2019-2020学年高中物理 第1章 1 曲线运动课件 教科版必修2

1.曲线运动1.知道怎样确定曲线运动中速度的方向,理解曲线运动是变速运动.2.掌握物体做曲线运动的条件,即所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上.比较项目概念内容知识要点曲线运动运动轨迹为曲线的运动例如:汽车转弯、过山车的运动等速度方向(1)速度方向:沿轨迹的切线方向(2)运动性质:曲线运动一定是变速运动做曲线运动的物体在各点的速度方向图示:比较项目概念内容知识要点运动条件(1)直线运动的条件:物体所受合外力的方向与物体的速度方向在同一直线上,或物体所受合力为零(2)曲线运动的条件:物体所受合外力的方向与物体的速度方向不在同一直线上(1)曲线运动的轨迹向合外力一侧偏转(2)当物体做曲线运动时,所受合外力(F合)可以分解为沿运动方向和垂直于运动方向的两个分力.沿运动方向的力(F1)可称为“变速力”,只改变速度的大小,不改变速度的方向;垂直于运动方向的力(F2)可称为“转弯力”,只改变速度的方向,不改变速度的大小探究一探究二对曲线运动的理解条件当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动原因将做曲线运动的物体受到的合外力分解为一个沿轨迹切线方向的分量和一个与切线垂直的分量.其中,垂直于切线方向的分量改变物体的运动方向速度特点(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向就是曲线上这一点的切线方向(2)速度是一个矢量,既有大小,又有方向,物体做曲线运动,表明物体的速度方向发生了变化探究一探究二运动性质(1)由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化,因其矢量性,不管速度大小是否改变,物体的速度时刻变化,即曲线运动一定是变速运动(2)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受的合外力情况.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特别提醒(1)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动.(2)只要物体所受合外力为恒力,它一定做匀变速运动,可能是直线运动,也可能是曲线运动.探究一探究二直线运动与曲线运动的比较比较项目匀速直线运动匀变速直线运动曲线运动F合(a)F合=0(a=0)F合≠0(a≠0),F合(a)恒定F合≠0(a≠0),F合(a)可能恒定,可能变化v恒定变化变化x位移大小等于路程位移大小小于或等于路程位移大小小于路程F合(a)方向与v方向在一条直线上不在一条直线上特别提醒在曲线运动中,合外力方向与速度方向的夹角小于90°,物体做加速运动;夹角大于90°,物体做减速运动;夹角等于90°,则物体的速率不变.【例1】如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受的力的方向反向而大小不变(即由F变为-F).在此力作用下,对物体以后的运动情况,下列说法正确的是()A.物体可能沿曲线Ba运动B.物体可能沿直线Bb运动C.物体可能沿曲线Bc运动D.物体可能沿原曲线由B返回A解析:由曲线运动产生的条件可知,物体的运动轨迹始终弯向合外力指向的一侧,而且做曲线运动的物体的运动轨迹一定处于合外力方向和速度方向的夹角之间.物体在A点时速度vA沿A点的切线方向,物体在恒力作用下沿曲线AB运动,此力F必有垂直于vA的分力,用来改变速度的方向,且力F应指向曲线内侧,如图所示.当物体运动到B点时,力F反向变为-F,而此时瞬时速度vB沿B点切线方向,所以物体以后可能沿Bc做曲线运动,选项C正确.答案:C题后反思物体的运动轨迹由速度方向和受力方向决定,在分析物体的运动情况时,应考虑速度方向和受力方向的关系,从而判断其运动轨迹.【例2】质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,而保持F2、F3不变,则质点()A.一定做匀变速运动B.一定做直线运动C.一定做非匀变速运动D.一定做曲线运动解析:质点在恒力作用下产生恒定的加速度,加速度恒定的运动一定是匀变速运动.由题意可知,当突然撤去F1而保持F2、F3不变时,质点受到的合力大小与F1大小相等,方向与F1方向相反,故一定做匀变速运动.在撤去F1之前,质点保持平衡状态,有两种可能,一是质点处于静止状态,则撤去F1后,它一定做匀变速直线运动;二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1后,质点可能做直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上).综上所述,A正确,B、C、D错误.答案:A题后反思要使物体做曲线运动,其条件是物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上.【例3】如图所示,一物体在沿曲线从M点向N点运动的过程中,速度逐渐减小.在此过程中物体所受合力的方向可能是()点拨:求解本题时应把握以下两点:(1)做曲线运动的物体的速度方向由切线方向确定;(2)做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧.解析:物体做曲线运动时,其轨迹在速度方向和所受合力方向所成的夹角之间,且偏向所受合力的方向,选项A、D错误;由力的分解可知,在B项中沿速度的方向有一分力,物体的速度会逐渐变大,不符合题意,选项B错误;同理分析选项C正确.答案:C题后反思力的方向一定指向轨迹的凹侧,分析本题时,要明确“从M点向N点运动速度减小”的含义,速度减小意味着力的方向与速度方向的夹角大于90°,物体做减速运动.