物理必修ⅱ人教新課標(biāo)第五章曲線運(yùn)動(dòng)同步教案

1、曲線運(yùn)動(dòng)1 曲線運(yùn)動(dòng)1 曲線運(yùn)動(dòng)的定義： 物體運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)，稱為“曲線運(yùn)動(dòng)”。2 （）曲線運(yùn)動(dòng)的條件： 當(dāng)物體所受的合力（加速度）與其速度方向不在同一直線上，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力方向總是指向曲線的凹側(cè)，已知物體的曲線運(yùn)動(dòng)軌跡，可判斷出物體所受合力的大致方向。3 曲線運(yùn)動(dòng)的條件： 判斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是看物體所受合力（或加速度）的方向與速度方向的關(guān)系，若兩方向共線就是直線運(yùn)動(dòng)，不共線就是曲線運(yùn)動(dòng)。4 （）曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向。例1. 如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使它所受的

2、力反向，而大小不變，即由F變?yōu)?F，在此力作用下，物體以后的運(yùn)動(dòng)情況將沿 運(yùn)動(dòng). ab圖 2 圖 1 Ø 練習(xí)1. 如圖，一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線，虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。若帶電粒子在運(yùn)動(dòng)中只受電場(chǎng)力作用，請(qǐng)?jiān)趫D中標(biāo)明帶電粒子在a、b兩點(diǎn)受到的電場(chǎng)力的方向。（粒子所受重力不計(jì)）2. 如圖所示，質(zhì)點(diǎn)通過(guò)位置P時(shí)的速度，加速度及P附近的一段軌跡都在圖上標(biāo)出，其中可能正確的圖是( ) 2 運(yùn)動(dòng)的合成與分解【思考】飛機(jī)投彈，以飛機(jī)為參照物，炸彈怎么運(yùn)動(dòng)；以地面為參照物，炸彈怎么運(yùn)動(dòng)？1. 合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng) 當(dāng)物體同時(shí)參與幾個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí),其實(shí)際

3、運(yùn)動(dòng)就叫做這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),這幾個(gè)運(yùn)動(dòng)叫做實(shí)際運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)。2. 運(yùn)動(dòng)的合成與分解1) 已知分運(yùn)動(dòng)(速度v、加速度a、位移s)求合運(yùn)動(dòng)(速度v、加速度a、位移s),叫做運(yùn) 動(dòng)的合成.2) 已知合運(yùn)動(dòng)(速度v、加速度a、位移s)求分運(yùn)動(dòng)(速度v、加速度a、位移s),叫做運(yùn)動(dòng)的分解.3) 運(yùn)動(dòng)的合成與分解遵循平行四邊形定則.3. 合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系1) 等時(shí)性：合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)進(jìn)行的時(shí)間相等.2) 獨(dú)立性：一個(gè)物體同時(shí)參與幾個(gè)分運(yùn)動(dòng),各分運(yùn)動(dòng)獨(dú)立進(jìn)行,各自產(chǎn)生效果.3) 等效性：整體的合運(yùn)動(dòng)是各分運(yùn)動(dòng)決定的總效果,它替代所有的分運(yùn)動(dòng).3 （）平拋運(yùn)動(dòng)1. 平拋運(yùn)動(dòng) 將物體以一定的初速度沿水平方向

4、拋出，不計(jì)空氣阻力，物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng)。2. 平拋運(yùn)動(dòng)條件1 水平初速度2 僅受重力作用3. 平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法運(yùn)動(dòng)的合成與分解平拋運(yùn)動(dòng)可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)。0sysyxvv0vysx4. （）平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律1) 基本規(guī)律1 水平方向：勻速直線運(yùn)動(dòng)， x=vot ；vx=vo2 豎直方向：自由落體運(yùn)動(dòng)， h=gt2 ；vy=gt2) 導(dǎo)出規(guī)律1 平拋物體經(jīng)時(shí)間t時(shí)的瞬時(shí)速度vt水平方向： ； 豎直方向： 合速度： 速度方向與水平方向夾角：tan=vy/vx=gt/vo2 平拋運(yùn)動(dòng)的位移水平方向： x=v0t 豎直位移： y=gt2合位移

5、：位移方向與水平方向夾角：tany/x=gt/2vo=tan/23 平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t和水平射程x 平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間t由高度h決定，與初速度無(wú)關(guān)； h=gt2 t= 水平射程x由初速度和高度共同決定。 x=vot=vo4 （）勻速圓周運(yùn)動(dòng)1. 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 1) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的定義 做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),如果在相等的時(shí)間內(nèi)通過(guò)的圓弧長(zhǎng)度相等,那么質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).2) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)1 v大小不變,T不變,不變,a向大小不變；v和a向的方向時(shí)刻在變2 合外力大小不變,方向始終指向圓心.2. 描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量1) 線速度 v1 定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)叫做線速度2 物理意義：

6、描述質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的快慢3 方向：圓弧上該點(diǎn)的切線方向，和半徑垂直。4 大?。?單位：2) 角速度 1 定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的角度叫角速度2 物理意義：描述質(zhì)點(diǎn)圓周運(yùn)動(dòng)的快慢3 大?。?單位：3) 周期 T1 定義：物體沿圓周運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間2 單位：s4) 頻率f與轉(zhuǎn)速n1 定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，叫做頻率，單位：Hz2 轉(zhuǎn)速：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體在單位時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，單位：轉(zhuǎn)/秒3 注意：頻率與轉(zhuǎn)速大小相等，單位不同4 周期與頻率的關(guān)系：T=1/f 或 f=1/T5) v、w、T和f之間的關(guān)系1 2 34 T=1/f 5 注意：知道了T、f、三個(gè)量中任

7、一個(gè)確定，其余兩個(gè)也就確定了，但v還和r有關(guān)6) 向心加速度1 物理意義：描述速度方向變化快慢的物理量2 方向：向心加速度的方向時(shí)刻在變化，但始終指向圓心3 大?。? 單位：m/s27) 向心力1 定義：產(chǎn)生向心加速度的力。是一種效果力，作用效果是產(chǎn)生向心加速度，只改變線速度的方向，而不改變線速度的大小。2 大小：3 方向：指向圓心4 注意：向心力是按力的作用效果命名的，它并非獨(dú)立于重力、彈力、摩擦力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力以外的另一種力，而是這些力中的一個(gè)或幾個(gè)的合力3. 尋找向心力v 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的模型1) 輕繩模型u 輕繩連接小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)：三、 臨界條件:小球在最高點(diǎn)

8、時(shí)繩子的拉力剛好等于零,小球的重力充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,設(shè)v臨是小球能通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度,有vmvm mg=，v臨四、 能過(guò)最高點(diǎn)的條件:vv臨五、 不能通過(guò)最高點(diǎn)的條件:v< v臨，實(shí)際上物體在到達(dá)最高點(diǎn)之前就脫離了圓軌道.六、 類似模型：外圓環(huán)軌道2) 輕桿模型u 輕繩連接小球，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)最高點(diǎn)：1 臨界條件:由于硬桿或管壁的支撐作用,小球能到達(dá)最高點(diǎn)的臨界速度v臨0,輕桿或軌道對(duì)小球的支持力:N=mg2 當(dāng)最高點(diǎn)的速度v時(shí),桿對(duì)小球的彈力為零.3 當(dāng)0<v<時(shí),桿對(duì)小球有支持力：Nmg，而且：vN4 當(dāng)v>時(shí),桿對(duì)小球有拉力（或管的外壁對(duì)小球有

9、豎直向下的壓力）： Fmg，而且：vNvmvmv 水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題 在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，當(dāng)角速度w變化時(shí)，物體有遠(yuǎn)離或向著圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這時(shí)，要根據(jù)物體的受力情況，判斷物體受某個(gè)力是否存在以及這個(gè)力存在時(shí)方向朝哪，特別是一些靜摩擦力，繩子的拉力等mMrO 1.如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M=的物體，靜止在水平面上，另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量為m=的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為，并知M和水平面的最大靜摩擦力為2N?，F(xiàn)使此平面繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)角速度在什么范圍內(nèi)m處于靜止?fàn)顟B(tài)？（取g=10m/s2）隨堂演練1. 從水平勻速速飛行的直升飛機(jī)上向外自由釋放一個(gè)物體，不計(jì)空氣阻力，在物

10、體下落過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是 . （ ） A.從飛機(jī)上看，物體靜止 B.從飛機(jī)上看，物體始終在飛機(jī)的后方C.從地面上看，物體做平拋運(yùn)動(dòng) D.從地面上看，物體做自由落體運(yùn)動(dòng)2. 一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過(guò)的距離之比為A BC D3. 一物體從某高度以初速度v0水平拋出，落地時(shí)速度大小為vt，則它的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為( ) A. B. C. D.4. 物體從高處被水平拋后，第3秒末的速度方問(wèn)與水平方向成45度角，那么平拋運(yùn)動(dòng)物體初速度為 m/s，第四秒末的速度大小為 m/s（取g=10 m/s2，設(shè)4s末仍在空中）5. 一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過(guò)的距離之比為 6. 如圖所示，在傾角為的斜面上A點(diǎn)，以初速度v0水平拋出小球，小球落在斜面上B點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，求vovyBvA（1）AB間的距離；v（2）小球從A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；（3）求小球何時(shí)離開(kāi)斜面距離最大？7. 從某一高度平拋一物體，當(dāng)拋出2秒后它的速度方向與水平方向成45度角，落地時(shí)速度方向與水平方向成60度角求(1)拋出時(shí)的速度；4 落地時(shí)的速度；5 拋出點(diǎn)距地面的高度；6 水平射程(