运动、加速度恒定的运动不可能是曲线运动13练习练习1 1、如图所示、如图所示, ,物体在恒力的作用下沿从物体在恒力的作用下沿从A A曲线曲线运动到运动到B,B,此时突然使力反向此时突然使力反向, ,物体物体 的运动情况是的运动情况是 A A 物体可能沿曲线物体可能沿曲线BaBa运动运动B B 物体可能沿直线物体可能沿直线BbBb运动运动C C 物体可能沿曲线物体可能沿曲线BcBc运动运动D D 物体可能沿曲线物体可能沿曲线B B返回返回A A练习练习2 2、下列关于力和运动的说法中正确的是、下列关于力和运动的说法中正确的是( ( ) )A.A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动物体在恒力作用下不可能做曲线运动B.B.物体在变力作用下不可能做直线运动物体在变力作用下不可能做直线运动C.C.物体在变力作用下不可能做曲线运动物体在变力作用下不可能做曲线运动D.D.物体在变力作用下可能做曲线运动物体在变力作用下可能做曲线运动14练习练习3 3、某物体受同一平面内的几个力作用而做匀、某物体受同一平面内的几个力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其它力没变，则该物体力没变，则该物体( )( )A A、一定做匀加速直线运动、一定做匀加速直线运动B B、一定做匀减速直线运动、一定做匀减速直线运动C C、其轨迹可能是曲线、其轨迹可能是曲线D D、其轨迹不可能是直线、其轨迹不可能是直线1516<播放播放1>【【演示实验演示实验】】 红蜡块的运动红蜡块的运动17一、红蜡块在平面内的运动一、红蜡块在平面内的运动水平方向：蜡块随管向水平方向：蜡块随管向右做匀速直线运动。

右做匀速直线运动 竖直方向：蜡块相对管竖直方向：蜡块相对管向上做向上做 匀速直线运动匀速直线运动实际：蜡块相对平面向实际：蜡块相对平面向右上方运动右上方运动过程分析过程分析：红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动，在玻璃管中竖直向上的运动（由玻璃管中竖直向上的运动（由A A到到B B）和随玻璃管水平向右）和随玻璃管水平向右的运动（由的运动（由A A到到D D），红蜡块实际发生的运动（由），红蜡块实际发生的运动（由A A到到C C）是）是这两个运动合成的结果这两个运动合成的结果 18二、合运动、分运动及其判断二、合运动、分运动及其判断 1 1、合运动：通常是指研究对象实际发生的运动、合运动：通常是指研究对象实际发生的运动蜡块实际发生的运动（由蜡块实际发生的运动（由A A到到C C）的运动，通常叫做合运动的运动，通常叫做合运动合运动的位移合运动的位移s=AC—— s=AC—— 合位移合位移2 2、、分分运运动动：：是是指指研研究究对对象象同同时时参参与与的的几几个个运运动动，，或或实实际际运动同时产生的几个运动效果．运动同时产生的几个运动效果．分析：蜡块的运动中哪是合运动、哪是分运动？分析：蜡块的运动中哪是合运动、哪是分运动？在在上上述述实实验验中中，，蜡蜡块块沿沿玻玻璃璃管管在在竖竖直直方方向向（（由由A A到到B B））的的运运动和水平方向（由动和水平方向（由A A到到D D）的运动，通常叫做分运动。

的运动，通常叫做分运动分运动的位移分运动的位移s s1 1=AB=AB和和s s2 2=AD —— =AD —— 分位移分位移3 3．合运动和分运动的判断．合运动和分运动的判断判断的关键是确定物体判断的关键是确定物体( (一般相对大地一般相对大地) )实际的运动，因为实际的运动，因为一般情况下，物体的实际运动就是合运动．一般情况下，物体的实际运动就是合运动．19三、运动的合成和分解三、运动的合成和分解1 1．．运运动动的的合合成成和和分分解解：：由由已已知知的的分分运运动动来来求求合合运运动动，，叫叫做做运运动动的的合合成成；；已已知知合合运运动动求求跟跟它它等等效效的的分分运运动动，，叫叫运运动的分解．两者互为逆运算．动的分解．两者互为逆运算．2 2．．合合运运动动分分解解的的原原则则：：与与力力的的分分解解类类似似．．若若没没有有限限制制条条件件，，一一个个实实际际运运动动可可分分解解为为无无数数对对分分运运动动，，但但在在实实际际问问题题中中往往往往分分解解成成两两个个便便于于分分析析求求解解的的简简单单运运动动（（实实际际效效果）．果）．3 3．．合合成成和和分分解解的的方方法法：：运运动动的的合合成成和和分分解解常常包包括括位位移移、、速速度度和和加加速速度度的的合合成成和和分分解解，，由由于于它它们们都都是是矢矢量量，，所所以以遵循遵循平行四边形定则平行四边形定则．．204 4．．对对于于在在平平面面内内运运动动的的物物体体，，常常将将其其运运动动在在某某直直角角坐坐标标系系中进行正交分解，则有：中进行正交分解，则有：V VX X＝＝v·cosθv·cosθ，，v v y y＝＝v·sinθ v·sinθ (θ(θ为速度方向与为速度方向与x x轴的夹角轴的夹角) )x x＝＝s·cosαs·cosα，，y y＝＝s·sinαs·sinα(α(α为位移方向与为位移方向与x x轴的夹角轴的夹角) )．．⑴⑴蜡块的位置蜡块的位置P P的坐标的坐标⑵⑵蜡块的轨迹蜡块的轨迹 ⑶⑶蜡块运动位移的大小蜡块运动位移的大小⑷⑷蜡块运动位移的方向蜡块运动位移的方向21四、合运动与分运动的关系四、合运动与分运动的关系1.1.同一性：各分运动与合运动，是指同一物体参与的分运同一性：各分运动与合运动，是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不是几个物体不同时间发生的不同动和实际发生的运动，不是几个物体不同时间发生的不同运动．运动．2.2.同时性：合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同同时性：合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同时结束的．时结束的．3.3.等效替代性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效等效替代性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动和各分运动总的效果可以互相替代．因此，在果，合运动和各分运动总的效果可以互相替代．因此，在对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪几个运动的效果．几个运动的效果．4.4.独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各运动都是独立进行的，互不影响．运动都是独立进行的，互不影响．22五、判断合运动是否是曲线运动的方法五、判断合运动是否是曲线运动的方法 方法：判方法：判断合加速度与合初速度的方向是否共线断合加速度与合初速度的方向是否共线 （（1 1）两个匀速）两个匀速直线运动的合运动仍为匀速直线运动直线运动的合运动仍为匀速直线运动 （（2 2）一个匀速直线）一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，运动与一个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，当二者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线当二者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动运动 （（3 3）两个初速度为零的匀加速直线运）两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动仍然是匀加速直线运动动的合运动仍然是匀加速直线运动 （（4 4）两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，）两个匀变速直线运动的合运动仍然是匀变速运动，若合初度与合加速度在同一直线上，则合运动为匀变速直若合初度与合加速度在同一直线上，则合运动为匀变速直线运动，如图甲，不共线时为匀变速曲线运动，如图乙线运动，如图甲，不共线时为匀变速曲线运动，如图乙23 【【【【例题例题例题例题1 1 1 1】】】】一船准备渡河，已知水流速度为一船准备渡河，已知水流速度为v v0 0=1m/s=1m/s，船，船在静水中的航速为在静水中的航速为v=2m/sv=2m/s，则：，则： ① ①要使船能要使船能够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？够垂直地渡过河去，那么应向何方划船？②②要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？要使船能在最短时间内渡河，应向何方划船？ 【【答案答案】】①①θθ=60=600 0 ② ②垂直于河岸垂直于河岸v 渡河问题渡河问题 24【【【【例例例例题题题题2 2 2 2】】】】宽宽300300米米，，河河水水流流速速3m/s3m/s，，船船在在静静水水中中的的航航速速为为1m/s1m/s，，则则该该船船渡渡河河的的最最短短时时间间为为 ，，渡渡河河的的最最短短位位移移为为 。

【【【【答案答案答案答案】】】】25v “ “绳绳+ +物物””问题问题 【【【【问题综述问题综述问题综述问题综述】】】】 此类问题的关键是：此类问题的关键是：1.1.准确判断谁是合运动，谁是分运动；准确判断谁是合运动，谁是分运动；实际运动是合运动实际运动是合运动实际运动是合运动实际运动是合运动2.2.根据运动效果寻找分运动；根据运动效果寻找分运动；3.3.一般情况下，分运动表现在：一般情况下，分运动表现在：①①沿绳方向的伸长或收缩运动；沿绳方向的伸长或收缩运动；②②垂直于绳方向的旋转运动垂直于绳方向的旋转运动4.4.根据运动效果认真做好根据运动效果认真做好运动矢量图运动矢量图运动矢量图运动矢量图，是解题的关键是解题的关键5.5.对对多多个个用用绳绳连连接接的的物物体体系系统统，，要要牢牢记记在在绳绳绳绳的的的的方方方方向向向向上上上上各各各各点点点点的速度大小相等的速度大小相等的速度大小相等的速度大小相等6.6.此类问题还经常用到此类问题还经常用到微元法微元法求解求解2627【【【【例题例题例题例题3 3】】】】如图所示，纤绳以恒定速率如图所示，纤绳以恒定速率v沿水平方向通过定沿水平方向通过定滑轮牵引小船靠岸，当纤绳与水面夹角为滑轮牵引小船靠岸，当纤绳与水面夹角为θ时，船靠岸的时，船靠岸的速度是速度是 ，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度是，若使船匀速靠岸，则纤绳的速度是 。

填：匀速、加速、减速）填：匀速、加速、减速） 【【【【答案答案答案答案】】】】减速减速减速减速28【【例题例题4 4】】如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度如图所示，汽车沿水平路面以恒定速度v v前进，则当拉绳与水平方向成前进，则当拉绳与水平方向成θθ角时，被吊起的物角时，被吊起的物体体M M的速度为的速度为v vM M= = 【【【【答案答案答案答案】】】】29【【【【例题例题例题例题5 5】】】】如图所示，以速度如图所示，以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体沿竖直杆匀速下滑的物体A，用细绳通过定滑轮拉动物体，用细绳通过定滑轮拉动物体B在水平桌面上运动，当绳在水平桌面上运动，当绳与水平面夹角为与水平面夹角为θ时，物体时，物体B的速率为的速率为 ，，【【【【答案答案答案答案】】】】 vB=vsinθ30【【【【例题例题例题例题6 6】】】】如图所示，如图所示，A、、B两物体用细绳相连，在水平面两物体用细绳相连，在水平面上运动，当上运动，当α=450，，β=300时，物体时，物体A的速度为的速度为2 m/s，这时，这时B的速度为的速度为 。

答案答案答案答案】】】】31v v ““杆杆+ +物物””问题问题【【【【问题综述问题综述问题综述问题综述】】】】 此类问题的关键是：此类问题的关键是： 1.1.准确判断谁是合运动谁是分运动；准确判断谁是合运动谁是分运动；实际运动是合运动实际运动是合运动实际运动是合运动实际运动是合运动2.2.根据运动效果寻找分运动；根据运动效果寻找分运动；3.3.一般情况下，分运动表现在：一般情况下，分运动表现在：①①沿杆方向的运动；沿杆方向的运动；②②垂直于杆方向的旋转运动垂直于杆方向的旋转运动4.4.根据运动效果认真做好根据运动效果认真做好运动矢量图运动矢量图运动矢量图运动矢量图，是解题的关键是解题的关键5.5.要牢记在要牢记在杆上各点沿杆的方向上的速度相等杆上各点沿杆的方向上的速度相等杆上各点沿杆的方向上的速度相等杆上各点沿杆的方向上的速度相等6.6.此类问题还经常用到此类问题还经常用到微元法微元法求解32【【例例题题】】如如图图所所示示，，滑滑块块B以以速速度度vB向向左左运运动动时时，，触点触点P的沿杆移动的速度如何？的沿杆移动的速度如何？【【【【答案答案答案答案】】】】寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果33【【【【例题例题例题例题】】】】如图所示，长如图所示，长L L的杆的杆ABAB，它的两端在地板和竖直，它的两端在地板和竖直墙壁上，现拉墙壁上，现拉A A端由图示位置以速率端由图示位置以速率v v匀速向右运动，则匀速向右运动，则B B端坐标端坐标y y和时间的函数关系是：和时间的函数关系是： 。

B B端滑动的速度是端滑动的速度是 答案答案答案答案】】】】寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果寻找分运动效果34353637Thank you!38。