5.1 曲线运动
【教学目标】
1、知道什么是曲线运动。
2、知道曲线运动中速度的方向。[高考资源网]
3、理解曲线运动是一种变速运动。
4、理解物体做曲线运动的条件。
【重点难点】
1、掌握曲线运动中的速度方向。
2、理解并掌握物体做曲线运动的条件。
【教学方法】
实验、讲解、归纳、推理
【教学用具】
多媒体设备、小钢球、条形磁铁
【教学过程】
一、曲线运动的速度方向
1、曲线运动:运动轨迹是曲线。
2、曲线运动的速度方向:
【演示1】
① 在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出;
② 撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转,伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。
(1)曲线运动中速度的方向是时刻改变的;
(2)质点在某一点(或某一时刻)的速度的方向是在曲线的这一点的切线方向(与物体运动的延伸方向相同)。
3、曲线运动一定是变速运动。(但变速运动不一定是曲线运动)
推导:
①速度是矢量,既有大小,又有方向。
②只要速度的大小、方向中的一个变化或两个同时变化,就表示速度发生了变化,也就是具有加速度。
③曲线运动中至少速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动。[Ks5u.com]
4、曲线运动的位移大小一定小于路程。
三、物体做曲线运动的条件[高考资源网]
【演示2】一个在水平面上做直线运动的钢珠,如果从旁边给它施加一个侧向力,它的运动方向就会改变,不断给钢珠施加侧向力,或者在钢珠运动的路线旁放一块磁铁,钢珠就偏离原来的方向而做曲线运动。
【演示3】抛出的石子为什么做曲线运动?
1、用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件:
(1)当合力的方向与物体的速度方向在同一直线上时,产生的加速度也在这条直线上,加速度只改变速度的大小,物体就做直线运动。
① a恒定:匀变速直线运动。
② a变化:非匀变速直线运动。
(2)如果合力的方向跟速度方向不在同一条直线上,产生的加速度和速度成一定夹角,这时加速度不但可以改变速度的大小,而且可以改变速度的方向,物体就做曲线运动。
① a恒定:匀变速曲线运动。如:平抛运动、斜抛运动等。
② a变化:非匀变速曲线运动。
2、物体做曲线运动的条件:当运动物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体就做曲线运动。
(1)物体具有初速度:υ0≠0
(2)物体所受合力不为零:F合≠0(a≠0)
(3)合力方向与初速方向不在同一直线上:F(或a)与υ0有夹角。
▲ 物体做直线运动的条件:当物体所受的合力方向跟它的速度方向在同一直线上时,物体做直线运动。
3、做曲线运动的物体所受的合外力:
(1)物体在作曲线运动时,它所受的合力总是指向物体运动轨迹曲线的凹侧,所以物体具有的加速度也指向轨迹的凹侧。
(2)当合力方向与物体运动的瞬时速度方向的夹角小于90o时,物体运动速度增加,当合力方向与即时速度方向的夹角大于90o时,物体运动速度就减小。即合力既改变速度的大小,也改变速度的方向。
(3)当合力方向总与速度垂直时,物体运动速度大小不变,即合力只改变速度的方向,不改变速度的大小。
(4)若物体作曲线运动,沿轨迹通过某一点时,物体所受合外力突然消失,那么物体将沿轨迹上该点的切线方向做匀速直线运动。
【课内练习】
【例1】物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是:( C D )
A.必沿着F1的方向做匀加速直线运动
B.必沿着F1的方向做匀减速直线运动
C.不可能做匀速直线运动
D.可能做直线运动,也可能做曲线运动
【例2】如图,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时使它所受的力反向而大小不变(即由F变为-F),在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是:( C )[高考资源网KS5U.COM]
A.物体可能沿曲线Ba运动
B.物体可能沿直线Bb运动
C.物体可能沿曲线Bc运动
D.物体可能沿原曲线B返回A
【课外作业】
教材P83—(3)、(4)
【板书设计】
【教学随感】
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