2014《成才之路》高一物理(人教版)必修2课件：5-1+曲线运动【2013年6月出版】

成才之路·物理路漫漫其修远兮吾将上下而求索人教版·必修2第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第五章曲线运动第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习导言第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2●情景切入在我们生活的广阔空间里，物体在做各种各样的运动，其中有很多是直线运动，更普遍的则是曲线运动。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2如斜向喷出的水(图1)，在弯曲公路上奔驰的汽车(图2)，游乐场的过山车(图3)等等，它们的运动都是曲线运动。那么曲线运动有什么规律？我们如何来研究曲线运动？这一章我们就来探究这些问题。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2●知识导航本章以曲线运动的两种特殊情况——平抛运动和匀速圆周运动为例，研究物体做曲线运动的条件和规律。本章所研究的运动形式不同于前面的直线运动，但研究的方法仍与前面一致，即根据牛顿第二定律研究物体做曲线运动时力与运动的关系。所以本章知识是牛顿运动定律在曲线运动形式下的具体应用。学好本章的概念和规律，将加深对速度、加速度及其关系的理解，加深对牛顿运动定律的理解。提高应用牛顿运动定律分析和解决实际问题的能力。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2本章内容可划分为三个单元：第一单元：(第1节)讲述了曲线运动的特点和物体做曲线运动的条件。第二单元：(第2、3节)阐述了平抛运动的特点和规律。第三单元：(第4～7节)学习匀速圆周运动的描述方法和基本规律及匀速圆周运动规律的应用实例。本章的重点是平抛运动及圆周运动的规律，难点是处理曲线运动的基本方法——运动的合成与分解。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2●学法指导1．学习中要注意结合生产、生活、现代科技中的实例，领略曲线运动的奇妙与和谐，重视对物理现象的深入观察和对物理规律的亲身体验，例如课本的“飞镖”实验、“做一做”“研究平抛运动”“生活中的圆周运动”等，经过了深入观察和亲身体验后，物理知识不仅容易领悟而且印象深刻。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．注意物理方法的学习，例如“极限的思想”“等效思维方法”。运动的合成与分解是物理学中一种极其重要的等效思维方法，利用运动的合成与分解的方法，可以把较为复杂的曲线运动问题分解为简单的直线运动来解决，这是必须要掌握的。3．平抛运动是典型的匀变速曲线运动，它的动力学特征是水平方向有初速度而不受力，是匀速直线运动；竖直方向只受重力而无初速度，是自由落体运动，抓住平抛运动的这个初始条件，也就抓住了它的解题关键。掌握利用平抛运动时间、偏转角和轨迹分析解决问题的方法。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修24．匀速圆周运动是变速曲线运动，要充分理解描述圆周运动的基本概念，知道圆周运动的动力学知识是牛顿第二定律的具体应用。掌握与传动装置有关的圆周运动、水平面内的圆周运动和竖直面内圆周运动问题的分析方法。5．解决问题时强调规范化的方法。在物理学中，不同的问题有不同的特点，解决起来要遵从不同的程序，也就是说有不同的规范，这是科学方法的问题。对于所学各种抛体运动及圆周运动的规律要灵活运用，对具体问题进行具体分析，不可生搬硬套，要注意各物理量及各物理规律的物理意义。第五章曲线运动成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2●考纲须知内容要求1.运动的合成与分解Ⅱ2.抛体运动Ⅱ3.匀速圆周运动、角速度、线速度、向心加速度Ⅰ4.匀速圆周运动的向心力Ⅱ5.离心现象Ⅰ第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第五章第一节曲线运动第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课堂情景切入方法警示探究知识自主梳理重点难点突破易错案例剖析课后强化作业考点题型设计第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2学习目标定位第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2*知道曲线运动与直线运动的区别，理解曲线运动是一种变速运动**掌握物体做曲线运动的条件及运动速度的方向*经历蜡块运动的探究过程，体会研究平面运动的方法**掌握运动的合成与分解的方法第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2课堂情景切入第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2日常生活中曲线运动是最常见的运动。如：抛出的石块在空中的运动(图1)，沿弧形跑道运动的学生(图2)等等，曲线运动具有什么特点？怎样研究这类运动遵循的规律？现在让我们一起探究这些问题。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识自主梳理第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识点1曲线运动定义：质点运动的轨迹是的运动。曲线第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识点2曲线运动的位移1.坐标系的建立研究曲线运动时通常建立___________坐标系。2．描述对于做曲线运动的物体，其位移应尽量用坐标轴方向的________来表示(如图)，当物体由O运动到A点时，可以用A点的__________________来表示位移矢量l。平面直角分矢量位置坐标(xA，yA)第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识点3曲线运动的速度1.速度的方向质点在某一点的速度的方向，沿曲线在这一点的______2．运动性质做曲线运动的质点的速度_____时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是_______运动。切线方向。方向变速第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．速度的描述可以用相互垂直的两个方向的分矢量表示，这两个分矢量叫做。如图，两个分速度vx、vy与速度v的关系是：vx＝，vy＝。分速度vcosθvsinθ第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识点4运动描述的实例1.蜡块的运动当蜡块在竖直玻璃管内向上匀速运动的同时，让玻璃管向右做匀速直线运动，则蜡块就参与了方向和方向的两个不同的分运动。竖直水平第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．蜡块的位置以蜡块的初始位置为坐标原点，水平向右和竖直向上的方向分别为x、y轴的第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2正方向建立坐标系，如图所示。位置P可以用它的x、y两个坐标表示x＝_____①y＝______②3．蜡块的速度v＝_____________速度的方向：tanθ＝(角θ表示v的方向与x轴的夹角)vxtvytv2x＋v2yvyvx第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修24．蜡块的运动轨迹①②两式消去t，得y＝vx、vy均是常量，所以蜡块的轨迹是一条_____________vyvxx过原点的直线。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2知识点5物体做曲线运动的条件当物体所受合力的方向跟它的速度方向____________时，物体做曲线运动。由牛顿第二定律知道，物体的加速度与其合力方向相同，因此物体的加速度与它的速度方向_______________时，物体做曲线运动。不在同一条直线上不在同一条直线上第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2重点难点突破第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2一、曲线运动的位移1．把一个物体沿水平方向抛出，它将沿曲线落向地面。这种情况应建立平面直角坐标系。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．选抛出点为坐标原点，让x轴沿水平抛出的方向，y轴沿竖直向下的方向，如图所示。当物体到达位置A(xA，yA)时，其相对抛出点的位移大小l＝x2A＋y2A，方向由O指向A。3．物体位置变化时，其位移的大小和方向都在不断变化。由于位移的两个分矢量的方向是确定的，所以用它们表示物体的位移就可使复杂的问题简单化。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2儿童乐园里的曲线滑梯如图所示。儿童从滑梯A点沿滑梯经B、C、D点滑下，试建立平面直角坐标系标出B、C两点相对于A点的位移及两点的坐标。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2解析：选A点为坐标原点，水平向右为x轴正方向、竖直向下为y轴正方向建立平面直角坐标系，B、C两点相对于A点的位移如图所示，两点的坐标分别为(xB，yB)、(xC、yC)。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2二、曲线运动的速度方向1．方向：质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的切线方向。如图所示，物体从A向D运动，物体经过的A、B、C、D各点速度方向沿各点的切线方向。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．分析推导由平均速度的定义知v＝xt，则曲线运动的平均速度应为时间t内的位移x与时间t的比值，如图所示，v＝xABt。随时间t的取值变小，由图知时间t内位移的方向逐渐向A点的切线方向靠近，当时间趋于无限短时，位移方向为A点的切线方向，故极短时间内的平均速度方向为A点的瞬时速度方向，即A点的切线方向。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2以初速度v0水平抛出一个质量为m的物体，物体在空中做曲线运动，(如图所示)，请画出物体A、B、C、D处的速度方向。答案：速度方向沿曲线各点的切线方向(图略)。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2三、曲线运动的性质1．速度的变化速度是矢量，速度发生变化可能包括速度大小发生变化、速度方向发生变化或速度的大小与方向同时发生变化，也就是说速度的变化不仅指速度大小的变化，也包括速度方向的变化。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．曲线运动的实质物体做曲线运动时，瞬时速度沿曲线上该点的切线方向，而曲线上各点的切线方向是不同的，可见，做曲线运动时，物体速度的方向一定是变化的，因而一定有加速度，所以不管什么样的曲线运动一定是变速运动。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：曲线运动一定是变速运动。但是，变速运动不一定是曲线运动。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2四、运动的合成与分解1．合运动与分运动物理学上把类似蜡块在倾斜方向上的实际运动叫合运动，而把其余具有某一方向效果的运动称为分运动，如蜡块竖直方向上和水平方向上的运动。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修22．分运动与合运动的特征(1)运动的独立性：一个物体同时参与两个(或多个)运动，其中的任一个运动不会因有另外的分运动的存在而有所改变。(2)运动的同时性：各分运动与合运动总是同时开始，同时结束，经历的时间一定相等。(3)运动的等效性：各分运动的叠加与合运动有相同的效果。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修23．合运动与分运动的求法已知分运动求合运动，叫运动的合成；已知合运动求分运动，叫运动的分解。不管合成还是分解，其实质是对运动的位移x、速度v和加速度a的合成与分解。因为位移、速度、加速度都是矢量，所以求解时遵循的原则是矢量运算的平行四边形定则。第五章第一节成才之路·高中新课程·学习指导·人教版·物理·必修2特别提醒：(1)合运动一定是物体的实际运动，在运动的合成与分解时所做的平行四边形中合运动是平行四边形的对角线。(2)运动的合成与分解与力的合成与分解方法完全相同，之前所学的力的合成与分解的规律及方法可以直接应用到运动的合成