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1、高三物理教案：匀变速运动教学设计高三物理教案：探讨匀变速直线运动教学设计 一、试验目的 1.练习运用打点计时器,学习利用打上点的纸带探讨物体的运动. 2.驾驭推断物体是否做匀变速运动的方法. 3.测定匀变速直线运动的加速度. 二、试验原理 1.打点计时器 打点计时器是一种运用沟通电源的计时仪器.它每隔0.02s打一次点(沟通电频率为50Hz)。电磁打点计时器的工作电压是46V,电火花打点计时器的工作电压是220V。 2.纸带上打的点的意义 纸带上的点就表示了和纸带相连的运动物体在不同时刻的位置.探讨纸带上点之间的间隔,就可以了解物体的运动状况. 3.分析纸带可推断物体运动的性质: 若相等时间内
2、的位移相等,则物体做匀速直线运动; 若相等时间内的位移不相等,则物体做变速直线运动; 若连续相等时间内的位移差为恒量,则物体做匀变速直线运动,并可由x=aT2求出加速度(为了减小误差常用逐差法或v-t图象法求加速度). 4.求加速度的方法: 用逐差法求加速度 用v-t图象法 先依据匀变速直线运动某段时间中点的瞬时速度等于这段时间的平均速度 平均速度法求加速度: 即利用已求出的瞬时速度值,按加速度的定义式求加速度值,为了充分利用全部试验数据,减小误差,同样采纳逐差法进行数据处理. 三、试验器材 电火花打点计时器(或电磁打点计时器)、一端附有滑轮的长木板、小车、纸带、细绳、钩码、刻度尺、导线、电源
3、、复写纸片. 四、试验步骤 、把附有滑轮的长木板平放在试验桌上并使滑轮伸出桌面。 、把打点计时器固定在木板上无滑轮的一端,如右图。 、把一条细绳拴在小车上,细绳跨过定滑轮,下边吊着适当的数量钩码。 点拨:吊适当数量的钩码是为小车的加速度适当大些,减小长度测量的相对误差,并能在纸带上长约50厘米的范围内取出7-8个计数点为宜。 、把穿过打点计时器的纸带固定在小车后面。 、先使小车依靠在打点计时器处,接通电源后再释放小车让其运动。 、断开电源取下纸带。 、换上新纸带再做两次。 点拨:再做两次的目的是为了在点子已打出的纸带中选出两条无漏点、无双点,点距正常清楚的纸带,一条作逐差法用,一条作图象法用。
4、 、在选出的一条纸带上测量每个计数点与起始计数点的距离d1、d2、d3如右图。 点拨:测长度时,不要用短尺一段一段地测量后相加,以免误差积累,测量时要估计到最小分度的一半(0.5毫米),纸带上开头过于密集的点应甩掉不用,并且不干脆测量打点间隔,而实行计数点进行测量,旨在减小测量中的相对误差。 五、误差分析 1.纸带的测量误差. 2.打点计时器计时误差. 六、留意事项 、计时器打出的点不清楚,可能是电压偏低或振针位置不合适。 、打点计时器在纸带上应打出轻重合适的小圆点,假如打出的是短横线,应调整一下振针距复写纸的高度,使之增大一些。 、计时器打点时,应先接通电源,待打点稳定后,再拉动纸带。 、拉
5、动纸带前,应使拉动端停靠在靠近打点计时器的位置。 、小车的加速度应适当大些,可以减小长度的测量误差,加速度大小以能在约50cm的纸带上清晰地取出78个计数点为宜。 高三物理教案：曲线运动教学设计 【教学目标】 l.知道什么是曲线运动。 2.知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。 3.会用作图和计算的方法，求解位移和速度的合成与分解问题。 4.知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度方向不在一条直线上。 【教学重点】 1.什么是曲线运动。 2.物体做曲线运动的方向的确定。 3.位移和速度的合成与分解。 4.物体做曲线运动的条件。 【教学难点】 1.曲线运动是变速运动。 2
6、.应用位移和速度的合成和分解分析解决实际问题。 3.物体做曲线运动的条件。 【教学方法】探究、讲授、探讨、练习 【教学用具】投影仪、演示红蜡烛运动的有关装置、斜面、小钢球、条形磁铁 【教材分析】本章明确物体做曲线运动的条件和和曲线运动的特点，如何描述曲线运动，阐述了探讨曲线运动的基本方法，并用这个方法详细探讨了平抛运动的特点和规律。匀速圆周运动的描述方法和基本规律以及匀速圆周运动规律的应用举例。牛顿运动定律对不同形式的机械运动是普遍适用的，在探讨不同运动时要留意各自的特点，对详细问题进行详细分析，敏捷运用所学的学问。 【教学过程】 新课导入 前面我们探讨了直线运动：匀速直线运动、匀变速直线运动
7、（自由落体运动、竖直上抛运动）。在实际中，普遍发生的是曲线运动。那什么是直线、曲线运动？物体做直线、曲线运动的条件是什么？如何处理曲线运动？这就是本节要学习的内容。 新课教学 下面来看几个试验： 演示自由落体运动。该运动的轨迹是什么?（直线） 演示平抛运动。该运动的轨迹是什么?（曲线） 1、直线运动和曲线运动 运动轨迹是直线的运动叫直线运动，运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。 请大家再举出一些生活中的曲线运动的例子。（微观世界里如电子绕原子核旋转；宏观世界里如天体运行；生活中如投标抢、导弹、掷铁饼、跳高、跳远、汽车转弯等均为曲线运动。） 曲线运动比直线运动困难，但同样可以用位移和速度来描述，选取
8、参考系，建立坐标系。只是探讨直线运动时沿着物体或质点运动的轨迹建立一维直线坐标系，而我们现在只探讨在平面内的曲线运动，则可建立二维平面直角坐标系，以把物体沿水平方向抛出为例，其坐标系可以这样建立：以物体抛出点为原点，水平抛出方向为x轴，竖直向下方向为y轴。 2、曲线运动的位移 图5.11，当物体运动到A点时，相对于抛出点的位移OA，可用表示。由于曲线运动中位移方向时刻改变，运算不太便利，而坐标轴上的两分矢量方向是确定的，则只可用A点的坐标、（为位移与x轴的夹角）就能表示了。 3、曲线运动的速度 我们知道直线运动的速度方向与物体的运动方向相同，那曲线运动的速度方向如何? P2“思索与探讨” 分析
9、图5.13例子可知：做曲线运动的物体不同时刻速度具有不同的方向。 那速度方向如何呢？ 磨出的火星是砂轮与刀具磨擦出的微粒，由于惯性，以脱离砂轮时的速度沿切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时的速度方向。对于链球也是同样的道理，它们也会沿着脱离点的切线方向飞出。如手通过细线拉一小球在光滑水平面上做圆周运动，在某位置A突然放手。撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。 刚才的几个物体的运动轨迹都是圈，我们总结曲线运动的方向沿着切线方向，但对于一般的曲线运动是不是也是这样呢?下面我们来做个试验看一看，一般的曲线运动是什么状况。 在探讨曲线速度方向前，我们来看一个数学概
10、念：曲线的切线。图5.15，当A、B靠得很近很近时，割线就成了切线。 演示： 如图5.14所示，水平桌面上摆一条曲线轨道，它是由几段稍短的轨道组合而成的。钢球由轨道的一端滚入(通过压缩弹簧射人或通过一个斜面滚入)，在轨道的束缚下钢球做曲线运动。在轨道的下面放一张白纸，蘸有墨水的钢球从出口A离开轨道后在白纸上留下一条运动的轨迹，它记录了钢球在A点的运动方向。拿去一段轨道，钢球的轨道出口改在图中B，同样的方法可以记录钢球在轨道B点的运动方向。视察一下，白纸上的墨迹与轨道(曲线)有什么关系?（墨迹与轨道只有一个交点，说明白墨迹所在的直线为轨道所在曲线在该点的切线。） 速度方向：质点在某一点(或某一时
11、刻)的速度，沿曲线在这一点的切线方向 通过试验我们总结出了确定做曲线运动的物体在随意一点的速度方向，下面我们再从理论上来证明这个结论。 图5.15，要求曲线上A点的瞬时速度，可在离A不远处取一B点，用AB的平均速度来近似表示A点的瞬时速度，据式：VAB=XAB/t可知：VAB的方向与XAB的方向一样，t越小，VAB越接近A点的瞬时速度，当t0时，AB间的平均速度即为A点的瞬时速度，AB曲线即为切线，A点的瞬时速度为该点的切线方向。 P4“做一做” 曲线运动的速度和直线运动的速度最大的区分是什么?（直线运动的速度方向不发生改变，而曲线运动速度方向时刻在变。 速度特点：时刻在变 速度是矢量，既有大
12、小又有方向。在匀变速运动中，速度大小发生改变，速度矢量就发生了改变具有加速度，我们说这是变速运动。而在曲线运动中，速度方向时刻在变更，速度矢量就发生了改变具有加速度，我们也说它是变速运动。 曲线运动特点：变速运动 由于速度V方向时刻改变，跟位移一样，则也可用x、y轴上的分矢量、（为速度与x轴的夹角）来表示。图5.16。 分速度：、（为速度V与x轴的夹角） P4例题 4、运动描述的实例 下面我们就来描述平面内的一个详细运动。 演示 如图5.19所示，在一端封闭、长约l m的玻璃管内注满清水，水中放一红蜡做的小圆柱体R，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。(图甲) 将这个玻璃管倒置(图乙)，蜡块R就沿玻璃
13、管上升。假如旁边放一个米尺，可以看到蜡块上升的速度大致不变，即蜡块做匀速直线运动。 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，视察蜡块的运动。(图丙) （向右上方运动） 在图丙中蜡块做的是什么运动呢?直线运动？匀速运动？仅仅通过眼睛视察我们并不能得到物体运动的精确信息，要精确地了解物体的运动过程，还须要我们进行理论上的分析。下面我们就对该物体的运动过程进行分析。 蜡块的位置 建立如图5.110所示的平面直角坐标系：选蜡块起先运动的位置为原点，水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向。 在视察中我们已经发觉蜡块在玻璃管中是匀速上升的，所以我们设蜡块匀速上升的速
14、度为vy，玻璃管向右匀速运动的速度为vx，从蜡块起先运动的时刻起先计时，我们就可以得到蜡块在t时刻的位置P(x，y)，我们该如何得到点p的两个坐标呢?（蜡块在两个方向上做的都是匀速直线运动，所以x、y可以通过匀速直线运动的位移公式x=vt获得，即x=vxt，y=vyt） 这样我们就确定了蜡块运动过程中随意时刻的位置，然而要知道蜡块做的原委是什么运动，我们还要知道蜡块的运动轨迹是什么样的。下面我们就来探究这个问题。 蜡块的运动轨迹 在数学上，我们学过了怎样在坐标中表示一条直线或曲线，即关于x、y两个变量的方程就可以代表一条直线或曲线。现在我们要找的蜡块运动的轨迹，事实上我们只要找到表示蜡块运动轨
15、迹的方程就可以了。视察我们刚才得到的关于蜡块位置的两个方程，发觉在这两个关系式中，除了x、y之外还有一个变量t,那我们应当如何来得到蜡块的轨迹方程呢?（依据数学上的消元法，我们可以从这两个关系式中消去变量t，就可以得到关于x，y两个变量的方程了。） 结果应当是怎样的呢?（y=vyx/vx） 现在我们对公式进行数学分析，看看它原委代表的是一条什么样的曲线呢?(由于蜡块在x、y两个方向上做的都是匀速直线运动，所以vy、vx都是常量，所以vy/vx也是常量，可见公式表示的是一条过原点的倾斜直线。) 在物理上这代表什么意思呢?(这也就是说，蜡块的运动轨迹是直线，即蜡块做的是直线运动。) 既然这个方程所
16、表示的直线就是蜡块的运动轨迹，那假如我们要找蜡块在随意时刻的位移，是不是就可以通过这条直线来实现呢?下面我们就来看蜡块的位移。 蜡块的位移 我们知道要确定物体运动的位移，只要知道物体的初末位置就可以了。在前面建立坐标系的时候我们已经说过了，物体起先运动的位置为坐标原点，现在我们要找随意时刻的位移，只要再找出随意时刻t物体所在的位置就可以了。 前面我们已经找出物体在随意时刻的位置P(x，y)，请同学们想一下在坐标中物体位移应当是怎么表示的呢?（在坐标系中，线段OP的长度就代表了物体位移的大小：） 我们知道位移是矢量，所以我们要计算物体的位移仅仅知道位移的大小是不够的，我们还要再计算位移的方向。这
17、应当怎样来求呢?（因为坐标系中的曲线就代表了物体运动的轨迹，所以我们只要求出该直线与x轴的夹角就可以了。） tan=vy/vx 这样就可以求出，从而得知位移的方向。 现在我们已经知道了蜡块做的是直线运动，并且求出了蜡块在随意时刻的位移。但我们还不知道蜡块做的是什么样的直线运动，要解决这个问题，我们还须要求出蜡块的速度。 蜡块的速度 依据我们学过的速度的定义，物体在某过程中的速度等于该过程的位移除以发生这段位移所须要的时间，即前面我们已经求出了蜡块在随意时刻t的位移的大小。所以我们可以干脆套入速度公式计算蜡块的速度。我们可以得到什么样的速度表达式?（） 分析这个公式我们可以得到什么样的结论?（v
18、y/vx都是常量，也是常量。也就是说蜡块的速度是不发生改变的，即蜡块做的是匀速运动。） 同样其方向tan=vy/vx 结合我们前面得出的结论，我们可以概括起来总结蜡块的运动，它做的应当是个什么运动?（匀速直线运动） 5、物体做直线、曲线运动的条件 为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢?下面我们通过试验来探讨这个问题。 演示：如图5.111所示的装置放在水平桌面上，在斜面顶端放置一钢球，放开手让钢球自由滚下，视察钢球在桌面上的运动状况，记住钢球的运动轨迹。（钢球做直线运动，速度渐渐减小。） 请同学们来分析钢球在桌面上的受力状况。（钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到滑动摩擦力
19、的作用。） 摩擦力的方向如何?（摩擦力的方向与运动方向在同始终线上，但与运动方向相反。） 在刚才试验中，钢球的运动路径旁边放一块磁铁，重复刚才的试验操作，视察钢球在桌面上的运动状况。（钢球做曲线运动） 分析钢球在桌面上的受力状况。（钢球受竖直向下的重力，竖直向上的支持力，还受到方向与运动方向相反的滑动摩擦力的作用，此外还受到磁铁的吸引力。） 引力的方向如何?（引力的方向随着钢球的运动不断变更，但总是不与运动方向在同始终线上。） 由试验我们可以得出什么样的状况下物体会做直线、曲线运动?（当物体受到与运动方向不在同一条直线上的力的作用时，会做曲线运动。） 那我们该如何总结物体做直线和曲线运动的条件
20、呢? 物体做直线运动的条件： a当物体不受外力或所受合外力为零时，物体做匀速直线运动或处于静止状态。 b当物体所受合外力不为零，且合外力方向与速度方向在一条直线上时，物体做变速直线运动；当合外力恒定时，物体做匀变速直线运动。其中，当合外力方向与速度方向相同时，物体做匀加速直线运动；当合外力方向与速度方向相反时，物体做匀减速直线运动。 物体做曲线运动的条件：当物体所受的合力方向跟它的速度方向不在同始终线上时。物体将做曲线运动。 在曲线运动中，合外力的作用效果： 设质点沿曲线运动，在时刻t位于A点，经t位于B点，它在A点和B点的瞬时速度分别用v1和v2表示，那么在t内质点的平均加速度应表示为：=。
21、式中，v是速度的改变量，的方向应与此方向相同，根据矢量运算法则(平行四边形定则)，的方向是指向曲线凹的一侧，当t足够小趋于零时，平均加速度无限接近于在A点的瞬时加速度a，它的方向与足够小的v方向相同，也指向曲线的凹侧，由牛顿其次定律可知，质点所受合外力的方向与其加速度方向相同，总指向曲线的凹侧。 把加速度a和合外力F都分解在沿切线和沿法线(与切线垂直)方向上，如下图所示： 沿切线方向的分力F1产生切线方向的加速度a1,当a1和v同向时，速率增加；当a1和v反向时，速率减小，假如物体做曲线运动的速率不变，说明a1=0，即F1=0,此时的合外力方向肯定与速度方向垂直，没有变更速度的大小。 沿法线方
22、向的分力F2产生法线方向上的加速度a2，变更了速度的方向，由于曲线运动的速度方向时刻在变更，合外力的这一作用效果对任何曲线运动总是存在的。 可见，在曲线运动中合外力的作用，首先是产生a2以变更速度的方向，对于变速率曲线运动，合外力不仅变更速度的方向，同时还要变更速度的大小。 运动的性质和轨迹的推断：由运动的性质及合初速度与合加速度的方向和大小关系确定。 a两个匀速直线运动的合运动肯定是匀速直线运动。 b一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动仍旧是匀变速运动，当两者共线时为匀变速直线运动，不共线时为匀变速曲线运动。 c两个匀变速直线运动的合运动肯定是匀变速运动。若合初速度方向与合加速度方向
23、在同一条直线上时，则是直线运动；若合初速度方向与合加速度方向不在一条直线上时，则是曲线运动。 下面我们来看一些例子。 例题1、下列说法中正确的是 A.做曲线运动的物体肯定具有加速度 B.做曲线运动物体的加速度肯定是改变的 C.物体在恒力的作用下，不行能做曲线运动 D.物体在变力的作用下，可能做直线运动，也可能做曲线运动 解析：物体做直线运动还是曲线运动，不取决于物体受到的是恒力还是变力，而取决于物体所受的合外力方向与速度方向在不在一条直线上，故D正确而C错误；曲线运动的速度方向是可变更，则肯定具有加速度，但加速度取决于合外力怎样改变，故A正确B错误。 例题2、质点在恒力F作用下，F从A点沿下图
24、中曲线运动到B点，到达B点后，质点受到的力大小仍为F，但方向相反，则它从B点起先的运动轨迹可能是图中的哪条曲线？ A.曲线a B.直线b C.曲线c D.三条曲线均有可能 解析：物体在A点的速度方向沿A点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线AB运动时，F必有垂直速度的重量，即F应指向轨迹弯曲的一侧。物体在B点时的速度沿B点的切线方向，物体在恒力F作用下沿曲线A运动到B时，若撤去此力F，则物体必沿b的方向做匀速直线运动；若使F反向，则运动轨迹应弯向F方向所指的一侧，即沿曲线a运动，A正确；若物体受力不变，则沿曲线c运动。 例题3、一质量为m的物体在一组共点力F1、F2、F3作用下处于平衡状态，如
25、图所示，若撤去F1，试探讨物体的运动状况将怎样？ 解析：当外力F1撤去后由于平衡条件可知：物体所受的F2与F3的合力大小等于F1，方向与F1相反，因物体原来处于平衡状态，即可能静止，或匀速直线运动，其初速度及以后运动状况可能有下列几种： 原来静止，v0=0,物体将沿F1的反方向做匀加速直线运动。 原来做匀速直线运动，v0方向与F1相反，沿v0方向做匀加速直线运动。 原来做匀速直线运动，v0方向与F1相同将沿v0方向做匀减速直线运动。 原来做匀速直线运动，v0方向与F1成一夹角，将做匀变速曲线运动。 例题4、关于互成角度的两个匀变速直线运动的合成，下列说法中正确的是 A.肯定是直线运动 B.肯定
26、是曲线运动 C.肯定是匀变速运动 D.可能是直线运动，也可能是曲线运动 解析：若两个运动均为初速度为零的匀变速直线运动，如图（A），则合运动肯定是匀变速直线运动。若两个运动之一为初速度为零的匀变速直线运动，另一个初速度不为零，如图（B），则合运动肯定是曲线运动。若两个运动均为初速度不为零的匀变速直线运动，则合运动又有两种状况：如图（C） 合速度v与合加速度a不共线，则合运动为曲线运动。 合速度v与合加速度a恰好共线，则合运动也是匀变速直线运动。由于两个匀变速直线运动的合加速度恒定，故上述直线运动和曲线运动均为匀变速运动。 由此CD正确。 课堂小结 1.运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。 2.曲线
27、运动中速度的方向是时刻变更的，是变速运动，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上。 3.探究曲线运动的基本方法合成与分解。这种方法在应用过程中遵循平行四边形定则。在实际的解题过程中，通常选择实际看到的运动为合运动。 4.当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角a时，物体做曲线运动。物体的加速度方向也跟速度方向不在同始终线上。F=0，静止或匀速运动；F0，变速运动；F为恒量时，匀变速运动；F为变量时，非匀变速运动；F和v0的方向在同始终线时，直线运动；F和v0的方向不在同始终线时，曲线运动。 课外作业第7页“问题与练习” 高三物理教案：圆周运动教学设计 学问点总结 知道匀速圆周运动的概
28、念;理解线速度、加速度和周期的概念;理解向心加速度概念以及与各物理量间的关系。理解向心力的概念以及与各物理量间的关系;会用牛顿其次定律求解圆周运动问题，并能敏捷解决圆周运动中的有关临界问题;知道离心现象及发生离心现象的条件。 考点1.描述匀速圆周运动的物理量 1.线速度v： 描述物体的沿圆周运动的快慢程度. 物体沿圆周通过的弧长与所用时间的比值. 4.频率f： 定义: 物体单位时间内所转过的圈数。 单位: r/s或r/min 小结:周期T和转速n都是描述匀速圆周运动的快慢程度的物理量. 5.向心加速度an： 描述速度方向改变快慢的物理量 3.方向:总是沿半径指向圆心且时刻在改变,即向心力是变力
29、. 4.来源:做圆周运动的物体,所受合外力沿半径指向圆心的重量即为向心力. 正确理解向心力：(1)在受力分析时不能说物体受到一个向心力(2)向心力是变力. (3)向心力不做功. 考点3. 离心运动 1.定义：做圆周运动的物体，在所受外力突然消逝或者不足以供应圆周运动所需的向心力的状况下，就做渐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。 2、做圆周运动的物体，离心现象条件的分析 常见考法 随着高考改革的深化,新高考更加突出对学生应用实力及创新实力的考查,构建新的情景:将常见的竖直平面内的圆周变换成两正对着的相同半圆光滑轨道,同时将环内圆周运动和机械能综合,并结合了利用传感器所得的图象,考查了识别图
30、象、分析物体在各位置的状态(特殊是特别点处,如最高点与最低点)等重要学问内容.既考查了中学阶段很重要的受力分析实力,又对圆周运动的相关学问进行考查,更重要的是考查了同学们在新情景下构建模型、从图象中获得信息进行解题的实力. 误区提示 竖直平面内的圆周运动,是典型的变速圆周运动,对于物体在竖直平面内做变速圆周运动的问题,中学物理中只探讨物体通过最高点和最低点的状况,并且常常出现临界状态. 1.绳球或内轨道模型,如图所示,没有物体支撑的小球,在竖直平面内做变速圆周运动过最高点的状况. (1)临界条件:小球到达最高点时绳子的拉力(或轨道的压力)刚好为零,小球的重力供应其圆周运动的向心力, 图(b)所
31、示的小球通过最高点时,光滑管对小球的弹力状况与杆类似. 推断小球经过最高点时,轻杆供应的力是拉力还是支持力,还可以实行下面的方法:先假设为拉力F,依据牛顿其次定律列方程求解,若求得F0,说明此时轻杆供应拉力;若求得F 例题1. 细绳一端系着质量为M=0.4的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑的小孔，吊着质量为m=0.3,M距小孔的长度为0.5m，已知M和水平面的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕小孔水平转动，问角速度w在何范围内，m处于静止状态?g=10m/s2) 高三物理教案：平抛运动教学设计 考点跟踪解读 考点8:曲线运动中质点的速度沿轨道的切线方向,且必具有加速度.(实力级别:) 1.做
32、曲线运动的物体在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线的切线方向。 质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线的这一点的切线方向。切线方向和物体的走向(轨迹的延长方向)有关,我们规定,切线方向应与该处轨迹的延长方向一样。例如从A到B,它经C点时速度方向如图所示。直线运动中的速度方向可看成是曲线运动中速度方向的特例。 曲线运动是变速运动,所以曲线运动肯定具有加速度,即合外力肯定不为零。 2.物体做曲线运动的条件 曲线运动既然是一种变速运动,就肯定有加速度,由牛顿其次定律可知,也肯定受到合外力作用。当运动物体所受合外力的方向跟物体的速度方向在同一条直线上(同向或反向)时,物体做直线运动。这时合外
33、力只变更速度大小,不变更速度的方向。当合外力的方向跟速度方向不在同一条直线上时,可将合外力分解到沿着速度方向和垂直于速度方向上,沿着速度方向的分力变更速度大小,垂直于速度速度方向的分力变更速度的方向,这时物体做曲线运动。若合外力与速度方向始终垂直,物体就做速度大小不变、方向不断变更的曲线运动。若合外力为恒力,物体就做匀变速曲线运动。总之,物体做曲线运动的条件是:物体所受的合外力跟它的速度方向不在同始终线上。 3.力确定了给定物体的加速度,力与速度的方向关系确定了物体的运动规律。 【例题】如图某质点在恒力F作用下从A点沿图所示曲线运动到B点,到达B点后,质点受到的力大小不变,但方向恰与F相反,则
34、它从B点起先的运动轨迹可能是图中的哪条曲线 A.曲线a B.曲线b C.曲线c D.以上三条曲线都不行能 (全国高考题) 解析:物体由A到B是在恒力作用下,沿曲线运动的,那么力F的方向必定指向轨迹AB的凹向,即轨迹始终处于外力与速度的夹角之中,可以确定运动到B点时,该力F肯定指向过B点的切线的下方,反向后,运动的轨迹应当在-F与过B的切线之间,所以轨迹应当是Ba。因此答案选:A 变式练习: 1.一物体由静止起先下落一小段时间后突然受一恒定水平风力的影响,但着地前一小段时间风突然停止,则其运动轨迹的状况可能是图中的哪一个? 考点7:运动的合成和分解.(实力级别:) 运动的合成与分解是探讨困难运动
35、的重要方法,主要用于解决曲线运动(一般不探讨圆周运动),用一维的运动来解决二维和三维运动的问题。而运动的合成与分解与力的合成与分解遵循同样的规律,即平行四边形法则。描述运动的物理量中的矢量都可以用平行四边形法则来合成和分解。 (1)定义:已知分运动求合运动,叫运动的合成;已知合运动求分运动,叫运动的分解。 分运动和合运动是一种等效替代关系,运动和合成与分解是探讨曲线运动的一种基本方法。 (2)合运动和分运动的关系 等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动的规律有完全相同的效果。 独立性:某个方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。在运动中一个物体可以同时参加几种不同的运动,
36、在探讨时,可以把各个运动都看做是相互独立进行,互不影响。 运动的独立性原理(叠加原理):一个运动可以看成由几个各自独立进行的运动叠加而成,这就是运动的独立性原理或运动的叠加原理。 等时性:合运动通过合位移所需的时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等。即各分运动总是同时起先,同时结束。 分运动和合运动都是属于同一个物体的,它们从同一地点动身,经过相同的时间,到达同一个位置。 (3)运动的合成与分解的运算法则 运动的合成与分解是指物体运动的各物理量:即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们是矢量,所以它们都遵循矢量合成和分解法则。 两分运动在同始终线上时,同向相加,反向相减。不在同始终线上,根据平行四边形定则进行合成与分解。 (4)如何确定一个运动的分运动 确定一个运动的分运动的一般步骤是: 依据运动的效果(产生位移)确定运动分解方向 应用平行四边形定则,画出运动分解图 将平行四边形转化为三角形,应用数学学问求解。 第25页 共25页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页第 25 页 共 25 页