2015-2016学年人教版必修2曲线运动学案.doc

第一节　曲 线 运 动 树叶在秋风中翩翩落下，树叶的运动轨迹是曲线；铅球被掷出后在重力作用下落向地面，铅球的运动轨迹是曲线；在NBA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． 1．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． 2．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，会用平行四边形定则进行运动的合成和分解． 3．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． 4．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 1．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． 2．曲线运动的位移． 曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段．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． 3．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，不管速度大小是否变化，速度的方向时刻都在变化，所以曲线运动是一种变速运动． 二、物体做曲线运动的条件 1．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． 2．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、长约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． 1．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． 2．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． 3．以开始时蜡块的位置为原点，建立平面直角坐标系，如图(2)所示．设蜡块匀速上升的速度为vy、玻璃管水平向右移动的速度为vx.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＝vxt，y＝vyt；蜡块的运动轨迹y＝eq \f(vy,vx)x是直线．蜡块位移的大小l＝teq \r(veq \o\al(2,x)＋veq \o\al(2,y))，位移的方向可以用tan θ＝eq \f(vy,vx)求得． 四、运动的合成与分解 1．平面内的运动：为了更好地研究平面内的物体运动，常建立直角坐标系． 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． (这是边文，请据需要手工删加) 3．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： 4．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 1．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. 2．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，考查最多的是过河时间最短和过河位移最短的问题． 二、处理方法 1．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tmin＝eq \f(d,v船)，d为河宽，此时的渡河位移x＝eq \f(d,sin α)，α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＝eq \f(d,vsin β)来求，从而可以求出β，β为船头与河岸的夹角．注意，这种情况往往有两个解． 2．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v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＝arccoseq \f(v水,v船)，渡河的时间t＝eq \f(d,v船sin θ). 情况二：v水v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