5.1曲線運動【三維目標】一、知識與技術知道做曲線運動的物體的速度是時刻改變的，曲線運動是變速運動；速度的方向沿軌跡的切線方向。知道曲線運動是一種變速運動，理解物體做曲線運動的條件。能運用牛頓運動定律，剖析議論物體作曲線運動的條件。【教課方案】要點：曲線運動剎時速度方向。難點：物體做曲線運動的條件。【教課方法】在教課中，經(jīng)過實例剖析讓學生要成立物體做曲線運動的圖景，師生共同商討得出做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向與物體軌跡之間的關系，并獲得了做曲線運動的“質點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向”的認識。與教材中圖5.1－1和圖5.1－2所示的曲線運動的圖景，生活中有好多，能夠讓學生們去察看，去體驗。使學生認識到，物體做曲線運動的條件是：物體擁有初速度，且物體所受協(xié)力的方向跟它的速度方向不在同向來線上。【課時安排】1課時【知識梳理】序言：物體做勻速直線運動的條件是什么？做直線運動的條件又是什么？生甲：物體做勻速直線運動的時候所受的合外力為零，并且反過來假如物體所受的合外力是零則物領會處在靜止或許勻速直線運動狀態(tài)。生乙：若物體做直線運動則需要它受的合外力的方向與它運動的方向保持一致，這個時候假如合外力的大小不變則物體的運動可能是勻加快或許勻減速，假如合外力的大小是變化的，則物體做變加快運動。2．導入新課：什么是曲線運動？師：物體運動徑跡是曲線而不是直線的運動稱為曲線運動。曲線運動比直線運動復雜得多，而自然界中廣泛發(fā)生的運動大多是曲線運動，所以運用已學過的運動學的基本觀點和動力學的基本規(guī)律——牛頓運動定律研究曲線運動問題是十分必需的。3．講解新課：一、曲線運動速度的方向1．質點做曲線運動時，速度方向是時刻改變的。如圖5.1－1所示的是砂輪打磨工件的情形，提出問題：我們該怎樣描繪鐵屑飛出時的運動方向？師生共同商討得出：“質點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向”的結論。圖5.1-12．質點在某一點(或某一時刻)的速度方向是在曲線的這一點的切線方向上。注意：物理中所講的“切線方向”與數(shù)學上的“切線方向”是有區(qū)其他。二、曲線運動的性質：曲線運動必定是變速運動因為速度是矢量，既有大小，又有方向。當速度的大小發(fā)生改變，或許速度的方向發(fā)生改變，或許速度的大小和方向都發(fā)生改變，就表示速度矢量發(fā)生了變化。而曲線運動中速度的方向時刻在改變(不論速度大小能否改變)，即速度矢量時刻改變著，所以曲線運動必是變速運動。三、做曲線運動的物體必定擁有加快度，所受合外力必定不等于零做曲線運動的物體的速度時刻在改變，即運動狀態(tài)時刻在改變著，由牛頓運動定律可知，力是改變物體運動狀態(tài)的原由即改變速度的原由，力是產(chǎn)生加快度的原由。而加快度等于速度的變化△v與時間t的比值。只需速度有改變，即△v≠O，就必定擁有加快度。四、物體做曲線運動的條件．當合外力的方向與初速度在同向來線上的狀況下，合外力所產(chǎn)生的加快度只改變速度的大小，不改變速度的方向，此時物體只好作變速直線運動。2．運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同向來線上時，合外力所產(chǎn)生的加快度就不只好夠改變速度的大小，并且能夠改變速度圖5.1-2的方向，物體將做曲線運動，如圖5.1-2所示。【學習研究】物體受力與運動關系比較表【例一】物體做曲線運動（A）A．速度的方向時刻在改變。B．速度的大小必定會改變。C．速度的方向不可以確立。D．不必定是變速運動。【例二】以下對于運動狀態(tài)與受力關系的說法中，正確的選項是(CD)．物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化，物體的受力狀況必定變化。．物體在恒力作用下，必定作勻變速直線運動。．物體的運動狀態(tài)保持不變，說明物體所受的合外力為零。．物體作曲線運動時，遇到的合外力能夠是恒力。【例三】如圖5.1-3所示，汽車在一段曲折水平路面上勻速行駛，對于它遇到的水平方向的作使勁的表示圖，可能正確的選項是［圖中F為地面對車的靜摩擦力，f為它行駛時所受阻力］(C)講堂訓練：1．對曲線運動中的速度方向，以下說法中正確的選項是（C）圖5.1-3．曲線運動中，質點在任一地點處的速度方向老是經(jīng)過這一點的軌跡曲線的切線方向。B．旋轉淋濕的雨傘時，傘面上的水滴是由內向外的螺旋運動，故水滴的速度方向不是沿其軌跡的切線方向。C．旋轉淋濕的雨傘時，傘面上的水滴是由內向外的螺旋運動，水滴在任何地點處的速度方向還是經(jīng)過該點軌跡曲線的切線方向。．只有做圓周運動的物體，剎時速度的方向才是軌跡在該點的切線方向。2．如圖5.1-4所示，一物體由靜止開始著落一小段時間后忽然受圖5.1-4一恒定水平風力的影響，但著地前一小段時間風忽然停止，則其運動軌跡可能的狀況是圖中的哪一個?（C）3．如圖5.1-5所示，一物體作速率不變的曲線運動，軌跡如下圖，物體運動到A、B、c、D四點時，圖中對于物體速度方向和受力方向的判斷，哪些點可能是正確的?（AD）【講堂小結】1．曲線運動速度的方向：質點在某一點的速度，沿曲線在這一點的切線方向。圖5.1-52．曲線運動是變速運動。3．物體做曲線運動的條件：當物體所受協(xié)力的方向跟它的速度方向不在同向來線上時，物體做曲線運動。課后作業(yè)：1．對于運動的性質，以下說法中正確的選項是(A)．曲線運動必定是變速運動。．變速運動必定是曲線運動。．曲線運動必定是變加快運動。．物體的加快度數(shù)值、速度數(shù)值都不變的運動必定是直線運動。2．對于力和運動，以下說法中正確的選項是（A）．物體在恒力作用下可能做曲線運動。．物體在變力作用下不行能做直線運動。．物體在恒力作用下不行能做曲線運動。．物體在變力作用下不行能保持速率不變。3．物體遇到幾個力的作用而做勻速直線運動，假如只撤掉此中的一個力，其余力保持不變，它可能做(BCD)A．勻速直線運動B．勻加快直線運動C．勻減速直線運動D．曲線運動4．若已知物體的速度方向和它所受協(xié)力的方向，如圖5.1-6所示，可能的運動軌跡是(BC)5．如圖5.1-7所示，某質點在恒力F作用下從A點沿圖中曲線運動到B點，抵達B點后，質點遇到的力大小仍為F，但方向相反，圖5.1-6則它從B點開始的運動軌跡可能是圖中的(A)A．曲線aB．曲線b圖5.1-7C．曲線CD．以上三條曲線都不行能6．對于曲線運動，以下說法中正確的選項是(CD)．加快度方向必定不變．加快度方向和速度方向一直保持垂直．加快度方向跟所受的合外力方向一直一致．加快度方向老是指向圓形軌跡的圓心7．一個質點遇到兩個互成銳角的力F1和F2的作用，由靜止開始運動，若運動中保持兩個力的方向不變，但

F1忽然增大△

F，則質點此后(A)．必定做勻變速曲線運動．可能做勻速直線運動．可能做變加快曲線運動．必定做勻變速直線運動閱讀資料：答同步衛(wèi)星三問此刻，能夠用同步衛(wèi)星傳遞微波。因為同步衛(wèi)星靜止在赤道上空36000km高的地方，用它來做中繼站，能夠使無線電信號超越大陸和大海。只需有三顆衛(wèi)星，廣播就能夠傳遍全球。請問：為何同步衛(wèi)星要發(fā)射在赤道上方?同步衛(wèi)星是指運轉期與地球自轉周期相等的地球衛(wèi)星。這里所說的“靜止”是相對地球靜止。如圖5.1-8所示，若同步衛(wèi)星位于赤道圖5.1-8平面的上方或下方，則地球對它的萬有引力Fa或Fb的一個分力Fa1或Fb1是它圍繞地球的向圖5.1-9心力，另一個分力Fa2或Fb2將使衛(wèi)星向赤道平面運動。這樣，同步衛(wèi)星在圍繞地球運動的同時，將會在赤道鄰近振動，進而衛(wèi)星與地球不可以同步。若將衛(wèi)星發(fā)射到赤道上方的C點，則地球對它的萬有引力Fc所有用來充任它做圓周運功的向心力。所以衛(wèi)星就能與地球同步，所以，同步衛(wèi)星必定要發(fā)射在赤道上方。因同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉的周期是必定的，所以同步衛(wèi)星離地面的高度也是必定的。設地球表面的重力加快度為g，地球的半徑為R，衛(wèi)星的質量為m，離地面的高度為h=36000km。因同步衛(wèi)星傳遞的是微波，它是沿直線流傳的，所以一顆衛(wèi)星傳遞的電磁波