【金版学案】2015-2016学年高中物理第5章第一节曲线运.docVIP

第一节　曲 线 运 动 树叶在秋风中翩翩落下的运动轨迹是曲线；在比赛中运动员高高跳起投出的篮球在空中的运动轨迹是曲线；标志着中国航天实力、令国人扬眉吐气的“神舟十号”载人飞船和“嫦娥一号”探测器进入太空后的运动轨迹也是曲线．知道曲线运动是变速运动知道曲线运动的速度方向会根据实际把速度进行分解．学会用实验探究的方法研究曲线运动知道运动的合成与分解概念会用平行四边形定知道物体做曲线运动的条件会判断做曲线运动的物体所受合外力的大致方向．会用运动的合成和分解研究实际物体的运动． 一、曲线运动的位移和速度曲线运动的定义．所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类即直线运动和曲线运动．运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动．曲线运动的位移．曲线运动的位移是指有向线段．曲线运动的位移是矢量其大小为有向线段的长度方向是从出发点指向所研究的位置．曲线运动的速度．(1)物体做曲线运动时速度的方向时刻都在改变．(2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这一点的切线方向．(3)做曲线运动的物体不管速度大变速运动．二、物体做曲线运动的条件从运动学的角度看：质点加速度的方向与速度的方向不在一条直线上时质点就做曲线运动．从动力学的角度看：当物体所受合外力不为零且合外力方向与速度方向不在同一条直线上时物体做曲线运动．三、运动的实验探究一端封闭1 m的玻璃管内注满清水水中放一个红蜡做的小圆柱体R.将玻璃管口塞紧．将这个玻璃管倒置如图(1)所示．可以看到蜡块上升的速度大致不变．即蜡块做匀速运动．再次将玻璃管上下颠倒．在蜡块上升的同时将玻璃管向右匀速移动观察研究蜡块的运动．以开始时蜡块的位置为原点建立平面直角坐标系如图(2)设蜡块匀速上升的速度为v、玻璃管水平向右移动的速度为v从蜡块开始运动的时刻计时则t时刻蜡块的位置坐标为x＝v＝v；蜡块的运动轨迹＝是直线．蜡l＝t位移的方向可以用＝求得．四、运动的合成与分解平面内的运动：为了更好地研究平面内的物体运动常建立直角2．合运动和分运动：如果物体同时参与了几个运动那么物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动那几个运动叫做这个物体实际运动的分运动．运动的合成与分解．由已知分运动求跟它们等效的合运动叫做运动的合成；反之由已知的合运动求跟它等效的分运动叫做运动的分解即：运动合成和分解所遵循的法则．描述运动的物理量(位移、速度、加速度等)都是矢量对它们进行合成和分解时可运用平行四边形定则和三角形定则．物理建模——小船过河问题分析一、模型特点条件：河岸为平行直线水流速度v水恒定船相对静水的速度v船大小一定河宽设为d.常见问题：小船渡河问题可以分为四类即能否垂直于河岸过河、过河时间最短、过河位移最短和躲避障碍考查最二、处理方法以渡河时间为限制条件——渡河时间最短问题．因为水流的速度始终是沿河岸方向不可能提供垂直于河岸的分速度因此只要是船头垂直于河岸航行此时的渡河时间一定是最短时间如图所示．即t＝为河宽此时的渡河位移x＝为位移或合速度与水流的夹角一般情况下如果用时间t渡河ttmin，这个时间可以用t＝来求从而可以求出β为船头与河岸的夹角．注意这种情况往往有两个解．以渡河位移为限制条件．先分析渡河位移最短的特例分两种情况讨论．情况一：v水船．此时使船头向上游倾斜使船在沿河方向的分速度等于水流的速度这样船的实际位移即垂直于河岸最短的位移即为河宽d.这种情况下船头与上游的夹角θ＝，渡河的时间＝情况二：v水船．此时无论船头方向指向什么方向都不能使船垂直于河岸航行但也应该有一个最短位移．如图所示当船的实际速度即合速度的方向沿图中的v的方向时船的位移最短．以船的速度为半径所做的圆表示了船可能的速度方向很显然只有当合速度的方向与圆周相切时船渡河的实际位移最短其它的方向不仅要大于该位移而且沿该轨迹运动船的速度方向对应两个方向有两个合速度的大小．此时速度三角形和位移三角形相似有＝合速度的大小v＝船头与河岸上游的夹角＝三、典例剖析　河宽d＝200 水流速度v＝3 船在静水中的速度v＝5 求：(1)欲使船渡河时间最短船应怎样渡河？最短时间是多少？船经过的位移多大？(2)欲使解析：(1)欲使船渡河时间最短船头的方向应垂直河岸如图1渡河最短时间t＝＝＝40 船经过的位移大小x＝vt＝＝40(2)船过河距离最短为河宽船的合速度方向垂直河岸如图2合速度v＝＝4 船速与河岸的夹角＝＝＝53渡河时间t＝＝＝50 答案：见解析　　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 　 　　　　　　 　　　　1．(多选)关于做曲线运动的物体的速度和加速度下列说法中正确的是() A．速度方向不断改变加速度方向不断改变速度方向不断改变加速度一定不为零加速度越大速度的大小改变得越快加速度越大速度改变得越快关于物体做曲线运动的条件下列说法中正确的是() A．物体所受的合力是变力物