恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)

1、恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)第1頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三1、拋體和類拋體運(yùn)動(dòng)(恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng))，物體的加速度大小和方向都恒定不變，是勻變速運(yùn)動(dòng)。物體有初速度，而且初速度的方向與物體的加速度方向不在同一條直線上。2、最典型的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)有三類：只受重力作用的平拋（和斜拋）物體的運(yùn)動(dòng)；帶電粒子以某一初速度，沿著與電場(chǎng)方向成某一夾角射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，只受電場(chǎng)力作用的運(yùn)動(dòng)；物體所受各種外力的合力恒定，而且具有的初速度方向與合外力方向成某一夾角的運(yùn)動(dòng)。拋體和類拋體運(yùn)動(dòng)第2頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三3、在勻變速曲線運(yùn)動(dòng)中，物體的速度大小和方向

2、時(shí)刻都在變；恒力做功，物體具有的各種形式的能量在不斷轉(zhuǎn)化；研究速度（矢量）變化的規(guī)律、恒力做功的特點(diǎn)、各種不同形式的能相互轉(zhuǎn)化的過程，是我們的主要目標(biāo)和任務(wù)。4、拋體和類拋體運(yùn)動(dòng)，是沿初速度方向的勻速運(yùn)動(dòng)與恒力方向上初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。這種觀點(diǎn)是研究勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的理論基礎(chǔ)，這種觀點(diǎn)是力的獨(dú)立作用原理的體現(xiàn)，這種觀點(diǎn)也是研究勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的基本方向的出發(fā)點(diǎn)。因此，矢量的合成與分解，將貫穿分析解決問題過程的始終。第3頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三問題磁場(chǎng)1 平拋運(yùn)動(dòng)是典型的恒力作用下的運(yùn)動(dòng)，研究平拋運(yùn)動(dòng)的基本方法是運(yùn)動(dòng)的分解。請(qǐng)你回答下列問題，認(rèn)真體會(huì)合運(yùn)

3、動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性、等效性和獨(dú)立性特點(diǎn)，加深對(duì)該種運(yùn)動(dòng)的理解和認(rèn)識(shí)。注意研究問題的理論觀點(diǎn)，掌握分析問題解決問題的基本方法，是培養(yǎng)能力、提高素質(zhì)的根本途徑。 第4頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三（1）如圖所示，足夠長的水平軌道MN上左端有一點(diǎn)C，過MN的豎直平面上有兩點(diǎn)A、B，A點(diǎn)在C點(diǎn)的正上方，B點(diǎn)與A點(diǎn)在一條水平線上，不計(jì)軌道阻力和空氣阻力。在A、C兩點(diǎn)以相同的速度同時(shí)水平向右拋出兩小球，兩球一定會(huì)相遇在A、C兩點(diǎn)以相同的速度同時(shí)水平向右拋出兩小球，兩球一定不會(huì)相遇MNABC在A點(diǎn)水平向右拋出一小球，同時(shí)在B點(diǎn)由靜止釋放一小球，兩球一定會(huì)相遇在A、C兩點(diǎn)以相同的速

4、度同時(shí)水平向右拋出兩小球，并同時(shí)在B點(diǎn)由靜止釋放一小球，三小球有可能在水平軌道上相遇答案：、第5頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三ABx第6頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三+_abc第7頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三ab第8頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三ABE第9頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三例1、一物體作平拋運(yùn)動(dòng)，它在落地前1秒內(nèi)它的速度與水平方向的夾角由300變成600，求平拋運(yùn)動(dòng)的初速度；平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；平拋運(yùn)動(dòng)高度。小結(jié)：研究和分析平拋運(yùn)動(dòng)，重在對(duì)兩個(gè)分

5、運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解和應(yīng)用，即水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的靈活交替運(yùn)用。例2、質(zhì)點(diǎn)在斜面（傾角為）上以初速度 水平拋出，落在斜面上B點(diǎn)，求飛行時(shí)間t?第10頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三拓展3：若質(zhì)點(diǎn)以V0正對(duì)傾角為的斜面水平拋出，落在斜面上時(shí)速度與斜面垂直，求飛行時(shí)間t2？拓展1：上題中求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與斜面相距最遠(yuǎn)點(diǎn)所需時(shí)間t1?提示：抓住當(dāng)速度與斜面平行時(shí)，質(zhì)點(diǎn)與斜面相距最遠(yuǎn)這一特點(diǎn)拓展2：上題中求質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到與斜面相距最遠(yuǎn)點(diǎn)的距離H靈活建立直角坐標(biāo)系：平行斜面與垂直斜面建立第11頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三拓展4:若質(zhì)點(diǎn)

6、以V0正對(duì)傾角為的斜面水平拋出,要求質(zhì)點(diǎn)到達(dá)斜面的位移最小，求飛行時(shí)間t3?提示：連接拋出點(diǎn) 到斜面上的某點(diǎn)，其間距為位移大小，要使位移最小，只有落點(diǎn)在 且 垂直于斜面即可。第12頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三小結(jié)1、對(duì)于“平拋運(yùn)動(dòng)”,你可以相對(duì)斜面，把它看作是平行于斜面的，初速度為 、加速度為 的勻加速運(yùn)動(dòng)，與垂直于斜面，初速度 加速度 的勻減速運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)；還可以有其它的分析方法。這就是物理思想，是物理學(xué)研究方法的基礎(chǔ)和出發(fā)點(diǎn)。深刻理解物理思想，是掌握研究方法的關(guān)鍵。 2、對(duì)平拋運(yùn)動(dòng)之所以有各種不同的分析方法，是由力與運(yùn)動(dòng)的矢量特性決定的，在研究具體的實(shí)際例題中

7、，應(yīng)注意研究矢量變化規(guī)律的特殊性。 3如果物體的合力不是重力，但也是恒力，那么它將做類平拋運(yùn)動(dòng)，帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)、在符合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，有很多屬于這種運(yùn)動(dòng)。 第13頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三案例探究如圖3-11所示。電子從A點(diǎn)由靜止開始，經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后，從B點(diǎn)沿著與電場(chǎng)垂直的方向，射入寬度為l、場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，經(jīng)D點(diǎn)飛離電場(chǎng)。電子飛離電場(chǎng)時(shí)相對(duì)于射入電場(chǎng)方向的偏移距離為y，運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的偏折角為。下列說法正確的是（）A、若加速電壓U增大，則y和都增大B、若加速電壓U增大，則y減小、增大C、若場(chǎng)強(qiáng)E增大，則y和都增大D、若場(chǎng)強(qiáng)E增大，則y增大、減小第

8、14頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三思維過程設(shè)電子的質(zhì)量為m、電量為e；電子射入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的初速度v，也就是經(jīng)電壓為U的電場(chǎng)加速后的速度v，根據(jù)動(dòng)能定理 設(shè)電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t，則 消去上述兩式中的t，并將v代入，得 飛離電場(chǎng)時(shí)運(yùn)動(dòng)方向偏折角的正切值為 由y和（或tan）的表達(dá)式可知：U增大，y和都減??；E增大，y和都增大；可見，只有C正確。 上述事實(shí)說明：帶電粒子沿著與電場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，當(dāng)帶電粒子離開勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，都好像是從電場(chǎng)中心處沿直線射出似的 第15頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三誤區(qū)點(diǎn)撥公式推導(dǎo)要推到最終形式才能

9、判斷思維遷移位移、速度求出來之后，相應(yīng)的能量計(jì)算就較方便了。 變式題 1. 帶電粒子質(zhì)量為m,以初速度 沿著與電場(chǎng)垂直的方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，飛離勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向與射入電場(chǎng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生的偏折角等于，則帶電粒子通過電場(chǎng)的過程中動(dòng)能的改變量多大？第16頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三第17頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三小結(jié)此類問題用平拋規(guī)律來解。即：兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成。注意合力一般是重力和電場(chǎng)力的合力。 回味反思1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是初速度方向和合力方向不在一條直線上。我們判斷物體運(yùn)動(dòng)情況首先要做的便是判斷合力。這也是牛頓定律作

10、為經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)的原因。2.我們現(xiàn)在所談的合力，已經(jīng)不再局限在高一的重力、彈力、摩擦力三種力的合力，它還包括如萬有引力、庫侖力、洛侖茲力等我們?cè)谥袑W(xué)階段學(xué)過的各種力。3.我們圍繞的一個(gè)中心便是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系。從橫向的角度來看待這些知識(shí)，可能會(huì)對(duì)知識(shí)的理解（特別是知識(shí)之間的聯(lián)系）起到一定的作用。 第18頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三知識(shí)歸納恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)典型類型研究方法應(yīng)用是加速度恒定的勻變速運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線平拋運(yùn)動(dòng)類平拋運(yùn)動(dòng)垂直正交恒力作用下的一般曲線運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)的分解與合成分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性與獨(dú)立性示波管運(yùn)動(dòng)特征第19頁，共20頁，2022年，5月20日，11點(diǎn)28分，星期三思維拓展1、深刻理解物理思想，是掌握研究方法的關(guān)鍵。另外，恒力對(duì)物體做功，物體具有的各種形式的能量在不斷轉(zhuǎn)化，利用功能關(guān)系、能量守恒也是我們研究恒力作用下物體做曲線運(yùn)動(dòng)的常用方法。2、帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，與平拋運(yùn)動(dòng)有很多相似之處，特別是研究方法基本上是相同的。然而，更應(yīng)該注意研究的是它們的不同之處：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)都有一定的范圍，