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1、曲线运动曲线运动第五章 第一节一、曲线运动一、曲线运动l定义：物体运动轨迹为曲线的运动叫定义：物体运动轨迹为曲线的运动叫曲线运动曲线运动。l轨迹轨迹 直线：自由落体、竖直上抛直线：自由落体、竖直上抛 曲线：平抛、匀速圆周运动曲线：平抛、匀速圆周运动 曲线运动是普遍的运动情形。曲线运动是普遍的运动情形。l大到宏观世界（如天体运行）；大到宏观世界（如天体运行）；l小到微观世界（如电子绕原子核旋转）；小到微观世界（如电子绕原子核旋转）；l生活中如烟花、投标枪、铁饼、跳高、跳远等生活中如烟花、投标枪、铁饼、跳高、跳远等均为曲线运动。均为曲线运动。曲线运动和直线运动相比，除运动曲线运动和直线运动相比，除
2、运动轨迹不同，还有什么不同？轨迹不同，还有什么不同？思考：思考：怎样确定曲线运动中任意时刻怎样确定曲线运动中任意时刻（或任意位置）的速度方向呢？（或任意位置）的速度方向呢？曲线运动的速度方向在曲线运动的速度方向在不断变化不断变化切线切线我们要明确一个数学概念我们要明确一个数学概念过曲线上的过曲线上的A、B两点作直两点作直线，这条直线叫做曲线的线，这条直线叫做曲线的割线。设想割线。设想B点逐渐向点逐渐向A点点移动，这条割线的位置也移动，这条割线的位置也就不断变化。当就不断变化。当B点非常非点非常非常接近时，这条割线就叫常接近时，这条割线就叫做在做在A点的切线。点的切线。曲线运动中的速度方向曲线运
3、动中的速度方向 1、演示：扔沙包、演示：扔沙包 曲线运动中速度的方向是时刻改变的。曲线运动中速度的方向是时刻改变的。2、猜测物体在、猜测物体在某一时刻某一时刻的速度方向的速度方向 3、如何确定物体在、如何确定物体在某一时刻某一时刻的速度方向呢？的速度方向呢？如果某时刻的速度方向不再变化，物体将沿如果某时刻的速度方向不再变化，物体将沿此方向作直线运动，则易被观测到。此方向作直线运动，则易被观测到。猜想：小球离开护栏后运动轨迹是怎样的？根据运动轨迹，你能说猜想：小球离开护栏后运动轨迹是怎样的？根据运动轨迹，你能说出小球离开护栏时的速度方向吗出小球离开护栏时的速度方向吗?l墨迹记录的是什么？墨迹记录
4、的是什么？记录了小球在轨道出口处的速度方向。记录了小球在轨道出口处的速度方向。l观察墨迹与轨道有什么关系观察墨迹与轨道有什么关系?二者相切。二者相切。l结论：结论：做曲线运动的小球在某一点的速度方向是在曲线的做曲线运动的小球在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向。这一点的切线方向。想一想做一做演示弯管实验观观察察火星由于惯性，火星由于惯性，以脱离砂轮时的以脱离砂轮时的速度沿切线方向速度沿切线方向飞出，切线方向飞出，切线方向即为火星飞出时即为火星飞出时的速度方向的速度方向水滴沿伞边水滴沿伞边缘的切线方缘的切线方向飞出向飞出曲线运动的速度方向曲线运动的速度方向 曲线运动中速度的方向是时刻曲线
5、运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的速度改变的，质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向是在曲线的这一点的切线方向。方向。论一论看一看常见的现象学过的理论曲线运动是变速运动曲线运动是变速运动。水平抛出的小球水平抛出的小球提问：提问：l 速度是矢量，既有大小，又有方向。那速度是矢量，既有大小，又有方向。那么速度的变化包含哪几层含义？么速度的变化包含哪几层含义？l 有人说，作曲线运动的物体一定具有加有人说，作曲线运动的物体一定具有加速度，该怎样理解？速度，该怎样理解？l 由以上两个问题，可以更进一步概括出由以上两个问题，可以更进一步概括出曲线运动的运动学特征，应该怎样描述？曲线运动
6、的运动学特征，应该怎样描述？物体为什么会做曲线运动物体为什么会做曲线运动?结合物体做直线运动的条件结合物体做直线运动的条件匀速运动：匀速运动：F合合=0 F合合与速度在一条直线上与速度在一条直线上猜想物体做曲线运动的条件猜想物体做曲线运动的条件 合力不为零合力不为零 初速度不为零初速度不为零 合力与速度不在一条直线上合力与速度不在一条直线上合理猜想合理猜想物体做曲线运动的条件：物体做曲线运动的条件：当物体所受的当物体所受的合外力方向合外力方向跟它跟它的的速度方向速度方向不在同一直线不在同一直线上时，上时，物体做曲线运动。物体做曲线运动。物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件l联系实际：观察用
7、手抛出后的铅球运动轨迹，请回答下面问题。观察用手抛出后的铅球运动轨迹，请回答下面问题。画出它在各点的速度方向。画出它在各点的速度方向。画出它在各点的受力方向（不计空气阻力）。画出它在各点的受力方向（不计空气阻力）。观察轨迹的弯曲与力的方向有什么关系？观察轨迹的弯曲与力的方向有什么关系？关系关系：做曲线运动的物体，合力指向哪里，曲线向做曲线运动的物体，合力指向哪里，曲线向哪里弯曲（合力的方向总是指向曲线的内侧）。哪里弯曲（合力的方向总是指向曲线的内侧）。A AB BC CA AB BC C做曲线运动的物体做曲线运动的物体运动轨迹运动轨迹、速度方向速度方向与其所受与其所受合外力方向合外力方向三者位
8、置关系如何三者位置关系如何？物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间物体运动轨迹夹在速度方向和合外力方向之间GvFGv1v2v3G问题问题1 1实例总结实例总结无力不拐弯，拐弯必有力无力不拐弯，拐弯必有力曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间速度方向之间而且向合外力的方向弯曲，即合外力而且向合外力的方向弯曲，即合外力指向轨迹凹侧指向轨迹凹侧F F、a a、v v三者关系辨析三者关系辨析F、v共线共线直线运动直线运动F恒定恒定F变化变化匀变速直匀变速直线运动线运动变加速直变加速直线运动线运动F、v不共线不共线曲线运动曲线运动F恒定恒定F变化变化匀变速曲匀变速
9、曲线运动线运动变加速曲变加速曲线运动线运动思考与讨论：思考与讨论：物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，物体在光滑水平桌面受三个水平恒力（不共线）处于平衡状态，当把其中一个水平恒力撤去时，物体将做怎样的运动？当把其中一个水平恒力撤去时，物体将做怎样的运动？匀变速直线运动（匀加速直线运动，匀减速直线运动）匀变速直线运动（匀加速直线运动，匀减速直线运动）匀变速曲线运动：加速度不变的曲线运动匀变速曲线运动：加速度不变的曲线运动如何分析物体的运动情况？如何分析物体的运动情况？先看初速度是否为零先看初速度是否为零再看合力是否为恒力再看合力是否为恒力最后看合力与速度是否在一条直线上最后看
10、合力与速度是否在一条直线上 力与速度的关系力与速度的关系平行速度的力改变速度大小；平行速度的力改变速度大小；垂直速度的力改变速度方向；垂直速度的力改变速度方向；不平行也不垂直速度的力，同时改变速度的大小和方向；不平行也不垂直速度的力，同时改变速度的大小和方向；Question一个质点在某段时间内做曲线运动，则在这段一个质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（时间内（）A.速度一定在不断地改变，加速度也一定不断速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变地改变B.速度一定在不断地改变，加速度可以不变速度一定在不断地改变，加速度可以不变C.速度可以不变，加速度一定不断地改变速度可以不变，加速度一定不断地改变D.速度可以不变，加速度也可以不变速度可以不变，加速度也可以不变B B