2018-2019学年高中人教物理必修二课件：第五章 曲线运动 5.1

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(2)蜡块的速度v=___v_x2__v_y_2_, tanθ=__v _x _。 (3)蜡块运动的轨迹方程y=_vv_xy _x_。
四、物体做曲线运动的条件
1.动力学角度:当物体所受合力的方向与它的速度方 向_不__在__同__一__条__直__线__上__时,物体做曲线运动。 2.运动学角度:物体的加速度方向与它的速度方向 _不__在__同__一__条__直__线__上__时,物体做曲线运动。
考查角度2 运动的合成与分解的应用 【典例2】(2018·孝义高一检测)质量为2 kg的质点在 xy平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位 移图象如图所示,下列说法正确的是
【核心归纳】 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,这包含三个方面的内容。 ①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。
2.合外力与运动轨迹的关系:曲线运动的轨迹始终夹在 合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,即 合力指向轨迹的凹侧。
【解析】选D。热气球在竖直Oy方向做匀加速运动,则 合外力沿Oy方向,在水平Ox方向做匀速运动,此方向上 合力为零,所以合运动的加速度方向沿Oy方向,但合速 度方向不沿Oy方向,热气球做曲线运动,结合合力指向 轨迹内侧可知轨迹可能为OD,故D项正确,A、B、C项错 误。
【补偿训练】 1.(多选)关于曲线运动,下列说法中正确的是 ( ) A.曲线运动的速度大小一定变化 B.做曲线运动的物体所受的合外力一定变化 C.曲线运动的加速度不一定变化 D.曲线运动的速度方向一定变化
【过关训练】 1.(2018·济南高一检测)当物体做曲线运动时 ( ) A.物体所受合力一定是恒力 B.物体所受合力一定是变力 C.物体所受合力的方向跟它的速度方向一定在同一直 线上 D.物体所受合力的方向跟它的速度方向一定不在同一 直线上
【解析】选D。物体做曲线运动的条件是物体所受合外 力方向和速度方向不在同一直线上,合力不一定是恒力, 故A项错误;物体做曲线运动的条件是物体所受合外力 方向和速度方向不在同一直线上,但是合力不一定变化, 故B项错误;物体做曲线运动的条件是物体所受合外力 方向和速度方向不在同一直线上,故C项错误,D项正确。
【易错提醒】 物体做曲线运动时,受力(加速度)的“一定”与“不一 定” (1)“一定”:物体受到的合外力(加速度)一定不为零。 物体所受合外力(加速度)的方向与其速度方向一定不 在同一条直线上。
(2)“不一定”:物体受到的合外力(加速度)不一定变 化,即物体受到的合外力可以是恒力,也可以是变力。
二 对曲线运动条件的理解 【典例】(2018·哈尔滨高一检测)如图所示,一质点从 M点到N点做曲线运动①,当它通过P点时② ,其速度v和 加速度a关系③ 可能正确的是
【审题关键】
【解析】选C。速度方向沿轨迹的切线方向,加速度指 向轨迹的内侧,与速度方向一定不在同一条直线上,故C 正确,A、B、D错误。
是质点在曲线上这点的受力的方向,根据曲线运动上,故D项错误。
2.(2018·济南高一检测)如图,篮球沿优美的弧线穿过 篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是
()
A.v1
B.v2
C.v3
D.v4
【解析】选C。依据曲线运动特征可知:物体做曲线运 动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向, 所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3, 故C项正确。
【解析】选B。曲线运动的速度方向时刻改变,所以曲 线运动不可能是匀速运动,故A项错误;曲线运动的速度 方向沿着曲线上某点的切线方向,时刻改变,所以曲线 运动一定是变速运动,故B项正确;曲线运动的条件是合 力与速度不共线,一定是变速运动,且可以是匀变速曲 线运动,故C项错误;做曲线运动的质点的加速度方向就
【解析】选C、D。曲线运动的特征是速度方向时刻改 变,曲线运动是变速运动,故加速度不为零,但速度的大 小不一定变化,故A项错误、D项正确;曲线运动的特征 是速度方向时刻改变,曲线运动是变速运动,但曲线运 动所受的合外力不一定变化,故B项错误;曲线运动的加 速度不一定改变,故C项正确。
2.子谦同学在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形 磁铁放在桌面的A位置,让小钢珠在水平桌面上以初速 度v0运动,得到小钢珠的运动轨迹。图中a、b、c、d哪 一条为其运动轨迹 ( )
2.2017年11月25日,中国长宁蜀南竹海全国热气球锦标 赛在长宁县开赛,比赛期间来自全国50家顶级热气球竞 赛队伍的100多名运动员在竹海上空激烈角逐。如图所 示,热气球在竖直Oy方向做匀加速运动,在水平Ox方向 做匀速运动,热气球的运动轨迹可能为 ( )
A.直线OA C.曲线OC
B.曲线OB D.曲线OD
【补偿训练】 假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关 于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是
()
A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动 B.沿着与弯道垂直的方向飞出 C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道 D.上述情况都有可能
【解析】选C。赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何 一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的 切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹 的切线方向。选项C正确。
线运动,故C项错误;两个分运动是初速度不为零的匀加 速直线运动,若合初速度与合加速度共线,则它们的合 运动一定是匀加速直线运动;若合初速度与合加速度不 共线,则合运动一定是匀变速曲线运动,故D项错误。
【核心归纳】 1.概念: (1)合运动与分运动:如果物体同时参与了几个运动,那 么物体实际发生的运动就是合运动,参与的几个运动就 是分运动。 (2)运动的合成与分解:已知分运动求合运动,叫运动的 合成;已知合运动求分运动,叫运动的分解。
A.a
B.b
C.c
D.d
【解析】选C。磁铁对小钢珠有吸引力,当磁铁放在位 置A时,小钢珠运动过程中会受到磁铁的吸引,小钢珠逐 渐接近磁铁,所以其运动轨迹是c,故C项正确。
三 运动的合成与分解 考查角度1 合运动与分运动的关系 【典例1】(2018·福州高一检测)两个分运动不在一条 直线上,下列说法正确的是 A.两个分运动是匀速直线运动,且互相垂直,它们的合 运动可能是曲线运动
2.运动的合成与分解的运算法则:合成与分解的内容是 位移、速度、加速度的合成与分解,这些量都是矢量, 遵循的是平行四边形定则。
3.合运动与分运动的关系:
4.确定合运动性质的方法: 分析两个直线运动的合运动的性质时,应先根据平行四 边形定则,确定合运动的合初速度v0和合加速度a,然后 进行判断: (1)判断是否做匀变速运动:若a恒定,物体做匀变速运 动;若a变化,物体做变加速运动。
【思考辨析】 (1)做曲线运动的物体,速度可能不变。 ( ) (2)变速运动不一定是曲线运动。 ( ) (3)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。
()
(4)物体做曲线运动的合运动就是物体的实际运动。 ()
(5)合运动和分运动相互干扰。 ( ) (6)做曲线运动的物体一定有加速度。 ( )
提示:(1)×。物体做曲线运动时,速度方向时刻改变,根 据其矢量性,速度一定时刻在变化。 (2)√。变速运动可能是变速直线运动,即速度方向不变, 大小改变。 (3)×。做曲线运动的物体的位移大小一定比路程小。
【易错提醒】 (1)变速运动可能是曲线运动,也可能是直线运动,如加 速直线运动或减速直线运动都是变速运动。 (2)匀变速运动可能是匀变速曲线运动,也可能是匀变 速直线运动,只要物体所受合外力为恒力(且不为零), 它一定做匀变速运动。
【过关训练】 1.(2018·天津高一检测)关于曲线运动的性质,下列说 法中正确的是 ( ) A.曲线运动可能是匀速运动 B.曲线运动一定是变速运动 C.曲线运动不可能是匀变速运动 D.曲线运动的加速度方向可能与速度方向相同
【解析】选A。曲线运动的特征是速度方向时刻改变, 故曲线运动一定是变速运动,故A项正确、C项错误;曲 线运动是变速运动,加速度不为零,但是加速度可以变 化、也可以不变化,故B、D项均错误。
【核心归纳】 1.曲线运动的速度: (1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向, 就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向。 (2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物体做曲线运动 时,速度大小可能变化、可能不变化,速度方向一定变 化。
【解析】选B。分运动都是匀速直线运动,知合加速度 为零,合速度不为零,则合运动仍然是匀速直线运动,故 A项错误;两个初速度为零的匀加速直线运动一定是匀 加速直线运动,故B项正确;一个初速度为零的匀加速直 线运动和一个初速度不为零的匀加速直线运动,其合初 速度与合加速度不共线,它们的合运动一定是匀变速曲
(2)判断轨迹曲直:若a与v0共线,则做直线运动;若a与 v0不共线,则做曲线运动。
【易错提醒】 (1)合运动一定是物体的实际运动(一般是相对于地面 的)。 (2)不是同一时间内发生的运动或不是同一物体参与的 运动不能进行合成。 (3)对运动进行分解时,应该建立在对物体的运动效果 进行分析的基础上。
(4)√。物体做曲线运动的合运动就是物体的实际运动。 (5)×。合运动和分运动具有等时性、独立性。 (6)√。做曲线运动的物体的合力一定不为零,一定有加 速度。
一 对曲线运动的理解 【典例】(2018·大连高一检测)关于曲线运动,以下说 法正确的是 ( ) A.曲线运动的速度一定是变化的 B.曲线运动的加速度一定是变化的 C.曲线运动有可能是匀速运动 D.曲线运动不可能是匀变速运动
2.曲线运动的分类: (1)匀变速曲线运动:加速度恒定的曲线运动,即物体在 恒力作用下的曲线运动。 (2)变加速曲线运动:加速度不断变化的曲线运动,即物 体在变力作用下的曲线运动。
3.曲线运动中,判断某点速度方向的步骤: (1)确定物体运动轨迹的方向。 (2)确定该点的切线方向。 (3)画出带箭头的切线,箭头指向为该点的速度方向。
第五章 曲 线 运 动 1.曲 线 运 动
一、曲线运动的位移
1.坐标系的选择:研究物体在同一平面内做曲线运动时, 应选择_平__面__直__角__坐标系。 2.位移的描述:物体运动到某点时,其位移可用它在 _坐__标__轴__方向的分矢量来表示,而分矢量可用该点的 _坐__标__表示。
二、曲线运动的速度
3.合外力与速率的关系: (1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做速 率越来越大的曲线运动。 (2)合外力与速度方向的夹角为直角时,物体做速率不 变的曲线运动。 (3)合外力与速度方向的夹角为钝角时,物体做速率越 来越小的曲线运动。
4.确定曲线运动的轨迹的方法: (1)做曲线运动的物体,运动轨迹不断改变,其改变后的 轨迹处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间,且偏 向合外力所指的一侧。 (2)若物体在恒力作用下做曲线运动,物体的运动轨迹 越来越接近力的方向,但不会与力的方向相同。
B.两个分运动是初速度为零的匀加速直线运动,它们的 合运动一定是匀加速直线运动 C.一个初速度为零的匀加速直线运动和一个初速度不 为零的匀加速直线运动,它们的合运动可能是匀加速直 线运动 D.两个分运动是初速度不为零的匀加速直线运动,它们 的合运动一定是匀加速直线运动
【解题探究】 (1)怎么描述一个物体的运动性质? 提示:描述一个物体的运动性质包括加速度和运动轨迹。 (2)物体的运动轨迹是直线还是曲线的关键是什么? 提示:合速度和合加速度的方向是否在一条直线上。
1.速度方向:质点在某一点的速度沿曲线上这一点的 _切__线__方向。 2.运动性质:曲线运动是_变__速__运动。 3.速度的描述:可以用_相__互__垂__直__的两个分矢量(分速 度)表示。
三、运动描述的实例
(1)蜡块的位移。 蜡块沿水平方向向右匀速运动:x=_v_xt_; 蜡块沿竖直方向向上匀速运动:y=_v_yt_。