視頻標(biāo)簽:曲線運(yùn)動(dòng)
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視頻課題:高中物理人教版必修二《5.1曲線運(yùn)動(dòng)》第一課時(shí)_安徽省 - 亳州
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高中物理人教版必修二《5.1曲線運(yùn)動(dòng)》第一課時(shí)_安徽省 - 亳州
《5.1曲線運(yùn)動(dòng)》—第一課時(shí)
一、教材分析
在第五章的章引中介紹了曲線運(yùn)動(dòng),并介紹研究直線運(yùn)動(dòng)的思路原則上同樣可以用來處理曲線運(yùn)動(dòng)。 本節(jié)內(nèi)容主要學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)的位移、曲線運(yùn)動(dòng)的速度、運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例和物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件等四個(gè)問題。
在直線運(yùn)動(dòng)中用坐標(biāo)表示物體的位置,用坐標(biāo)的變化量表示位移。教材中從位移的概念出發(fā)介紹了曲線運(yùn)動(dòng)中的位移確定方法;教材從實(shí)例和實(shí)驗(yàn)得出曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,并分析得出曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn);在運(yùn)動(dòng)描述的實(shí)例中通過蠟塊實(shí)驗(yàn),對蠟塊的位置、位移、速度、軌跡等具體的介紹,并初步介紹了運(yùn)動(dòng)的合成和分解的思想方法。最后通過實(shí)驗(yàn)分析得出物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
二、學(xué)情分析
在初中,已經(jīng)學(xué)過什么是直線運(yùn)動(dòng),什么是曲線運(yùn)動(dòng),也知道曲線運(yùn)動(dòng)是常見的運(yùn)動(dòng),但是不知道曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和原因。由于初中的速度概念的影響,雖然學(xué)生在必修1學(xué)過速度的矢量性,但是在實(shí)際學(xué)習(xí)中常常忽略了速度的方向,也就是說學(xué)生對“曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)”的掌握有困難。
學(xué)生在必修1中已經(jīng)學(xué)習(xí)了直線運(yùn)動(dòng)的研究方法,在本學(xué)習(xí)中將利用直線運(yùn)動(dòng)的思路來研究曲線運(yùn)動(dòng),初步掌握曲線運(yùn)動(dòng)的研究方法。
三、設(shè)計(jì)思想
本節(jié)是以后拋體運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ),是學(xué)好以后知識的基本保證。本節(jié)課對教材的順序稍作調(diào)整,在本節(jié)課中主要學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)的概念;曲線運(yùn)動(dòng)的描述(位移,速度即運(yùn)動(dòng)方向);曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì);及曲線運(yùn)動(dòng)的條件。把曲線運(yùn)動(dòng)的條件提前,蠟塊運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析放到第二課時(shí),這樣可以讓學(xué)生對曲線運(yùn)動(dòng)有個(gè)整體而全面的認(rèn)識,第二課時(shí)再利用所學(xué)概念實(shí)例分析,強(qiáng)化應(yīng)用。
首先通過學(xué)生舉例、圖片觀察,分析運(yùn)動(dòng)軌跡特點(diǎn),建立曲線運(yùn)動(dòng)的概念 ,之后用研究直線運(yùn)動(dòng)的思路來研究曲線運(yùn)動(dòng)的位移并通過和直線運(yùn)動(dòng)的對比和實(shí)例讓感知曲線運(yùn)動(dòng)的方向是變化的,接著通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的猜想,并從理論上分析出曲線運(yùn)動(dòng)的方向。 曲線運(yùn)動(dòng)的方向是本節(jié)的重點(diǎn)與難點(diǎn)所在,通過簡易器材,讓學(xué)生通過探究過程獲得曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向,并自己獲得如何畫曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向的方法,強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的過程,以便學(xué)生把自己獲得的知識應(yīng)用于實(shí)踐,體驗(yàn)學(xué)以致用、知識有價(jià)的感受。在學(xué)生探究曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的基礎(chǔ)上讓學(xué)生感知曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。最后引發(fā)學(xué)生思考物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件,本部分仍然提供器材學(xué)生自主探究,老師引導(dǎo)。本節(jié)充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位讓學(xué)生在做中學(xué)。
四、教學(xué)目標(biāo) 知識與技能 (1)知道什么叫曲線運(yùn)動(dòng);
(2)知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),知道曲線的位移和瞬時(shí)速度方向,并能在曲線的軌跡上畫出各點(diǎn)速度的方向;
(3)理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)條件。能運(yùn)用牛頓第二定律分析曲線運(yùn)動(dòng)的條件,掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。
過程與方法
1.體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別;
2.體驗(yàn)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)及它的速度方向的變化; 3.體驗(yàn)用直線運(yùn)動(dòng)的思路來研究曲線運(yùn)動(dòng)。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1.能領(lǐng)略曲線運(yùn)動(dòng)的奇妙與和諧,發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲;
五、教學(xué)重,難點(diǎn)
重點(diǎn): 1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向的確定; 2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
難點(diǎn): 1.用直線運(yùn)動(dòng)的思路來研究曲線運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的確定;
2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。
六、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)探究、講授、討論、練習(xí)、歸納、推理法。 七、教具準(zhǔn)備
音像資料、多媒體教學(xué)系統(tǒng)及課件、斜面、小鋼球、 紅墨水,陀螺,曲線軌道,條形磁鐵 八、教學(xué)過程 [新課導(dǎo)入]
前面我們研究了直線運(yùn)動(dòng),下面請同學(xué)們思考兩個(gè)問題:①什么是直線運(yùn)動(dòng)?②物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是什么?
在實(shí)際生活中,普遍發(fā)生的是曲線運(yùn)動(dòng)。下落的樹葉、運(yùn)動(dòng)員擲出的鐵餅、發(fā)射出的導(dǎo)彈、汽車拐彎等的運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),地球、月球、人造衛(wèi)星等天體的運(yùn)動(dòng)也都是曲線運(yùn)動(dòng)。
從現(xiàn)在開始,我們研究質(zhì)點(diǎn)沿曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律。這一節(jié)的任務(wù)是找出描述曲線運(yùn)動(dòng)的方法,下一節(jié)將根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得出質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。這個(gè)思路與研究直線運(yùn)動(dòng)是一樣的。
那么什么是曲線運(yùn)動(dòng)呢?從本節(jié)課開始我們就來學(xué)習(xí)這個(gè)問題。 [新課教學(xué)] 一、曲線運(yùn)動(dòng)
【屏幕展示】導(dǎo)彈所做的運(yùn)動(dòng)、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所做的運(yùn)動(dòng)、投籃等幾種物體所做的曲線運(yùn)動(dòng)。提出問題:這些物體的運(yùn)動(dòng)軌跡有什么共同特點(diǎn)
總結(jié):它們的運(yùn)動(dòng)軌跡都是曲線。
【演示】演示拋體運(yùn)動(dòng),該運(yùn)動(dòng)的特征是什么?(軌跡是曲線)
這里我們看到一種我們前面沒有學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式,它與我們前面學(xué)過的運(yùn)動(dòng)形式有本質(zhì)的區(qū)別。前面我們學(xué)過的運(yùn)動(dòng)的軌跡都是直線,而我們現(xiàn)在看到的這種運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線,我們把這種運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng)。
軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)。
其實(shí)曲線運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)普遍的運(yùn)動(dòng)情形,微觀世界里如電子繞原子核旋轉(zhuǎn);宏觀世界里如天體運(yùn)行;生活中如投標(biāo)搶、擲鐵餅、跳高、既遠(yuǎn)等均為曲線運(yùn)動(dòng)。
二、曲線運(yùn)動(dòng)的位移 1.曲線運(yùn)動(dòng)的位置
研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí),坐標(biāo)系的選取是很重要的。在直線運(yùn)動(dòng)中有直線坐標(biāo)就能確定質(zhì)點(diǎn)的位置,用坐標(biāo)的變化量可以確定質(zhì)點(diǎn)的位移。
當(dāng)我們把一個(gè)物體沿水平方向拋出,它不會一直在水平方向上運(yùn)動(dòng),而是沿著一條曲線落向地面。這種情況下無法應(yīng)用直線坐標(biāo)系,而應(yīng)該選擇平面直角坐標(biāo)系。
例如,這個(gè)坐標(biāo)系的原點(diǎn)可以選在物體離開手掌時(shí)的位置,同時(shí)讓x軸沿水平拋出的方向、y軸沿豎直向下的方向,如圖。 當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),物體的位置可以用位置坐標(biāo)xA、yA表示。
做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的位置用平面直角坐標(biāo)(xA、yA)表示。
2.曲線運(yùn)動(dòng)的位移 學(xué)生畫出做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)相對于拋出點(diǎn)的位移是OA,可以用l表示。然
而這類問題中位移矢量l的方向在不斷變化,運(yùn)算不太方便,所以要盡量用它在
坐標(biāo)軸方向的分矢量來代表它。由于兩個(gè)分矢量的方向是確定的,所以只用A點(diǎn)的坐標(biāo)就能表示它們,于是問題就簡單了。
(1)大小
O v0 l
y
α x
A
xA yA
22
AA
lxy=
+ (2)方向
設(shè)位移方向與x軸正方向的夾角為α,有
tanA
A
yxa=
三、曲線運(yùn)動(dòng)的速度(方向)
在前面學(xué)習(xí)直線運(yùn)動(dòng)的時(shí)候我們已經(jīng)知道了任何確定的直線運(yùn)動(dòng)都有確定的速度方向,這個(gè)方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動(dòng),大家想一想我們該如何確定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?
【思考與討論】
觀察下面兩圖中描述的現(xiàn)象,你能不能說清楚,砂輪打磨下來的熾熱微粒、飛出去的鏈球,它們沿著什么方向運(yùn)動(dòng)?
射出的火星是砂乾與刀具磨擦出的微粒,由于慣性,以脫離砂輪時(shí)的速度沿切線方向飛出,切線方向即為火星飛出時(shí)的速度方向。對于鏈球也是同樣的道理,它們也會沿著脫離點(diǎn)的切線方向飛出。
運(yùn)動(dòng)員擲鏈球時(shí),鏈球在運(yùn)動(dòng)員的牽引下做曲線運(yùn)動(dòng),一旦運(yùn)
動(dòng)員放手,鏈球即刻飛出。放手的時(shí)刻不同,鏈球飛出的方向也不一樣,可見做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,不同時(shí)刻的速度具有不同的方向。所以,在研究曲線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí),我們首先考慮怎樣確定物體在某一時(shí)刻的速度方向。
1.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向
剛才的幾個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)軌跡都是圈,我們總結(jié)曲線運(yùn)動(dòng)的方向沿著切線方向,但對于一般的曲線運(yùn)動(dòng)是不是也是這樣呢?下面我們來做個(gè)實(shí)驗(yàn)看一看,一般的曲線運(yùn)動(dòng)是什么情況。
【演示】
如圖所示,水平桌面上擺一條曲線軌道,它是由幾段稍短的軌道組合而成的。鋼球由軌道的一端滾入(通過壓縮彈簧射入或通過一個(gè)斜面滾入),在軌道的束縛下做曲線運(yùn)動(dòng)。在軌道的下面放一張白紙,蘸有墨水的鋼球從出口A離開軌道后在白紙上留下一條運(yùn)動(dòng)的痕跡,它記錄了鋼球在A點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。
拆去一段軌道,鋼球的軌道出口改在圖中B。同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向。
白紙上的墨跡與軌道(曲線)有什么關(guān)系?
墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn),說明了墨跡所在的直線為軌道所在曲線在該點(diǎn)的切線,也就是說質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。
在討論曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)要明確一個(gè)數(shù)學(xué)概念:曲線的切線。初中數(shù)學(xué)中我們已經(jīng)知道圓的切線,對于其他曲線,切線指的是什么?
如圖所示,過曲線上的A、B兩點(diǎn)作直線,這條直線叫做曲線的割線。設(shè)想B點(diǎn)逐漸向A點(diǎn)移動(dòng),這條割線的位置也就不斷變化。當(dāng)B點(diǎn)非常非常接近A點(diǎn)時(shí),這條割線就叫做曲線在A點(diǎn)的切線(tangent)。
質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 2.曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng) 【思考討論】
①在曲線運(yùn)動(dòng)中如何求某點(diǎn)的瞬時(shí)速度? 分析:用與直線運(yùn)動(dòng)相同的思維方法來解決。
先求AB的平均速度,t越小,vAB越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA,當(dāng)t→0時(shí),即可求出A點(diǎn)的瞬時(shí)速度vA,A點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向。
②在曲線運(yùn)動(dòng)中,曲線運(yùn)動(dòng)的速度和直線運(yùn)動(dòng)的速度最大的區(qū)別是什么?
在運(yùn)動(dòng)的過程中,直線運(yùn)動(dòng)的速度方向始終在一條直線上,不會時(shí)刻發(fā)生變化,而曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)刻在變。
直線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向都可以不變,加速度可以為零。曲線運(yùn)動(dòng)的方向時(shí)刻在變,加速度一定不為零。
由速度的性質(zhì)知,速度是矢量,既有大小又有方向。在勻變速運(yùn)動(dòng)中,速度大小發(fā)生變化,我們說這是變速運(yùn)動(dòng),而在曲線運(yùn)動(dòng)中,速度方向時(shí)刻在改變,我們也說它是變速運(yùn)動(dòng)。
速度是矢量,它既有大小,又有方向。不論速度的大小是否改變,只要速度的方向發(fā)生改變,就表示速度矢量發(fā)生了變化,也就具有加速度。曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻在變,所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。
速度大小、方向中的一個(gè)或兩個(gè)同時(shí)變化,就表示速度矢量發(fā)生了變化。由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度方向時(shí)刻改變,所以不論曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度大小是否改變,它的速度矢量都發(fā)生了變化,一定有加速度,是變速運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)→速度方向時(shí)刻改變→速度矢量時(shí)刻改變→一定有加速度→合力一定不等于零→一定是變速運(yùn)動(dòng)。
曲線運(yùn)動(dòng)必有加速度,一定是變速運(yùn)動(dòng)。 【課堂練習(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)逮度的方向不斷地變化。但速度的大小可以不變 C.曲線運(yùn)動(dòng)的逮度方向可能不變
D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變
②對曲線運(yùn)動(dòng)中的速度的方向,下列說法正確的是( )
A.在曲線運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)在任一位置的速度方向總是與這點(diǎn)的切線方向相同 B.在曲線運(yùn)動(dòng)中,質(zhì)點(diǎn)的速度方向有時(shí)也不一定是沿著軌跡的切線方向
C.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí).傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng),故水滴速度方向不是沿其切線方向的 D.旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí),傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng),水滴速度方向總是沿其軌道的切線方向 參考答案
①A 解析:對于曲線運(yùn)動(dòng)來說,在運(yùn)動(dòng)的過程中,物體速度方向始終在變化,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng).在這個(gè)過程中.物體速度的大小是否發(fā)生變化,并不影響曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。因此,速度大小可能變化,也可能不變。所以本題應(yīng)該選擇A。
②AD解析:本題主要考查物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向,解此題只要把握一點(diǎn):不論在任何情況下,曲線運(yùn)動(dòng)速度方向總是與其軌道的切線方向一致的,所以本題應(yīng)該選擇AD。
【做一做】
如圖所示,取一根稍長的細(xì)桿,一端固定一枚鐵釘,另一端用羽毛或紙片做一個(gè)尾翼,這就做成了一個(gè)能夠顯示曲線運(yùn)動(dòng)速度方向的“飛鏢”。在空曠地帶把飛鏢斜向上拋出,飛鏢在空中的指向就是它做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。飛鏢落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬時(shí)的速度方向。改變飛鏢的投射角,觀察它插至地面時(shí)的不同角度。
與飛鏢在空中做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡相聯(lián)系,體會曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向與軌跡曲線的關(guān)系。
四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
為什么有些物體做直線運(yùn)動(dòng),有些物體做曲線運(yùn)動(dòng)呢?下面我們通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來研究以下這個(gè)問題。 【演示】
如圖所示的裝置放在水平桌面上,在斜面頂端放置一鋼球,放開手讓鋼球自由滾下,觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況,記住鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡。(鋼球做直線運(yùn)動(dòng),速度逐漸減小。)
請同學(xué)們來分析鋼球在桌面上的受力情況?(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受到滑動(dòng)摩擦力的作用。)
摩擦力的方向如何?(摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,但與運(yùn)動(dòng)方向相反) 在剛才的實(shí)驗(yàn)中,鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵,重復(fù)剛才的實(shí)驗(yàn)操作,觀察鋼球在桌面上的運(yùn)動(dòng)情況?(鋼球做曲線運(yùn)動(dòng))
分析鋼球在桌面上的受力情況?(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用,此外還受到磁鐵的吸引力。)
引力的方向如何?(引力的方向隨著鋼球的運(yùn)動(dòng)不斷改變,但總是不與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上。) 把上次實(shí)驗(yàn)用的鋼球改為同等大小的木球重復(fù)上次實(shí)驗(yàn),觀察木球運(yùn)動(dòng)情況?(木球做直線運(yùn)動(dòng),速度不斷減小。)
分析木球在桌面上的受力情況?(木球受豎直向下的重力、豎直向上的支持力,還受到方向與運(yùn)動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用,木球并不受到磁鐵給它的吸引力。)
隨手拋出一個(gè)粉筆頭,觀察粉筆頭的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)?(粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng)) 分析粉筆頭的受力情況?(受豎直向下的重力的作用。)
在以上幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中,第一個(gè)鋼球只受到與運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上與運(yùn)動(dòng)方向垂直的力的作用,做的是直線運(yùn)動(dòng),木球同樣也受到這樣的力的作用,也是做直線運(yùn)動(dòng),面第二個(gè)鋼球受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角的力的作用,做的是曲線運(yùn)動(dòng);粉筆頭受的重力與它的運(yùn)動(dòng)方向也不在同一條直線上,粉筆頭傲曲線運(yùn)動(dòng)。由此我們可以得出什么樣的情況下物體會做曲線運(yùn)動(dòng)?
1.當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)
拋出的石子,由于所受重力的方向與速度的方向不在一條直線上,所以石子做曲線運(yùn)動(dòng);人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)行,由于地球?qū)λ囊εc速度的方向不在同一直線上,所以衛(wèi)星做曲線運(yùn)動(dòng)。
2.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直線上
因加速度方向跟它所受合力方向相同,所以,做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,它的加速度方向跟它的速度方向也不同一直線上。
3.物體做直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)條件的理論解釋
物體做直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)條件,可以根據(jù)牛頓第二定律平來解釋。
當(dāng)合力的方向與物體的速度方向在同一直線上時(shí),產(chǎn)生的加速度也在這條直線上,物體就做直線運(yùn)動(dòng)。 如果合力的方向跟速度方向不在同一條直線上,而是成一角度,產(chǎn)生的加速度也是跟速度的方向不在一條直線上,而是成一夾角,這時(shí),合力不但可以改變速度的大小,而且可以改變速度的方向,使物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力,可分解為切向力和法向力,切向力改變速度的大小,法向力改變速度的方向。
4.曲線運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的特點(diǎn)
實(shí)例分析:將物體拋出后物體在重力的作用下做曲線運(yùn)動(dòng)。 結(jié)論:(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,所受的合力偏在速度的哪一側(cè),軌跡就向哪一側(cè)彎曲;
(2)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在速度與力矢量之間。
【交流與討論】
飛機(jī)扔炸彈,分析為什么炸彈做曲線運(yùn)動(dòng)?
v0 v1 v2 G G
G
v
v v F F F
平拋運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) v F
參考解答
炸彈離開飛機(jī)后由于慣性,具有與飛機(jī)同樣的水平初速度,且受重力,初速度與重力方向有一定角度,所以做曲線運(yùn)動(dòng)。
【鞏固練習(xí)】
1. 以下說法正確的是 (A,C,D ) A. 曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng) B. 變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng) C. 曲線運(yùn)動(dòng)的加速度一定不為零
D. 曲線運(yùn)動(dòng)軌跡上任一點(diǎn)的切線方向就是質(zhì)點(diǎn)在這一點(diǎn)的瞬時(shí)速度方向 2、如圖為運(yùn)動(dòng)員拋出的鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡(鉛球可以視為質(zhì)點(diǎn)),A、B、C為軌跡上的三點(diǎn),關(guān)于鉛球在B點(diǎn)速度方向的說法正確的是( C )
A.為AB的方向 B.為BC的方向
C.為BD的方向 D.為BE的方向
3. 如圖,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(大小不變),則物體以后的運(yùn)動(dòng)情況 ( C )
A.能沿曲線 Ba 運(yùn)動(dòng) B.能沿直線 Bb 運(yùn)動(dòng) C.能沿曲線 Bc 運(yùn)動(dòng)
D.能沿原曲線由 B 返回 A
[小結(jié)]
通過這節(jié)課學(xué)習(xí),了解了運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的曲線運(yùn)動(dòng),知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線的這一點(diǎn)的切線上。
當(dāng)合外力的方向與它的速度方向不在一條直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。所受的合力偏在速度的哪一側(cè),軌跡就向哪一側(cè)彎曲,曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在速度與力矢量之間。
[布置作業(yè)]
教材第7頁“問題與練習(xí)”。
板書設(shè)計(jì)
5.1.曲線運(yùn)動(dòng)
一、曲線運(yùn)動(dòng)
軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)。 二、曲線運(yùn)動(dòng)的位移 1.曲線運(yùn)動(dòng)的位置
做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)某時(shí)刻的位置用平面直角坐標(biāo)(xA、yA)表示。 2.曲線運(yùn)動(dòng)的位移
(1)大小:22AAlxy=
+
(2)方向:tanA
A
yxa=
三、曲線運(yùn)動(dòng)的速度 1.曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向
質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度的方向,沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。 2.曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)
曲線運(yùn)動(dòng)必有加速度,一定是變速運(yùn)動(dòng)。 四、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
1.當(dāng)物體所受合力(加速度)的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng) 2.曲線運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的特點(diǎn)
(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,所受的合力偏在速度的哪一側(cè),軌跡就向哪一側(cè)彎曲; (2)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡一定夾在速度與力矢量之間。
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