一、曲线运动
学 习 目 标
1、知识与能力:⑴.知道什么是曲线运动,知道曲线运动中速度的方向,知道曲线运动是一种变速运动。
⑵理解物体做曲线运动的条件,并能用于分析具体问题
2、过程与方法:
3、情感与价值观:
学科素养
1. 曲线运动中的速度方向
引入:速度是描述物体运动快慢和方向的物理量,在直线运动中,物体的速度方向沿轨迹指向前进方向;曲线运动中,不同时刻的速度具有不同的方向,通过任一点的速度方向都沿所在的点的切线方向。定义;质点做曲线运动时,它在某点的速度方向就是曲线在这一点的切线方向,并且指向前进的方向。
曲线运动中速度方向时刻在改变。速度是矢量,即有大小又有方向,物体做曲线运动时,即使速度的大小没有变化,其速度矢量也在不断变化。所以,做曲线运动的物体的加速度一定不为零,曲线运动是一种变速运动。
例题1:关于曲线运动,下列说法正确的是( )
A:曲线运动是一种变速运动
B:做曲线运动的物体受的加速度一定不为零
C:做曲线运动的物体所受合力一定是变化的
D:曲线运动不可能是一种匀变速运动
解析:曲线运动中速度方向时刻在改变,曲线运动是变速运动,合外力一定不为零,但大小、方向是否变化并不是曲线运动的决定因素。当做曲线运动的物体所受合力不变时,做匀变速曲线运动; 当所受合力变化大小变化时,做非匀变速曲线运动。所以选项A.B正确C.D错误。
点评:运动物体的轨迹是直线还是曲线,取决于物体所受合力方向跟它的速度方向是否在同一直线上,与合力大小、方向是否变化无关。而物体的加速度是否是否恒定,取决于物体所受合力是否恒定,与运动轨迹的"曲"还是"直"无关。
2.物体做曲线运动的条件
引入:做曲线运动的物体的加速度一定不为零,所以,做曲线运动的物体所受的合力一定不为零。我们知道,当运动物体所受的合力方向跟物体的速度方向在一直线上(同向和反向)时,合力只改变速度的大小,而不改变速度的方向,物体做直线运动。要做曲线运动合外力方向跟物体的速度方向不在同一直线上。
条件:要做曲线运动,合外力方向跟物体的速度方向不在同一直线上。
如图5-1所示,分析铅球在不同点的速度方向和合力(重力)方向可知:在任一时刻曲线 轨迹总是夹在合力方向与速度方向之间,且弯向合力的一侧,即合力方向总是指向曲线的内侧。
如图5--1所示,斜向上推出的铅球在空中做曲线运动,它所受的重力的方向跟速度方向不在同一直线上。大量事实表明:当物体所受的合外力的方向跟它的速度不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
进一步分析发现,铅球经过A。B两点时,将重力沿曲线的切线方向和法线方向进行分解