高中物理曲线运动 教案 人教版必修二.doc

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5.1曲线运动
课标要求:
1.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。
2.掌握物体作曲线运动的条件。
3.能运用牛顿运动定律，推出物体作曲线运动的条件。
学习重点:曲线运动瞬时速度方向。
学习难点:物体作曲线运动的条件。
主要内容:
一、曲线运动
1.所有物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，即直线运动和曲线运动。
2.运动轨迹是直线的运动叫做直线运动；运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。
注：曲线运动比直线运动复杂得多，而自然界中普遍发生的运动大多是曲线运动，所以运用已学过的运动学的基本概念和动力学的基本规律——牛顿运动定律来研究曲线运动问题是十分必要的。本章将重点学习曲线运动中比较简单但又非常实用的两种情况：平抛运动和圆周运动。
二、曲线运动速度的方向
1.质点做曲线运动时，速度的方向时刻发生变化
速度是一个矢量，既有大小，又有方向。如果物体的速度方向不变，则物体做直线运动，例如我们前面已学过的匀速直线运动，匀变速直线运动等。曲线运动和直线运动的区别就在于速度方向发生变化。
2.做曲线运动的质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是在曲线(物体运动的轨迹)的这一点的切线方向上。
这一结论是怎样得出的?我们是通过观察现象得出的。例如，砂轮打磨下来的炽热微粒，它们沿着砂轮运转的切线方向飞去；运动员掷链球时，链球在运动员的牵引下做曲线运动，一旦运动员放手，链球即刻沿该点的切线方向飞去。我们还可以通过实验得出这一结论。
因为切线是一条直线，其方向有两个，所以对于做曲线运动的质点的速度，确切的说法是：质点在某一点或某一时刻的速度方向是曲线在这一点的切线方向，并指向质点下一时刻位置一侧的方向。
注意：物理中所讲的“切线方向”与数学上的“切线方向”是有区别的。
3．曲线运动的性质，一定是变速运动
因为速度是矢量，既有大小，又有方向。当速度的大小发生改变，或者速度的方向发生改变，或者速度的大小和方向都发生改变，就表示速度矢量发生了变化。而曲线运动中速度的方向时刻在改变(无论速度大小是否改变)，即速度矢量时刻改变着，所以曲线运动必是变速运动。
【例一】下列说法中正确的是()
A.做曲线运动物体的速度方向一定发生变化。
B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动。
C.速度变化的运动一定是曲线运动。
D.加速度变化的运动一定是曲线运动。
【例二】物体做曲线运动（）
A.速度的方向时刻在改变。
B.速度的大小一定会改变。
C.速度的方向不能确定。
D.不一定是变速运动。
三、物体做曲线运动的条件
1.观察现象
一个在水平面上做直线运动的钢球，如果在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，钢球就会偏离原来的运动方向，而向磁铁一侧做曲线运动。
2.现象分析
为什么钢球会偏离原来的运动方向而做曲线运动呢?
根据牛顿第二定律可知，如果物体受到的合力方向跟物体的速度方向在同一条直线上(同向或反向)，产生的加速度也就在同一直线上，合力的作用效果体现在改变物体速度大小上，即使方向改变，也是在同一直线上，物体就做直线运动；当合外力的方向跟速度方向不在同一直线上时，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改变速度大小，垂直于速度方向的分力改变速度的方向，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、方向不断改变的曲线运动。若合外力为恒力，物体就做匀变速曲线运动。
因为钢球受到的合力，即磁铁的吸引力，与钢球的速度方向不在同一直线上，产生的加速度也不在钢球运动方向上，磁铁的吸引力迫使钢球运动状态发生改变，不但改变钢球的速度大小，而且改变其速度方向。可见力是物体运动状态改变的根本原因，力是钢球运动方向改变的原因。
3.结论
当物体所受合力方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。这也就是物体做曲线运动的条件。
4.注：如何判断物体是做直线运动还是做曲线运动呢?判断时应紧扣物体做曲线运动的条件进行分析
(1)明确物体的初速度方向；(2)分析合力的方向；(3)分析两个方向的关系从而做出判断。
方法规律小结：
内容说明曲线运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动可以看成几个直线运动的合运动物体做曲线运动的条件物体所受合力方向跟它的速度方向不在同一直线上即加速度方向跟物体的速度方向不在同一直线上曲线运动的特点1.轨迹是曲线
2.某点瞬时速度的方向就是通过该点的切线方向
3.曲线运动的速度方向时刻在改变，所以是变速运动，并且必具有加速度1.既可能受恒力作用，也可能是受变力作用
2.加速度既可能是不变的，也可能是变化的【例三】如图所示，抛出的石子做曲线运动。试在图中画出石子沿这条曲线运动时在A、B、C、D各点的速度方向和所受力的图示（不计空气阻力），分析一下物体的受力情况及合力与速度方向间的夹角随时间的变化