高中物理 5.1曲线运动(精讲优练课型)课件 新人教版必修2

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【判一判】 (1)做曲线运动的物体，合外力的方向一定是变化 的。( ) (2)做曲线运动的物体，速度与合外力不可能在同 一条直线上。( ) (3)做曲线运动的物体，加速度的大小有可能是不 变的。( )
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提示：(1)×。物体做曲线运动时，必须满足物体所受合外力与它的 速度不共线，而合外力的方向是可以不变的。 (2)√。物体做曲线运动的条件就是它所受的合力与它的速度不共线。 (3)√。根据物体做曲线运动的运动学条件，做曲线运动时，物体的加 速度大小可以不变。
第五章 曲线运动 1 曲线运动
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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。
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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_。
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②蜡块的速度v=___v_x2___v_y2__，tanθ=___v _x __。 ③蜡块运动的轨迹方程y=__vv_xy _x__。
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【想一想】微风吹来，鹅毛大雪正在缓缓降落，为寒冷的冬天增加了 一道美丽的风景线。试问雪花在降落时同时参与了哪两个方向上的运 动？
(3)√。位移是矢量，满足矢量合完成整版与pp分t 解的法则。
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二、曲线运动的速度 1.速度方向：质点在某一点的速度沿曲线在这一点的_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。
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【判一判】 (1)做曲线运动的物体，物体的速度可能不变。( ) (2)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。( ) (3)物体的速度不断改变，它一定做曲线运动。( )
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【正确解答】选C。根据曲线运动中合力F应指向轨迹的“凹侧”，可 排除A、D项。在B项中，F的方向与v的方向成锐角，质点从A到B加速， 故B错。在C项中，F的方向与v的方向成钝角，质点从A到B减速，故C 正确。
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一、物体做曲线运动的条件——受力(加速度)的特点 思考探究： 如图所示，桌面上运动的小铁球在磁铁的引力作用下做曲线运动；人 造卫星绕地球运行，在地球引力作用下做曲线运动。
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(1)小球、人造卫星所受合外力的方向有什么特点？小球、人造卫星 的加速度的方向有什么特点？ (2)小球靠近磁铁时，速率如何变化？远离磁铁时呢？合外力的方向 如何影响速率的变化呢？
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【判一判】
(1)物体做曲线运动时，路程一定大于位移的大小。( )
(2)选择恰当的平面直角坐标系，可以研究所有的曲线运动。( )
(3)物体的位移等于它在坐标轴方向的分矢量的矢量和。( )
提示：(1)√。物体做曲线运动时，路径的长度肯定大于初、末位置的
直线距离，所以路程一定大于位移的大小。
(2)×。选择平面直角坐标系，无法研究三维空间内的曲线运动。
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2.物体做曲线运动时，关于受力(加速度)的几个关系： (1)合外力与运动轨迹的关系：物体运动时其轨迹总偏向合外力所指 的一侧，或者说合外力总指向运动轨迹的凹侧。 (2)合外力与速率变化的关系： ①合外力方向与速度方向夹角为锐角时，物体做速率越来越大的曲线 运动。
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②合外力方向与速度方向夹角为直角时，物体做速率不变的曲线运动。 ③合外力方向与速度方向夹角为钝角时，物体做速率越来越小的曲线 运动。
提示：雪花同时参与了竖直向下和水平方向上的两个分运动。
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四、物体做曲线运动的条件 1.从动力学角度看：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.从运动学角度看：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。
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【典例示范】(2015·芜湖高一检测)质点沿如图所示的轨迹从A点运 动到B点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示【解题探究】 (1)物体做曲线运动时，合外力总指向运动轨迹的_凹__侧__。 (2)合外力方向与速度方向夹角为_钝__角__时，物体做速率越来越小的 曲线运动。
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三、运动描述的实例 1.装置：在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水，水中放一个用红 蜡做成的小圆柱体R，将玻璃管口塞紧。
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2.实验过程： (1)将这个玻璃管倒置(如图)，可以看到蜡块上升的速度大小不变， 即蜡块做_匀__速__直__线__运动。
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(2)再次将玻璃管上下颠倒，在蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀 速移动，观察蜡块的运动情况。 (3)以蜡块开始运动的位置为原点O，水平向右的方向和竖直向上的方 向分别为x轴和y轴的方向，建立平面直角坐标系。
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提示：(1)小球、人造卫星的受力方向与其速度方向不在一条直线上。 加速度与合外力方向相同，也与速度方向不在一条直线上。 (2)小球靠近磁铁时，速率增大，远离磁铁时，速率减小。可见，合 外力方向与速度方向夹角为锐角时，物体的速率越来越大；合外力方 向与速度方向夹角为钝角时，物体的速率越来越小。
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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)√。由于速度的方向时刻改变，曲线运动一定是变速运动，但变速 运动可能是变速直线运动，即速度方向不变，大小改变。 (3)×。物体速度不断改变，也可能做直线运动。例如，匀加速直线 运动、匀减速直线运动。
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【归纳总结】 1.物体做曲线运动时，关于受力(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。