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5 1曲線運(yùn)動(dòng) 第五章曲線運(yùn)動(dòng) 1 直線運(yùn)動(dòng) 1 勻速直線運(yùn)動(dòng) 2 勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3 自由落體運(yùn)動(dòng) 2 曲線運(yùn)動(dòng) 運(yùn)動(dòng)軌跡 物體運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng) 觀察 觀察 觀察 軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫做曲線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng) 2 汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所做的運(yùn)動(dòng) 3 人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng) 4 地球繞太陽的運(yùn)動(dòng) 1 投出去的鉛球 鐵餅 籃球 一 曲線運(yùn)動(dòng)的位移 二 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 1 從砂輪上打磨下來熱的微粒沿什么方向飛出 2 沒有打磨下來時(shí)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)速度的方向指向哪 A 切線方向 軌跡的切線方向 砂輪 討論 討論 鏈球運(yùn)動(dòng)到最前方時(shí)放手好嗎 鏈球 拋出去的物體做曲線運(yùn)動(dòng) 二 曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向 3 實(shí)驗(yàn)探究 一般曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 二 曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向 理論探究 從平均速度到瞬時(shí)速度 從割線到切線 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度 沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向 a b c d v v v v 在曲線運(yùn)動(dòng)中 運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的即時(shí)速度的方向 就是通過這一點(diǎn)的曲線的切線的方向 勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 加速度不變的曲線運(yùn)動(dòng) 但速度仍然時(shí)刻變化 小結(jié) 曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) 性質(zhì) 軌跡是曲線 某點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向就是該點(diǎn)的切線方向 速度方向時(shí)刻在改變 曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)必有加速度 一個(gè)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的鋼球 從旁邊給它一個(gè)力 例如在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊放一塊磁鐵 觀察鋼球的運(yùn)動(dòng) 三 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 如何使小鋼球做加速直線運(yùn)動(dòng) 施加的力F的方向與小鋼球的速度V的方向一致 如何使小鋼球做勻速直線運(yùn)動(dòng) 小鋼球不受力 或者所受合外力為零 思考 如何使小鋼球做減速直線運(yùn)動(dòng) 如何使小鋼球做曲線運(yùn)動(dòng) 施加的力F的方向與小鋼球的速度V的方向相反 施加的力F的方向與小鋼球的速度V成一定的角度 三 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向 加速度方向 與它的速度方向不在同一條直線上 即 且F與V的夾角既不等于零也不等于180度 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系 曲線運(yùn)動(dòng)的條件 4 拓展 將物體斜向上拋 物體運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示 畫出物體在A B兩點(diǎn)的速度方向和受力方向 并分析物體在上升和下落階段 速度大小分別怎樣變化 1 切向分力F1改變速度的大小 2 法向分力F2改變速度的方向 F總是與v垂直 速度大小改變嗎 曲線運(yùn)動(dòng)的條件 1 提出問題 質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng) 下列說法正確的有 A 曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小一定變化B 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定變化C 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)D 質(zhì)點(diǎn)受到的合外力一定不為零 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) a 0 F 0 BCD 課堂練習(xí) 練習(xí)1 關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng) 下列說法正確的是 A 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B 曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向不斷的變化 但速度的大小可以不變C 曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變D 曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變 AB 課堂練習(xí) 練習(xí) 以下說法正確的是 A 物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B 物體在變力的作用下不可能做直線運(yùn)動(dòng)C 物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動(dòng)D 物體在變力的作用下可能做直線運(yùn)動(dòng) 答案 CD 課堂練習(xí) 練習(xí) 物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件 以下說法正確的是 A 物體受到的合外力不為零 物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)B 物體受到的力不為恒力 物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)C 初速度不為零 加速度也不為零 物體一定做曲線運(yùn)動(dòng)D 初速度不為零 并且受到與初速度方向不在同一條直線的外力作用 物體一定做曲線運(yùn)動(dòng) 答案 D 實(shí)驗(yàn)分析 蠟塊的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線嗎 這個(gè)實(shí)驗(yàn)中 蠟塊既向上做勻速運(yùn)動(dòng) 又由于玻璃管的移動(dòng)向右做勻速運(yùn)動(dòng) 我們看出蠟塊的實(shí)際運(yùn)動(dòng)是向右上方運(yùn)動(dòng)的 那么 蠟塊的 合運(yùn)動(dòng) 的軌跡是直線嗎 合運(yùn)動(dòng)是勻速運(yùn)動(dòng)嗎 單憑觀察不能輕易下結(jié)論 蠟塊位置 平面直角坐標(biāo)系 設(shè)水平分運(yùn)動(dòng)的速度為vx 豎直分運(yùn)動(dòng)的速度為vy 經(jīng)過時(shí)間t 蠟塊在位置P的坐標(biāo) x y vxtvyt 平面直角坐標(biāo)系 若軌跡為直線 y與x成什么函數(shù)關(guān)系 x vxty vyt 設(shè)水平分運(yùn)動(dòng)的速度為vx 豎直分運(yùn)動(dòng)的速度為vy 合位移 分位移 設(shè)水平分運(yùn)動(dòng)的速度為vx 豎直分運(yùn)動(dòng)的速度為vy 從計(jì)時(shí)開始經(jīng)過時(shí)間t 水平分運(yùn)動(dòng)的位移S1 豎直分運(yùn)動(dòng)的位移S2 蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移S vxtvyt 位移的合成 分解遵循平行四邊形定則 tan vy vx 合速度 分速度 設(shè)水平分運(yùn)動(dòng)的速度為vx 豎直分運(yùn)動(dòng)的速度為vy 蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的位移S 速度的合成 分解遵循平行四邊形定則 蠟塊實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度 V s t tan vy vx 分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng) 1 物體實(shí)際的運(yùn)動(dòng)叫合運(yùn)動(dòng)2 物體同時(shí)參與合成的運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)叫分運(yùn)動(dòng)3 由分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng)的過程叫運(yùn)動(dòng)的合成4 由合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng)的過程叫運(yùn)動(dòng)的分解 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 A等效性 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的共同效果相同 B等時(shí)性 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)是同時(shí)進(jìn)行 同時(shí)結(jié)束 C獨(dú)立性 一個(gè)物體同時(shí)參與兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng) 這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)相互獨(dú)立 互不影響 運(yùn)動(dòng)合成與分解 例題 飛機(jī)起飛時(shí)以v 300km h的速度斜向上飛 飛行方向與水平面的夾角為30 求水平方向的分速度vx和豎直方向的分速度vy 運(yùn)動(dòng)的分解 位移 速度 加速度 平行四邊形定則 例題 降落傘下落一定時(shí)間后的運(yùn)動(dòng)是勻速的 沒有風(fēng)的時(shí)候 跳傘員著地的速度是5m s 現(xiàn)在有風(fēng) 風(fēng)使他以4m s的速度沿水平方向東移動(dòng) 問跳傘員將以多大的速度著地 這個(gè)速度的方向怎樣 最短航程為smin d sin 渡河時(shí)間最短tmin d v船 航程最短Smin d 航程為S d cos 渡河時(shí)間為t d v船sin 1 船頭指向正對(duì)岸 2 船頭偏向上游且v船 v水 當(dāng)cos v水 v船時(shí) 3 若v船 v水 小船渡河問題 當(dāng)船頭與上游成 900 sin v船 v水時(shí) v船 v船 注意 1 v合即為車實(shí)際運(yùn)動(dòng)的速度2 沿繩的方向上各點(diǎn)的速度大小相等 拉繩問題的分解 垂直于繩方向的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 沿繩方向的伸長(zhǎng)或收縮運(yùn)動(dòng) vA vA v合cos 再問 上題中 在不計(jì)滑輪摩擦和繩子質(zhì)量的條件下 當(dāng)汽車勻速向左運(yùn)動(dòng)時(shí) 物體M的受力情況是 A 繩的拉力大于M的重力B 繩的拉力等于M的重力C 繩的拉力小于M的重力D 繩的拉力先大于M的重力 后變?yōu)樾∮贛的重力 A vA vA vsin v vA 練 在抗洪搶險(xiǎn)中 戰(zhàn)士駕駛沖鋒舟救人 假設(shè)江岸是平直的 洪水沿江而下 水的流速為5m s 舟在靜水中的航速為10m s 戰(zhàn)士救人的地點(diǎn)A離岸邊最近點(diǎn)O的距離為50m 如右圖所示 問 1 戰(zhàn)士要想用最短的時(shí)間將人送上岸 求最短時(shí)間為多長(zhǎng) 2 戰(zhàn)士要想用最短的航程將人送上岸 沖鋒舟的駕駛員應(yīng)使舟頭與河岸成多少度角 3 如果水的流速是10m s 而舟的航速 靜水中 為5m s 戰(zhàn)士想通過最短的距離將人送上岸 求這個(gè)最短的距離 t 5s 60 S 100m 課堂練習(xí) 練習(xí)4 物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B 這時(shí)突然使它所受力反向且大小不變 即由F變?yōu)?F 在此力作用下 物體以后的運(yùn)動(dòng)情況是 A 不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B 不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C 不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D 不可能沿原曲線由B返回A ABD 描述質(zhì)點(diǎn)在平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)的方法 拓展 假設(shè)從t 0時(shí)刻開始 紅蠟塊在玻璃管內(nèi)以0 1m s的速度勻速上升 玻璃管以a 0 08m s2向右勻加速平移 t 0時(shí)蠟塊位于坐標(biāo)原點(diǎn) 1 在圖中標(biāo)出t等于1s 2s 3s 4s時(shí)蠟塊的位置 用平滑曲線描繪蠟塊的軌跡 2 試寫出它的軌跡方程