《物理新课标必修2,5-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理新课标必修2,5-1（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理情景切入情景切入在在自自然然界界和和技技术术中中，曲曲线线运运动动随随处处可可见见，如如斜斜向向喷喷出出的的水水(图图1)，在在弯弯曲曲公公路路上上奔奔驰驰的的汽汽车车(图图2)，游游乐乐场场的的过过山山车车(图图3)等等等等，它它们们的的运运动动都都是是曲曲线线运运动动那那么么曲曲线线运运动动有有什什么么规规律律？我我们们如如何何来来研研究究曲曲线线运运动动？这这一一章章我我们们就就来来探究这些问题探究这些问题第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理知识导航知识导航本本章章
2、以以曲曲线线运运动动的的两两种种特特殊殊情情况况平平抛抛运运动动和和匀匀速速圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律本本章章所所研研究究的的运运动动形形式式不不同同于于前前面面的的直直线线运运动动，但但研研究究的的方方法法仍仍与与前前面面一一致致，即即根根据据牛牛顿顿第第二二定定律律研研究究物物体体做做曲曲线线运运动动时时力力与与运运动动的的关关系系所所以以本本章章知知识识是是牛牛顿顿运运动动定定律律在在曲曲线线运运动动形形式式下下的的具具体体应应用用学学好好本本章章的的概概念念和和规规律律，将将加加深深对对速速度度、加加速速度度及及其其关关系系
3、的的理理解解，加加深深对对牛牛顿顿运运动动定定律律的的理理解解提提高高应应用用牛牛顿顿运运动动定定律律分分析析和和解解决决实实际际问问题题的能力的能力本章内容可划分为三个单元：本章内容可划分为三个单元：第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第第一一单元元：(第第一一节)讲述述了了物物体体做做曲曲线运运动的的条条件件和和曲曲线运运动的特点的特点第第二二单元元：(第第二二四四节)阐述述了了研研究究曲曲线运运动的的基基本本方法，并用方法，并用这个方法具体研究了平抛运个方法具体研究了平抛运动的特点和的特点和规律律第第三三单元元：(第第五五八八节)学学习匀匀速速圆周周运运动的的描描述述方方法和基本法和
4、基本规律及匀速律及匀速圆周运周运动规律的律的应用用实例例分析和解决分析和解决实际问题是本章的重点和是本章的重点和难点点第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理学法指导学法指导1对对物物体体做做曲曲线线运运动动的的条条件件，要要从从力力与与运运动动的的关关系系、运运动动状状态态变变化化的的原原因因的的角角度度来来理理解解，物物体体做做曲曲线线运运动动时时，速速度度的的方方向向时时刻刻在在变变化化，不不管管速速率率是是否否变变化化，其其运运动动状状态态肯肯定定在在变变化化，所所以以做做曲曲线线运运动动的的物物体体必必有有加加速速度度，所所以以受受合外力肯定不为零合外力肯定不为零2运运动动的的合合成
5、成与与分分解解，指指的的是是位位移移、速速度度、加加速速度度等等矢矢量量的的合合成成与与分分解解，跟跟力力的的合合成成与与分分解解一一样样，遵遵循循相相同同的的平行四边形定则平行四边形定则3抛抛体体运运动动是是在在恒恒定定外外力力作作用用下下所所做做的的匀匀变变速速曲曲线线运运动动，恒恒定定的的外外力力是是改改变变速速度度大大小小的的原原因因，也也是是改改变变速速度度方方向的原因向的原因第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理4做做变速速圆周周运运动的的物物体体所所受受外外力力的的合合力力，沿沿径径向向的的分分力力(指指向向圆心心)是是改改变速速度度方方向向，产生生向向心心加加速速度度的的原原
6、因因；沿沿切切线方方向向的的分分力力是是改改变速速度度大大小小，产生生线加加速速度度的的原原因因，如如果果切切线方方向向上上分分力力为零零，外外力力的的合合力力始始终指指向向圆心心且且大大小不小不变，物体就做匀速，物体就做匀速圆周运周运动.第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理*知道曲知道曲线运运动与直与直线运运动的的区区别，理解曲，理解曲线运运动是一种是一种变速运速运动*掌握物体做曲掌握物体做曲线运运动的条件的条件及运及运动速度的方向速度的方向*了解牛了解牛顿第二定律第二定律对物体做物体做曲曲线运运动条件的解条
7、件的解释第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理在雨天，我在雨天，我们可以通可以通过旋旋转雨雨伞的方法来甩掉雨的方法来甩掉雨伞上上的水滴，雨的水滴，雨伞慢慢转时，水滴，水滴飞不出去；雨不出去；雨伞转动快到一定快到一定程度，水滴就会沿着程度，水滴就会沿着伞的的边缘飞出，如出，如图所示，你能判断所示，你能判断出出伞是沿什么方向旋是沿什么方向旋转的的吗？第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理1曲曲线运运动的速度的速度曲曲线运运动中中速速度度的的方方向向是是在在曲曲线上上某某点点的的_方方向向，是是时刻刻_的的，具具有有
8、加加速速度度，因因此此曲曲线运运动一一定定是是_运运动，但，但变速运速运动不一定是曲不一定是曲线运运动2曲曲线运运动的的轨迹迹做做曲曲线运运动的的物物体体，其其轨迹迹向向_所所指指的的一一方方弯弯曲曲，若若已已知知物物体体的的运运动轨迹迹，可可判判断断出出物物体体所所受受合合外外力力的的大致方向，即合外力大致方向，即合外力总是指向曲是指向曲线的的_第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理3物体做曲物体做曲线运运动的条件的条件如如图所所示示，桌桌面面上上沿沿直直线运运动的的钢球球在在磁磁铁的的吸吸引引力力作作用用下下做做_，这说明明物物体体受受力力的的方方向向与与速速度度方方向向_时，物体做曲，
9、物体做曲线运运动第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理答案：答案：1.切线改变变速切线改变变速2合外力内侧合外力内侧3曲线运动不在一条直线上曲线运动不在一条直线上第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理运运动动轨轨迹迹为为曲曲线线的的运运动动叫叫曲曲线线运运动动如如月月球球围围绕绕地地球球的运动的运动(如图如图)，水平抛出的小球等，水平抛出的小球等第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理(1)曲曲线运运动中中质点点在在某某一一时刻刻(或或某某一一位位置置)的的速速度度方方向向，就就是是质点点从从该时刻刻(或或该点点)脱脱离离曲曲线后后自自由由运运动的的
10、方方向，也就是曲向，也就是曲线上上这一点的切一点的切线方向方向(2)速速度度是是一一个个矢矢量量，既既有有大大小小，又又有有方方向向，假假如如在在运运动过程程中中只只有有速速度度大大小小的的变化化，而而物物体体的的速速度度方方向向不不变，则物物体体只只能能做做直直线运运动因因此此，若若物物体体做做曲曲线运运动，表表明明物体的速度方向物体的速度方向发生了生了变化化第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理特别提醒：特别提醒：因因为为质质点点在在曲曲线线运运动动中中的的速速度度方方向向时时刻刻在在改改变变所所以以曲曲线线运运动动一一定定是是变变速速运运动动但但是是，变变速速运运动动不不一一定定是是曲
11、曲线线运动运动第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理在在弯弯道道上上高高速速行行驶的的赛车，突突然然后后轮脱脱离离赛车，关关于于脱离了的后脱离了的后轮的运的运动情况以下情况以下说法正确的是法正确的是()A仍然沿着汽仍然沿着汽车行行驶的弯道运的弯道运动B沿着与弯道垂直的方向沿着与弯道垂直的方向飞出出C沿沿着着脱脱离离时轮子子前前进的的方方向向做做直直线运运动，离离开开弯弯道道D上述情况都有可能上述情况都有可能答案：答案：C解解析析：由由于于车车轮轮原原随随赛赛车车做做曲曲线线运运动动，脱脱离离赛赛车车时时车轮的速度方向为弯道的切线方向，由此可知车轮的速度方向为弯道的切线方向，由此可知C正确正确
12、.第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理(1)当当物物体体所所受受的的合合力力方方向向跟跟它它的的速速度度方方向向不不在在同同一一条条直线上时，物体做曲线运动直线上时，物体做曲线运动(2)当当物物体体受受恒恒力力作作用用做做曲曲线线运运动动时时，为为匀匀变变速速曲曲线线运运动动当当物物体体受受变变力力作作用用做做曲曲线线运运动动时时，为为非非匀匀变变速速曲曲线线运运动动(3)物物体体做做曲曲线线运运动动时时，运运动动的的轨轨迹迹始始终终处处在在合合外外力力与与速速度度方方向向的的夹夹角角之之中中，并并且且合合外外力力F的的方方向向一一定定指指向向轨轨迹迹的的凹侧凹侧第五章第五章 曲线运动曲线
13、运动人教版物理特特别提醒：提醒：根根据据牛牛顿第第二二定定律律，物物体体的的加加速速度度方方向向与与其其合合外外力力方方向向一一致致因因此此物物体体做做曲曲线运运动的的条条件件还可可以以表表述述为：物物体体的加速度方向与它的运的加速度方向与它的运动方向不在一条直方向不在一条直线上上第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理如如图，体体育育赛场上上，链球球运运动员用用力力拖拖着着链球球快快速速转动，突突然然松松手手，链球球立立即即沿沿此此时轨迹迹的的切切线方方向向飞向向远方方，这是是为什么？什么？说明了什么明了什么问题？第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理答答案案：运运动动员员在在手手抓抓铁铁
14、链链转转动动时时，链链球球做做曲曲线线运运动动，松松手手后后，链链球球失失去去拉拉力力，由由于于惯惯性性将将沿沿此此时时的的速速度度方方向向飞飞出出，而而运运动动方方向向为为此此时时刻刻的的轨轨迹迹切切线线方方向向，由由此此可可知知，做做曲曲线线运运动动的的物物体体，需需要要外外力力，且且外外力力方方向向与与速速度度方方向向不不在在一一条条直直线线上上，做做曲曲线线运运动动的的物物体体的的速速度度方方向向为为轨轨迹迹的的切切线线方向方向.第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理运运动名称名称比比较项目目匀速直匀速直线运运动匀加速直匀加速直线运运动曲曲线运
15、运动F合合F合合0F合合0，F合合恒定恒定F合合0，F合合可可能恒定，可能能恒定，可能变化化aa0a0，a恒定恒定a0，a可能恒可能恒定，可能定，可能变化化v恒定恒定变化化变化化x位移大小位移大小等于路程等于路程位移大小等位移大小等于路程于路程位移大小比路位移大小比路程小程小F合合方向与方向与v方向方向在一条直在一条直线上上不在一条直不在一条直线上上a方向与方向与v方向方向在一条直在一条直线上上不在一条直不在一条直线上上第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 (湛湛江江市市一一中中0910学学年年高高一一下下学学期期期期中中)关关于于曲曲线运运动的速度
16、，下列的速度，下列说法正确的是法正确的是()A速度的大小与方向都在速度的大小与方向都在时刻刻变化化B速速度度的的大大小小不不断断发生生变化化，速速度度的的方方向向不不一一定定发生生变化化C速速度度的的方方向向不不断断发生生变化化，速速度度的的大大小小不不一一定定发生生变化化D质点点在在某某一一点点的的速速度度方方向向是是沿沿曲曲线上上该点点的的切切线方向方向第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理解解析析：物物体体做做曲曲线线运运动动时时速速度度的的方方向向沿沿曲曲线线的的切切线线方方向向，而而曲曲线线上上不不同同点点的的切切线线方方向向是是不不同同的的，所所以以速速度度的的方方向向是是不不断
17、断发发生生变变化化的的；如如果果没没有有沿沿切切线线方方向向的的合合力力作作用用，速度的大小是不会发生变化的速度的大小是不会发生变化的答案：答案：CD第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理点点评评：曲曲线线运运动动中中的的速速度度的的方方向向取取决决于于物物体体所所在在处处的的切切线线方方向向，切切线线方方向向不不同同时时，速速度度方方向向也也就就不不同同；速速度度的的大大小小是是否否发发生生变变化化，取取决决于于有有没没有有沿沿切切线线方方向向的的合合力力作作用用第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 月月球球在在地地球球引引力力作作用用下下绕地地球球转动而而做做曲曲线运运动(设月月球球
18、所所受受其其他他天天体体的的合合力力为零零)假假如如地地球球的的引引力力突突然然消消失失，则此此时关于月球的运关于月球的运动正确的是正确的是()A月球立即落向地球月球立即落向地球B月球立即沿与地球的月球立即沿与地球的连线远离地球离地球C月球逐月球逐渐远离离圆轨道做曲道做曲线运运动D月球立即沿月球立即沿轨道切道切线方向做匀速直方向做匀速直线运运动答案：答案：D第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理解解析析：由由于于月月球球在在地地球球引引力力作作用用下下做做曲曲线线运运动动，当当该该引引力力突突然然消消失失、月月球球不不再再受受力力的的作作用用时时，必必然然沿沿该该时时刻刻的的速速度度方方向向
19、做做匀匀速速直直线线运运动动，不不可可能能做做曲曲线线运运动动，由由此此可可知知A、B、C错误，错误，D正确正确.第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 如如图所所示示，抛抛出出的的石石子子做做抛抛体体运运动，试在在图中中画画出出石石子子沿沿这条条曲曲线运运动时在在A、B、C、D各各点点的的速速度度方方向向和和所受力的示意所受力的示意图第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理解解析析：图图中中虚虚线线即即是是该该抛抛体体运运动动的的轨轨迹迹，由由于于做做曲曲线线运运动动的的物物体体速速度度沿沿曲曲线线的的切切线线方方向向，则则可可作作出出各各点点的的速速度度方方向向，而而各各点点所所受受重重
20、力力始始终终是是竖竖直直向向下下的的，则则可可作作出出各各点点所受重力方向如图所示所受重力方向如图所示第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理点点评评：由由图图所所示示，该该抛抛体体运运动动之之所所以以做做曲曲线线运运动动，是是由由于于物物体体的的速速度度方方向向始始终终和和物物体体所所受受的的重重力力有有一一夹夹角角，重重力此时不仅改变石子速度的大小，而且改变速度的方向力此时不仅改变石子速度的大小，而且改变速度的方向第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 链球球运运动员用用链子子拉拉着着铁球球做做速速度度逐逐渐增增大大的的曲曲线运运动，在在此此过程程中中，运运动员的的手手和和链球球的的运运
21、动轨迹迹都都可可以以近近似似为圆，关关于于手手和和球球的的位位置置关关系系，下下面面四四幅幅图中中正正确确的的是是()第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理答案：答案：A解解析析：链链球球做做速速率率增增大大的的曲曲线线运运动动，因因此此合合力力沿沿切切线线方方向向的的分分量量与与速速度度方方向向相相同同，拉拉力力应应与与速速度度成成锐锐角角，并并且且链球运动半径大于手的运动半径，故选项链球运动半径大于手的运动半径，故选项A正确正确.第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 人人们很很早早就就知知道道河河流流有有像像蛇蛇一一样弯弯曲曲的的倾向向，即即使使是是在在平平坦坦地地区区流流动的的河河
22、流流，也也不不可可能能保保持持笔笔直直(如如下下图所所示示)这是是为什么呢？什么呢？第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理解解析析：设设想想有有一一条条河河，原原先先在在土土质质相相同同的的地地面面上上沿沿一一条条直直线线流流动动着着但但由由于于某某种种偶偶然然的的原原因因，水水流流在在某某处处偏偏移移了了一一些些在在偏偏移移处处河河水水会会沿沿曲曲线线流流动动根根据据曲曲线线运运动动的的条条件件可可知知，水水流流方方向向要要改改变变，河河岸岸凹凹入入的的一一侧侧与与河河水水之之间间必必然然存存在在一一个个侧侧向向的的相相互互作作用用力力这这个个作作用用力力使使河河水水冲冲刷刷河河岸岸的的凹
23、凹部部，从从而而使使河河岸岸凹凹入入的的程程度度加加大大河河岸岸凹凹入入程程度度的的加加大大又又进进一一步步使使河河水水对对凹凹入入处处的的冲冲刷刷作作用用加加强强，弯弯曲曲的的程程度就会不断加剧，所以河流有像蛇一样弯曲的倾向度就会不断加剧，所以河流有像蛇一样弯曲的倾向第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理 在在轨道道交交通通(铁路路、地地下下铁道道、铁轨等等)中中，两两条条正正交交或或斜斜交交的的轨道道(即即转弯弯处)都都用用特特制制的的圆弧弧轨道道连接接(也也叫叫吻吻接接)在在图甲甲(a)中中两两条条正正交交的的轨道道1和和2，用用一一段段和和两两条条轨道道都都相相切切的的张角角90角角
24、的的圆弧弧轨道道连接接，如如图甲甲(b)所所示示在在图甲甲(c)中中两两条条斜斜交交的的轨道道1和和2成成60角角，用用一一段段与与两两条条轨道道都都相相切切张角角60的的圆弧弧轨道道连接接，如如图甲甲(d)所所示示试说明明不不在在一一条条直直线上上的的铁轨吻吻接接起起什什么么作作用用？不不吻吻接接行行吗？如如图乙乙中中两两条条轨道道1和和2成成45角角，试在在图中中画画出出这两两条条轨道道的的吻吻接接图第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理答答案案：物物体体在在做做曲曲线线运运动动时时，速速度度方方向向的的改改变变是是连连续续的的，或或者者说说是是逐逐渐渐变变化化形形成成的的，而而不不是是突突变变转转弯弯处处的的轨轨道道要要进进行行吻吻接接，就就是是要要保保障障在在轨轨道道上上运运动动的的车车辆辆速速度度方方向向是是逐逐渐渐连连续续变变化化的的，以以免免因因突突变变而而脱脱轨轨互互成成45角角的的两两条条轨道的吻接图如图所示轨道的吻接图如图所示第五章第五章 曲线运动曲线运动人教版物理
