高中物理课件： 曲线运动

A．Oa
B．Ob
C．Oc
D．Od
解析：由题图可知，在没有受到外力作用时小球在水平桌面上 做匀速直线运动，当有外力作用时，并且力的方向向下，应该 指向圆弧的内侧，故小球的运动方向可能是Od.故选D．
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三、建立曲线运动模型
如图所示，运动场上正在举行运动会.400 m跑道上的运动员 正快速通过弯道．
2．物体的运动与合外力的关系 (1)合外力方向与物体的速度方向在同一条直线上时，物体做加 速直线运动或减速直线运动． (2)合外力方向与物体的速度方向不在同一条直线上时，物体做 曲线运动．
3．应用 (1)F合与v0夹角θ和曲线运动速率变化的关系 ①θ为锐角时，曲线运动速率变大； ②θ为直角时，曲线运动速率不变； ③θ为钝角时，曲线运动速率变小． (2)判断受力方向：做曲线运动的物体，运动轨迹必定在速度方 向和所受合外力方向之间，且合外力方向(或加速度方向)一定指向 轨迹的凹侧．
第一章 抛体运动 第一节 曲线运动
观察下列各种运动有什么共同特点？
学习目标
1．认识曲线运动，知道曲线运动瞬时速度的方向 2．知道曲线运动是变速运动，速度的方向时刻在改变 3．知道物体做曲线运动的条件，学会对实例进行分析 4．知道曲线运动的性质与轨迹特点 5．理解曲线运动速度、合外力、运动轨迹之间的内在联系
解析：既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以速度方向一定变 化，物体受到的合外力一定不为零，物体一定不是处于平衡状态，故A、B、C 错误；物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上，故D正确．
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一、曲线运动的速度方向
游乐场是大家喜爱的地方，里面的过山车备受欢迎．各地的过山车设计千姿 百态，各不一样，有圆形的，有螺旋的，有翻转的．过山车是一项惊险刺激的游 戏项目．如果某次过山车沿水平圆形轨道匀速转动，行驶过程中速度的大小保持 不变，请思考下列问题．
(1)此过山车匀速转动时，其速度会发生变化吗？ (2)过山车做的是曲线运动，如何确定它在某一点时的速度方向？ (3)过山车做曲线运动时，加速度可以为零吗？为什么？
答案：(1)会，因为速度方向时刻变化． (2)过轨迹上的点沿运动的方向作曲线的切线即为速度方向． (3)不可以．因速度有变化，故一定有加速度．
2．运动学角度：当物体加速度的方向与速度的方向 ____不__在__同__一__直__线__上______时，物体做曲线运动．
练习2.关于做曲线运动的物体，下列说法正确的是 ( D ) A．它所受的合外力可能为零 B．有可能处于平衡状态 C．速度的大小和方向一定时刻改变 D．受到的合外力方向与速度方向不在同一条直线上
答案：速度大小不一定改变，速度方向一定改变．
练习1.做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是 ( A )
A．速度
B．加速度
C．速率
D．平均速率
解析：曲线运动的速度方向时刻改变，故A正确．
二、物体做曲线运动的条件
1．动力学角度：当物体所受合外力的方向与它的速度方向 ___不__在__同__一__直__线__上_____时，物体做曲线运动．
2．曲线运动的性质 (1)一定是变速运动——由于物体做曲线运动的速度方向时刻在变化， 不管速度大小是否改变，因其矢量性，物体的速度在时刻变化，即曲线 运动一定是变速运动．
(2)不一定是匀变速运动——曲线运动是否为匀变速运动取决于物体 所受合外力的情况．合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为 变力，物体做非匀变速曲线运动，即变速曲线运动．
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二、物体做曲线运动的条件
漂移是一种驾驶技巧，又称“甩尾”，车手以过度转向的方式令车子侧滑行 走．通常相对于“咬地”过弯，漂移在路况急转弯赛车时用处很大，非常具有观赏 性，左图是出现在表演或是路况变化较大的赛车活动中的漂移．请根据右图思考下 列问题．
(1)若右图中前面汽车加速行驶，用线条和箭头画出汽车轨迹、速度、合外力 的简单示意图．
( B)
A．过山车做匀速运动D．过山车经过A、C两点时的速度方向相同
解析：过山车做曲线运动，其速度方向时刻变化，速度是矢量，则过山车做 变速运动．A错误，B正确；做变速运动的物体具有加速度，由牛顿第二定律 可知过山车所受合外力一定不为零，C错误；过山车经过A点时速度方向竖直 向上，经过C点时速度方向竖直向下，D错误．
(2)若右图中前面汽车减速行驶，用线条和箭头画出汽车轨迹、速度、合外力 的简单示意图．
归纳总结
1．物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件：合外力与速度方向不共线是物体做曲线运动的 充要条件，这包含三个层次的内容． ①初速度不为零； ②合外力不为零； ③合外力与速度方向不共线． (2)运动学条件：加速度与速度方向不共线(隐含加速度与速度 不为零的前提)．
知识梳理
一、曲线运动的速度方向 1．切线 如图所示，当B点非常接近A点时，这条割线就叫作曲线A点
的切线．
2．速度方向 沿曲线在这一点的___切__线___方向．
3．运动性质 速度方向时刻在___改__变___，曲线运动一定是___变__速___运动．
思考
做曲线运动的物体的速度大小一定改变吗？其速度方向一定改变吗？
归纳总结
1．曲线运动的速度 (1)速度方向：曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度 方向，就是质点从该时刻(或该位置)脱离曲线后自由运动的方向， 也就是曲线上这一点的切线方向． (2)关于速度的“一定”与“不一定”． ①“一定”：物体做曲线运动时，运动方向不断变化，即速度 方向一定变化； ②“不一定”：物体做曲线运动时，速度的大小不一定变化．
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(3)判断轨迹弯曲的方向：做曲线运动的物体，其轨迹向合外力 所指的方向弯曲．如图所示，抛出的石子在空中划出的弧线(图甲)、 卫星绕地球运行的部分轨迹(图乙)．
典例精析
例2.小球在光滑的水平桌面上以速度v做匀速直线运动．当它受到 沿桌面向外的水平力F作用时，如图所示，小球运动的轨迹可能是( D )
建模过程 (1)将运动员看作质点． (2)画出弯道简图． (3)运动员速度方向沿弯道切线方向， 受力和加速度的方向指向弯道内侧，如图所示．
典例精析
例3.翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目．如图所示，翻滚过
山车(可看成质点)从高处冲下，过M点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过A、
B、C三点．下列说法正确的是
典例精析
例1.如图所示，虚线MN为一小球在水平面上由M到N的运动轨迹， P是运动轨迹上的一点．四位同学分别画出了带有箭头的甲、乙、丙、
丁来描述小球经过P点时的速度方向，其中描述准确的是
(C )
A．甲
B．乙
C．丙
D．丁
解析：某一时刻对应某一位置，此时的速 度方向沿曲线上该点的切线方向，因此丙 为P点的速度方向，C正确．