高三物理教案:《曲線(xiàn)運動(dòng)》教學(xué)設計
來(lái)源:學(xué)科網(wǎng) 2018-11-13 09:39:17
【教學(xué)目標】
l.知道什么是曲線(xiàn)運動(dòng)。
2.知道曲線(xiàn)運動(dòng)中速度的方向,理解曲線(xiàn)運動(dòng)是一種變速運動(dòng)。
3.會(huì )用作圖和計算的方法,求解位移和速度的合成與分解問(wèn)題。
4.知道物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線(xiàn)上。
【教學(xué)重點(diǎn)】
1.什么是曲線(xiàn)運動(dòng)。
2.物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的方向的確定。
3.位移和速度的合成與分解。
4.物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件。
【教學(xué)難點(diǎn)】
1.曲線(xiàn)運動(dòng)是變速運動(dòng)。
2.應用位移和速度的合成和分解分析解決實(shí)際問(wèn)題。
3.物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件。
【教學(xué)方法】探究、講授、討論、練習
【教學(xué)用具】投影儀、演示紅蠟燭運動(dòng)的有關(guān)裝置、斜面、小鋼球、條形磁鐵
【教材分析】本章明確物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件和和曲線(xiàn)運動(dòng)的特點(diǎn),如何描述曲線(xiàn)運動(dòng),闡述了研究曲線(xiàn)運動(dòng)的基本方法,并用這個(gè)方法具體研究了平拋運動(dòng)的特點(diǎn)和規律。勻速圓周運動(dòng)的描述方法和基本規律以及勻速圓周運動(dòng)規律的應用舉例。牛頓運動(dòng)定律對不同形式的機械運動(dòng)是普遍適用的,在研究不同運動(dòng)時(shí)要注意各自的特點(diǎn),對具體問(wèn)題進(jìn)行具體分析,靈活運用所學(xué)的知識。
【教學(xué)過(guò)程】
[新課導入]
前面我們研究了直線(xiàn)運動(dòng):勻速直線(xiàn)運動(dòng)、勻變速直線(xiàn)運動(dòng)(自由落體運動(dòng)、豎直上拋運動(dòng))。在實(shí)際中,普遍發(fā)生的是曲線(xiàn)運動(dòng)。那什么是直線(xiàn)、曲線(xiàn)運動(dòng)?物體做直線(xiàn)、曲線(xiàn)運動(dòng)的條件是什么?如何處理曲線(xiàn)運動(dòng)?這就是本節要學(xué)習的內容。
[新課教學(xué)]
下面來(lái)看幾個(gè)實(shí)驗:
演示自由落體運動(dòng)。該運動(dòng)的軌跡是什么?(直線(xiàn))
演示平拋運動(dòng)。該運動(dòng)的軌跡是什么?(曲線(xiàn))
1、直線(xiàn)運動(dòng)和曲線(xiàn)運動(dòng)
運動(dòng)軌跡是直線(xiàn)的運動(dòng)叫直線(xiàn)運動(dòng),運動(dòng)軌跡是曲線(xiàn)的運動(dòng)叫曲線(xiàn)運動(dòng)。
請大家再舉出一些生活中的曲線(xiàn)運動(dòng)的例子。(微觀(guān)世界里如電子繞原子核旋轉;宏觀(guān)世界里如天體運行;生活中如投標搶、導彈、擲鐵餅、跳高、跳遠、汽車(chē)轉彎等均為曲線(xiàn)運動(dòng)。)
曲線(xiàn)運動(dòng)比直線(xiàn)運動(dòng)復雜,但同樣可以用位移和速度來(lái)描述,選取參考系,建立坐標系。只是研究直線(xiàn)運動(dòng)時(shí)沿著(zhù)物體或質(zhì)點(diǎn)運動(dòng)的軌跡建立一維直線(xiàn)坐標系,而我們現在只研究在平面內的曲線(xiàn)運動(dòng),則可建立二維平面直角坐標系,以把物體沿水平方向拋出為例,其坐標系可以這樣建立:以物體拋出點(diǎn)為原點(diǎn),水平拋出方向為x軸,豎直向下方向為y軸。
2、曲線(xiàn)運動(dòng)的位移
圖5.1-1,當物體運動(dòng)到A點(diǎn)時(shí),相對于拋出點(diǎn)的位移OA,可用表示。由于曲線(xiàn)運動(dòng)中位移方向時(shí)刻變化,運算不太方便,而坐標軸上的兩分矢量方向是確定的,則只可用A點(diǎn)的坐標、(為位移與x軸的夾角)就能表示了。
3、曲線(xiàn)運動(dòng)的速度
我們知道直線(xiàn)運動(dòng)的速度方向與物體的運動(dòng)方向相同,那曲線(xiàn)運動(dòng)的速度方向如何?
P2“思考與討論”
分析圖5.1-3例子可知:做曲線(xiàn)運動(dòng)的物體不同時(shí)刻速度具有不同的方向。
那速度方向如何呢?
磨出的火星是砂輪與刀具磨擦出的微粒,由于慣性,以脫離砂輪時(shí)的速度沿切線(xiàn)方向飛出,切線(xiàn)方向即為火星飛出時(shí)的速度方向。對于鏈球也是同樣的道理,它們也會(huì )沿著(zhù)脫離點(diǎn)的切線(xiàn)方向飛出。如手通過(guò)細線(xiàn)拉一小球在光滑水平面上做圓周運動(dòng),在某位置A突然放手。撐開(kāi)的帶著(zhù)水的傘繞傘柄旋轉,傘面上的水滴沿傘邊各點(diǎn)所劃圓周的切線(xiàn)方向飛出。
剛才的幾個(gè)物體的運動(dòng)軌跡都是圈,我們總結曲線(xiàn)運動(dòng)的方向沿著(zhù)切線(xiàn)方向,但對于一般的曲線(xiàn)運動(dòng)是不是也是這樣呢?下面我們來(lái)做個(gè)實(shí)驗看一看,一般的曲線(xiàn)運動(dòng)是什么情況。
在討論曲線(xiàn)速度方向前,我們來(lái)看一個(gè)數學(xué)概念:曲線(xiàn)的切線(xiàn)。圖5.1-5,當A、B靠得很近很近時(shí),割線(xiàn)就成了切線(xiàn)。
演示:
如圖5.1—4所示,水平桌面上擺一條曲線(xiàn)軌道,它是由幾段稍短的軌道組合而成的。鋼球由軌道的一端滾入(通過(guò)壓縮彈簧射人或通過(guò)一個(gè)斜面滾入),在軌道的束縛下鋼球做曲線(xiàn)運動(dòng)。在軌道的下面放一張白紙,蘸有墨水的鋼球從出口A(yíng)離開(kāi)軌道后在白紙上留下一條運動(dòng)的軌跡,它記錄了鋼球在A(yíng)點(diǎn)的運動(dòng)方向。拿去一段軌道,鋼球的軌道出口改在圖中B,同樣的方法可以記錄鋼球在軌道B點(diǎn)的運動(dòng)方向。觀(guān)察一下,白紙上的墨跡與軌道(曲線(xiàn))有什么關(guān)系?(墨跡與軌道只有一個(gè)交點(diǎn),說(shuō)明了墨跡所在的直線(xiàn)為軌道所在曲線(xiàn)在該點(diǎn)的切線(xiàn)。)
、偎俣确较颍嘿|(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度,沿曲線(xiàn)在這一點(diǎn)的切線(xiàn)方向
通過(guò)實(shí)驗我們總結出了確定做曲線(xiàn)運動(dòng)的物體在任意一點(diǎn)的速度方向,下面我們再從理論上來(lái)證明這個(gè)結論。
圖5.1—5,要求曲線(xiàn)上A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,可在離A不遠處取一B點(diǎn),用AB的平均速度來(lái)近似表示A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,據式:VAB=XAB/t可知:VAB的方向與XAB的方向一致,t越小,VAB越接近A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,當t→0時(shí),AB間的平均速度即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度,AB曲線(xiàn)即為切線(xiàn),A點(diǎn)的瞬時(shí)速度為該點(diǎn)的切線(xiàn)方向。
P4“做一做”
曲線(xiàn)運動(dòng)的速度和直線(xiàn)運動(dòng)的速度最大的區別是什么?(直線(xiàn)運動(dòng)的速度方向不發(fā)生變化,而曲線(xiàn)運動(dòng)速度方向時(shí)刻在變。
、谒俣忍攸c(diǎn):時(shí)刻在變
速度是矢量,既有大小又有方向。在勻變速運動(dòng)中,速度大小發(fā)生變化,速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度,我們說(shuō)這是變速運動(dòng)。而在曲線(xiàn)運動(dòng)中,速度方向時(shí)刻在改變,速度矢量就發(fā)生了變化→具有加速度,我們也說(shuō)它是變速運動(dòng)。
、矍(xiàn)運動(dòng)特點(diǎn):變速運動(dòng)
由于速度V方向時(shí)刻變化,跟位移一樣,則也可用x、y軸上的分矢量、(為速度與x軸的夾角)來(lái)表示。圖5.1-6。
、芊炙俣龋、(為速度V與x軸的夾角)
P4例題
4、運動(dòng)描述的實(shí)例
下面我們就來(lái)描述平面內的一個(gè)具體運動(dòng)。
演示
如圖5.1—9所示,在一端封閉、長(cháng)約l m的玻璃管內注滿(mǎn)清水,水中放一紅蠟做的小圓柱體R,將玻璃管的開(kāi)口端用膠塞塞緊。(圖甲)
將這個(gè)玻璃管倒置(圖乙),蠟塊R就沿玻璃管上升。如果旁邊放一個(gè)米尺,可以看到蠟塊上升的速度大致不變,即蠟塊做勻速直線(xiàn)運動(dòng)。
再次將玻璃管上下顛倒,在蠟塊上升的同時(shí)將玻璃管水平向右勻速移動(dòng),觀(guān)察蠟塊的運動(dòng)。(圖丙) (向右上方運動(dòng))
在圖丙中蠟塊做的是什么運動(dòng)呢?直線(xiàn)運動(dòng)?勻速運動(dòng)?……僅僅通過(guò)眼睛觀(guān)察我們并不能得到物體運動(dòng)的準確信息,要精確地了解物體的運動(dòng)過(guò)程,還需要我們進(jìn)行理論上的分析。下面我們就對該物體的運動(dòng)過(guò)程進(jìn)行分析。
、傧瀴K的位置
建立如圖5.1—10所示的平面直角坐標系:選蠟塊開(kāi)始運動(dòng)的位置為原點(diǎn),水平向右的方向和豎直向上的方向分別為x軸和y軸的正方向。
在觀(guān)察中我們已經(jīng)發(fā)現蠟塊在玻璃管中是勻速上升的,所以我們設蠟塊勻速上升的速度為vy,玻璃管向右勻速運動(dòng)的速度為vx,從蠟塊開(kāi)始運動(dòng)的時(shí)刻開(kāi)始計時(shí),我們就可以得到蠟塊在t時(shí)刻的位置P(x,y),我們該如何得到點(diǎn)p的兩個(gè)坐標呢?(蠟塊在兩個(gè)方向上做的都是勻速直線(xiàn)運動(dòng),所以x、y可以通過(guò)勻速直線(xiàn)運動(dòng)的位移公式x=vt獲得,即x=vxt,y=vyt)
這樣我們就確定了蠟塊運動(dòng)過(guò)程中任意時(shí)刻的位置,然而要知道蠟塊做的究竟是什么運動(dòng),我們還要知道蠟塊的運動(dòng)軌跡是什么樣的。下面我們就來(lái)探究這個(gè)問(wèn)題。
、谙瀴K的運動(dòng)軌跡
在數學(xué)上,我們學(xué)過(guò)了怎樣在坐標中表示一條直線(xiàn)或曲線(xiàn),即關(guān)于x、y兩個(gè)變量的方程就可以代表一條直線(xiàn)或曲線(xiàn),F在我們要找的蠟塊運動(dòng)的軌跡,實(shí)際上我們只要找到表示蠟塊運動(dòng)軌跡的方程就可以了。觀(guān)察我們剛才得到的關(guān)于蠟塊位置的兩個(gè)方程,發(fā)現在這兩個(gè)關(guān)系式中,除了x、y之外還有一個(gè)變量t,那我們應該如何來(lái)得到蠟塊的軌跡方程呢?(根據數學(xué)上的消元法,我們可以從這兩個(gè)關(guān)系式中消去變量t,就可以得到關(guān)于x,y兩個(gè)變量的方程了。)
結果應該是怎樣的呢?(y=vyx/vx)
現在我們對公式進(jìn)行數學(xué)分析,看看它究竟代表的是一條什么樣的曲線(xiàn)呢?(由于蠟塊在x、y兩個(gè)方向上做的都是勻速直線(xiàn)運動(dòng),所以vy、vx都是常量,所以vy/vx也是常量,可見(jiàn)公式表示的是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)。)
在物理上這代表什么意思呢?(這也就是說(shuō),蠟塊的運動(dòng)軌跡是直線(xiàn),即蠟塊做的是直線(xiàn)運動(dòng)。)
既然這個(gè)方程所表示的直線(xiàn)就是蠟塊的運動(dòng)軌跡,那如果我們要找蠟塊在任意時(shí)刻的位移,是不是就可以通過(guò)這條直線(xiàn)來(lái)實(shí)現呢?下面我們就來(lái)看蠟塊的位移。
、巯瀴K的位移
我們知道要確定物體運動(dòng)的位移,只要知道物體的初末位置就可以了。在前面建立坐標系的時(shí)候我們已經(jīng)說(shuō)過(guò)了,物體開(kāi)始運動(dòng)的位置為坐標原點(diǎn),現在我們要找任意時(shí)刻的位移,只要再找出任意時(shí)刻t物體所在的位置就可以了。
前面我們已經(jīng)找出物體在任意時(shí)刻的位置P(x,y),請同學(xué)們想一下在坐標中物體位移應該是怎么表示的呢?(在坐標系中,線(xiàn)段OP的長(cháng)度就代表了物體位移的大。海
我們知道位移是矢量,所以我們要計算物體的位移僅僅知道位移的大小是不夠的,我們還要再計算位移的方向。這應該怎樣來(lái)求呢?(因為坐標系中的曲線(xiàn)就代表了物體運動(dòng)的軌跡,所以我們只要求出該直線(xiàn)與x軸的夾角θ就可以了。)
tanθ==vy/vx
這樣就可以求出θ,從而得知位移的方向。
現在我們已經(jīng)知道了蠟塊做的是直線(xiàn)運動(dòng),并且求出了蠟塊在任意時(shí)刻的位移。但我們還不知道蠟塊做的是什么樣的直線(xiàn)運動(dòng),要解決這個(gè)問(wèn)題,我們還需要求出蠟塊的速度。
、芟瀴K的速度
根據我們學(xué)過(guò)的速度的定義,物體在某過(guò)程中的速度等于該過(guò)程的位移除以發(fā)生這段位移所需要的時(shí)間,即前面我們已經(jīng)求出了蠟塊在任意時(shí)刻t的位移的大小。所以我們可以直接套入速度公式計算蠟塊的速度。我們可以得到什么樣的速度表達式?()
分析這個(gè)公式我們可以得到什么樣的結論?(vy/vx都是常量,也是常量。也就是說(shuō)蠟塊的速度是不發(fā)生變化的,即蠟塊做的是勻速運動(dòng)。)
同樣其方向tanθ==vy/vx
結合我們前面得出的結論,我們可以概括起來(lái)總結蠟塊的運動(dòng),它做的應該是個(gè)什么運動(dòng)?(勻速直線(xiàn)運動(dòng))
5、物體做直線(xiàn)、曲線(xiàn)運動(dòng)的條件
為什么有些物體做直線(xiàn)運動(dòng),有些物體做曲線(xiàn)運動(dòng)呢?下面我們通過(guò)實(shí)驗來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。
演示:如圖5.1—11所示的裝置放在水平桌面上,在斜面頂端放置一鋼球,放開(kāi)手讓鋼球自由滾下,觀(guān)察鋼球在桌面上的運動(dòng)情況,記住鋼球的運動(dòng)軌跡。(鋼球做直線(xiàn)運動(dòng),速度逐漸減小。)
請同學(xué)們來(lái)分析鋼球在桌面上的受力情況。(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受到滑動(dòng)摩擦力的作用。)
摩擦力的方向如何?(摩擦力的方向與運動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上,但與運動(dòng)方向相反。)
在剛才實(shí)驗中,鋼球的運動(dòng)路徑旁邊放一塊磁鐵,重復剛才的實(shí)驗操作,觀(guān)察鋼球在桌面上的運動(dòng)情況。(鋼球做曲線(xiàn)運動(dòng))
分析鋼球在桌面上的受力情況。(鋼球受豎直向下的重力,豎直向上的支持力,還受到方向與運動(dòng)方向相反的滑動(dòng)摩擦力的作用,此外還受到磁鐵的吸引力。)
引力的方向如何?(引力的方向隨著(zhù)鋼球的運動(dòng)不斷改變,但總是不與運動(dòng)方向在同一直線(xiàn)上。)
由實(shí)驗我們可以得出什么樣的情況下物體會(huì )做直線(xiàn)、曲線(xiàn)運動(dòng)?(當物體受到與運動(dòng)方向不在同一條直線(xiàn)上的力的作用時(shí),會(huì )做曲線(xiàn)運動(dòng)。)
那我們該如何總結物體做直線(xiàn)和曲線(xiàn)運動(dòng)的條件呢?
、傥矬w做直線(xiàn)運動(dòng)的條件:
a當物體不受外力或所受合外力為零時(shí),物體做勻速直線(xiàn)運動(dòng)或處于靜止狀態(tài)。
b當物體所受合外力不為零,且合外力方向與速度方向在一條直線(xiàn)上時(shí),物體做變速直線(xiàn)運動(dòng);當合外力恒定時(shí),物體做勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。其中,當合外力方向與速度方向相同時(shí),物體做勻加速直線(xiàn)運動(dòng);當合外力方向與速度方向相反時(shí),物體做勻減速直線(xiàn)運動(dòng)。
、谖矬w做曲線(xiàn)運動(dòng)的條件:當物體所受的合力方向跟它的速度方向不在同一直線(xiàn)上時(shí)。物體將做曲線(xiàn)運動(dòng)。
、墼谇(xiàn)運動(dòng)中,合外力的作用效果:
設質(zhì)點(diǎn)沿曲線(xiàn)運動(dòng),在時(shí)刻t位于A(yíng)點(diǎn),經(jīng)Δt位于B點(diǎn),它在A(yíng)點(diǎn)和B點(diǎn)的瞬時(shí)速度分別用v1和v2表示,那么在Δt內質(zhì)點(diǎn)的平均加速度應表示為:=。式中,Δv是速度的變化量,的方向應與此方向相同,按照矢量運算法則(平行四邊形定則),的方向是指向曲線(xiàn)凹的一側,當Δt足夠小趨于零時(shí),平均加速度無(wú)限接近于在A(yíng)點(diǎn)的瞬時(shí)加速度a,它的方向與足夠小的Δv方向相同,也指向曲線(xiàn)的凹側,由牛頓第二定律可知,質(zhì)點(diǎn)所受合外力的方向與其加速度方向相同,總指向曲線(xiàn)的凹側。
把加速度a和合外力F都分解在沿切線(xiàn)和沿法線(xiàn)(與切線(xiàn)垂直)方向上,如下圖所示:
沿切線(xiàn)方向的分力F1產(chǎn)生切線(xiàn)方向的加速度a1,當a1和v同向時(shí),速率增加;當a1和v反向時(shí),速率減小,如果物體做曲線(xiàn)運動(dòng)的速率不變,說(shuō)明a1=0,即F1=0,此時(shí)的合外力方向一定與速度方向垂直,沒(méi)有改變速度的大小。
沿法線(xiàn)方向的分力F2產(chǎn)生法線(xiàn)方向上的加速度a2,改變了速度的方向,由于曲線(xiàn)運動(dòng)的速度方向時(shí)刻在改變,合外力的這一作用效果對任何曲線(xiàn)運動(dòng)總是存在的。
可見(jiàn),在曲線(xiàn)運動(dòng)中合外力的作用,首先是產(chǎn)生a2以改變速度的方向,對于變速率曲線(xiàn)運動(dòng),合外力不僅改變速度的方向,同時(shí)還要改變速度的大小。
、苓\動(dòng)的性質(zhì)和軌跡的判斷:由運動(dòng)的性質(zhì)及合初速度與合加速度的方向和大小關(guān)系決定。
a兩個(gè)勻速直線(xiàn)運動(dòng)的合運動(dòng)一定是勻速直線(xiàn)運動(dòng)。
b一個(gè)勻速直線(xiàn)運動(dòng)和一個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的合運動(dòng)仍然是勻變速運動(dòng),當兩者共線(xiàn)時(shí)為勻變速直線(xiàn)運動(dòng),不共線(xiàn)時(shí)為勻變速曲線(xiàn)運動(dòng)。
c兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的合運動(dòng)一定是勻變速運動(dòng)。若合初速度方向與合加速度方向在同一條直線(xiàn)上時(shí),則是直線(xiàn)運動(dòng);若合初速度方向與合加速度方向不在一條直線(xiàn)上時(shí),則是曲線(xiàn)運動(dòng)。
下面我們來(lái)看一些例子。
例題1、下列說(shuō)法中正確的是
A.做曲線(xiàn)運動(dòng)的物體一定具有加速度 B.做曲線(xiàn)運動(dòng)物體的加速度一定是變化的
C.物體在恒力的作用下,不可能做曲線(xiàn)運動(dòng)
D.物體在變力的作用下,可能做直線(xiàn)運動(dòng),也可能做曲線(xiàn)運動(dòng)
解析:物體做直線(xiàn)運動(dòng)還是曲線(xiàn)運動(dòng),不取決于物體受到的是恒力還是變力,而取決于物體所受的合外力方向與速度方向在不在一條直線(xiàn)上,故D正確而C錯誤;曲線(xiàn)運動(dòng)的速度方向是可改變,則一定具有加速度,但加速度取決于合外力怎樣變化,故A正確B錯誤。
例題2、質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下,F從A點(diǎn)沿下圖中曲線(xiàn)運動(dòng)到B點(diǎn),到達B點(diǎn)后,質(zhì)點(diǎn)受到的力大小仍為F,但方向相反,則它從B點(diǎn)開(kāi)始的運動(dòng)軌跡可能是圖中的哪條曲線(xiàn)?
A.曲線(xiàn)a B.直線(xiàn)b C.曲線(xiàn)c D.三條曲線(xiàn)均有可能
解析:物體在A(yíng)點(diǎn)的速度方向沿A點(diǎn)的切線(xiàn)方向,物體在恒力F作用下沿曲線(xiàn)AB運動(dòng)時(shí),F必有垂直速度的分量,即F應指向軌跡彎曲的一側。物體在B點(diǎn)時(shí)的速度沿B點(diǎn)的切線(xiàn)方向,物體在恒力F作用下沿曲線(xiàn)A運動(dòng)到B時(shí),若撤去此力F,則物體必沿b的方向做勻速直線(xiàn)運動(dòng);若使F反向,則運動(dòng)軌跡應彎向F方向所指的一側,即沿曲線(xiàn)a運動(dòng),A正確;若物體受力不變,則沿曲線(xiàn)c運動(dòng)。
例題3、一質(zhì)量為m的物體在一組共點(diǎn)力F1、F2、F3作用下處于平衡狀態(tài),如圖所示,若撤去F1,試討論物體的運動(dòng)情況將怎樣?
解析:當外力F1撤去后由于平衡條件可知:物體所受的F2與F3的合力大小等于F1,方向與F1相反,因物體原來(lái)處于平衡狀態(tài),即可能靜止,或勻速直線(xiàn)運動(dòng),其初速度及以后運動(dòng)情況可能有下列幾種:
、僭瓉(lái)靜止,v0=0,物體將沿F1的反方向做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。
、谠瓉(lái)做勻速直線(xiàn)運動(dòng),v0方向與F1相反,沿v0方向做勻加速直線(xiàn)運動(dòng)。
、墼瓉(lái)做勻速直線(xiàn)運動(dòng),v0方向與F1相同將沿v0方向做勻減速直線(xiàn)運動(dòng)。
、茉瓉(lái)做勻速直線(xiàn)運動(dòng),v0方向與F1成一夾角,將做勻變速曲線(xiàn)運動(dòng)。
例題4、關(guān)于互成角度的兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的合成,下列說(shuō)法中正確的是
A.一定是直線(xiàn)運動(dòng) B.一定是曲線(xiàn)運動(dòng)
C.一定是勻變速運動(dòng) D.可能是直線(xiàn)運動(dòng),也可能是曲線(xiàn)運動(dòng)
解析:若兩個(gè)運動(dòng)均為初速度為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng),如圖(A),則合運動(dòng)一定是勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。若兩個(gè)運動(dòng)之一為初速度為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng),另一個(gè)初速度不為零,如圖(B),則合運動(dòng)一定是曲線(xiàn)運動(dòng)。若兩個(gè)運動(dòng)均為初速度不為零的勻變速直線(xiàn)運動(dòng),則合運動(dòng)又有兩種情況:如圖(C)
、俸纤俣葀與合加速度a不共線(xiàn),則合運動(dòng)為曲線(xiàn)運動(dòng)。
、诤纤俣葀與合加速度a恰好共線(xiàn),則合運動(dòng)也是勻變速直線(xiàn)運動(dòng)。由于兩個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的合加速度恒定,故上述直線(xiàn)運動(dòng)和曲線(xiàn)運動(dòng)均為勻變速運動(dòng)。
由此CD正確。
[課堂小結]
1.運動(dòng)軌跡是曲線(xiàn)的運動(dòng)叫曲線(xiàn)運動(dòng)。
2.曲線(xiàn)運動(dòng)中速度的方向是時(shí)刻改變的,是變速運動(dòng),質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的瞬時(shí)速度的方向在曲線(xiàn)的這一點(diǎn)的切線(xiàn)上。
3.探究曲線(xiàn)運動(dòng)的基本方法——合成與分解。這種方法在應用過(guò)程中遵循平行四邊形定則。在實(shí)際的解題過(guò)程中,通常選擇實(shí)際看到的運動(dòng)為合運動(dòng)。
4.當合外力F的方向與它的速度方向有一夾角a時(shí),物體做曲線(xiàn)運動(dòng)。物體的加速度方向也跟速度方向不在同一直線(xiàn)上。F=0,靜止或勻速運動(dòng);F≠0,變速運動(dòng);F為恒量時(shí),勻變速運動(dòng);F為變量時(shí),非勻變速運動(dòng);F和v0的方向在同一直線(xiàn)時(shí),直線(xiàn)運動(dòng);F和v0的方向不在同一直線(xiàn)時(shí),曲線(xiàn)運動(dòng)。
[課外作業(yè)]第7頁(yè)“問(wèn)題與練習”
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