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高中物理·必修2·人教版第五章曲线运动1曲线运动[目标定位]1.知道曲线运动是变速运动，知道曲线运动的速度方向，并会把速度进行正交分解．2．知道物体做曲线运动的条件，会判断做曲线运动的物体所受合外力的大致方向．3．通过蜡块运动的探究过程，体会运动合成与分解的方法．4．会运用运动的合成和分解研究实际物体的运动．一、曲线运动的位移1．坐标系的选择：研究物体在同一平面内做曲线运动时，应选择_________坐标系．2．位移的描述：在平面直角坐标系中，物体运动到某点时，其位移可用它在_______方向的分矢量来表示，而分矢量可用该点的_____表示．二、曲线运动的速度1．速度的方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的_________．平面直角坐标轴坐标切线方向2．运动性质：做曲线运动的质点的速度_____时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是_____运动．3．速度的描述：可以用相互垂直的两个方向的分矢量来表示．这两个分矢量叫做分速度．如图5－1－1，两个分速度vx、vy与速度v的关系是：vx＝_______，vy＝_______．图5－1－1方向变速vcosθvsinθ三、运动描述的实例1．蜡块的位置：蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，玻璃管向右匀速移动的速度设为vx，从蜡块开始运动的时刻计时，在某时刻t，蜡块的位置P可以用它的x、y两个坐标表示x＝___，y＝_____．vxtvyt2．蜡块的速度：速度的大小v＝__________，速度的方向满足tanθ＝____．3．蜡块运动的轨迹：y＝______，是一条______________．v2x＋v2yvyvxvyvxx过原点的直线图5－1－2想一想水平速度增大时，竖直速度也一定跟着增大吗？答案水平速度和竖直速度彼此是独立的，水平速度增大时，竖直速度不变．四、物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向与它的速度方向________________时，物体做曲线运动．想一想有人说：“物体一定在变力作用下才能做曲线运动，受恒力不可能做曲线运动，”这种说法对吗？为什么？答案不对．物体做曲线运动还是直线运动，不是看物体是否受恒力，而是只看合外力的方向与速度方向的关系，只要两者方向不在同一条直线上，物体就做曲线运动．不在同一直线上一、对曲线运动的理解1．曲线运动的位置和位移描述：采用平面直角坐标系一般先确定x轴、y轴上的坐标变化，再利用矢量合成的方法求出总的位移．2．曲线运动的速度：与该时刻运动轨迹曲线上相应点的切线方向相同，速度的方向时刻发生变化．3．曲线运动的性质：速度是矢量，由于速度方向时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动．注意：曲线运动是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动．【例1】下列说法中，正确的是()A．物体保持速率不变沿曲线运动，其加速度为0B．曲线运动一定是变速运动C．变速运动一定是曲线运动D．物体沿曲线运动一定有加速度，且一定是匀加速曲线运动答案B解析曲线运动的速度方向时刻变化，是变速运动，故加速度一定不为0，故B选项正确，A选项错误；直线运动中速度大小变化仍是变速运动，C选项错误；物体做曲线运动，一定有加速度，但不一定恒定，D选项错误．二、对曲线运动条件的理解1．物体做曲线运动的条件(1)动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一条直线上．(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上．图5－1－32.无力不拐弯，拐弯必有力．曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的凹侧．(如图5－1－3所示，为水平抛出的物体的受力和速度方向)3．曲线运动的分类及受力特点(1)匀变速曲线运动：物体受恒力作用(2)非匀变速曲线运动：物体受变力作用4．物体的受力与运动性质【例2】一物体在xOy直角坐标平面内运动的轨迹如图5－1－4所示，其中初速度方向沿虚线方向，下列判断正确的是()A．物体可能受沿x轴正方向的恒力作用B．物体可能受沿y轴负方向的恒力作用C．物体可能受沿虚线方向的恒力作用D．物体不可能受恒力作用图5－1－4答案AB解析根据物体做曲线运动的条件可知A、B两项都正确．【例3】关于曲线运动，下列说法正确的是()A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动B．物体在变力作用下一定做曲线运动C．做曲线运动的物体，其速度大小一定变化D．加速度(不为0)不变的运动可能是曲线运动答案D解析物体做曲线运动的条件是合外力与速度不在同一直线上，而不一定是恒力或变力；做曲线运动的物体速度方向变化，但速度大小和加速度不一定变化．三、运动的合成与分解1．合运动与分运动(1)如果物体同时参与了几个运动，那么物体实际发生的运动就是合运动，参与的几个运动就是分运动．(2)运动的合成与分解：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．(3)运动合成与分解的法则：平行四边形定则(或三角形定则)．2．合运动与分运动关系的三个特性(1)等效性：各分运动的共同效果与合运动的效果相同；(2)等时性：各分运动与合运动同时发生和结束，时间相同；(3)独立性：各分运动之间互不相干，彼此独立，互不影响．【例4】竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水，内有一个蜡块能在水中以0.1m/s的速度匀速上浮．在蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时，使玻璃管水平匀速向右运动，测得蜡块实际运动方向与水平方向成30°角，如图5－1－5所示．若玻璃管的长度为1.0m，在蜡块从底端上升到顶端的过程中，玻璃管水平方向的移动速度和水平运动的距离为()图5－1－5A．0.1m/s，1.73mB．0.173m/s，1.0mC．0.173m/s，1.73mD．0.1m/s，1.0m答案C解析设蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为v1，位移为x1，蜡块随玻璃管水平向右移动的速度为v2，位移为x2，如图所示，v2＝v1tan30°＝0.133m/s≈0.173m/s.蜡块沿玻璃管匀速上升的时间t＝x1v1＝1.00.1s＝10s．由于合运动与分运动具有等时性，故玻璃管水平移动的时间为10s．水平运动的距离x2＝v2t＝0.173×10m＝1.73m，故选项C正确．再见