高三物理平拋運(yùn)動(dòng)教案
考點(diǎn)8:曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)的速度沿軌道的切線方向,且必具有加速度.(能力級別:Ⅱ)
1.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是在曲線的切線方向。
質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時(shí)刻)的速度方向是在曲線的這一點(diǎn)的切線方向。切線方向和物體的走向(軌跡的延伸方向)有關(guān),我們規(guī)定,切線方向應(yīng)與該處軌跡的延伸方向一致。例如從A到B,它經(jīng)C點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示。直線運(yùn)動(dòng)中的速度方向可看成是曲線運(yùn)動(dòng)中速度方向的特例。
曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng),所以曲線運(yùn)動(dòng)一定具有加速度,即合外力一定不為零。
2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件
曲線運(yùn)動(dòng)既然是一種變速運(yùn)動(dòng),就一定有加速度,由牛頓第二定律可知,也一定受到合外力作用。當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體所受合外力的方向跟物體的速度方向在同一條直線上(同向或反向)時(shí),物體做直線運(yùn)動(dòng)。這時(shí)合外力只改變速度大小,不改變速度的方向。當(dāng)合外力的方向跟速度方向不在同一條直線上時(shí),可將合外力分解到沿著速度方向和垂直于速度方向上,沿著速度方向的分力改變速度大小,垂直于速度速度方向的分力改變速度的方向,這時(shí)物體做曲線運(yùn)動(dòng)。若合外力與速度方向始終垂直,物體就做速度大小不變、方向不斷改變的曲線運(yùn)動(dòng)。若合外力為恒力,物體就做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。總之,物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是:物體所受的`合外力跟它的速度方向不在同一直線上。
3.力決定了給定物體的加速度,力與速度的方向關(guān)系決定了物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
【例題】如圖某質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下從A點(diǎn)沿圖所示曲線運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)后,質(zhì)點(diǎn)受到的力大小不變,但方向恰與F相反,則它從B點(diǎn)開始的運(yùn)動(dòng)軌跡可能是圖中的哪條曲線
A.曲線a B.曲線b
C.曲線c D.以上三條曲線都不可能
(全國高考題)
解析:物體由A到B是在恒力作用下,沿曲線運(yùn)動(dòng)的,那么力F的方向必然指向軌跡AB的凹向,即軌跡始終處于外力與速度的夾角之中,可以肯定運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),該力F一定指向過B點(diǎn)的切線的下方,反向后,運(yùn)動(dòng)的軌跡應(yīng)該在-F與過B的切線之間,所以軌跡應(yīng)該是Ba。因此答案選:A
變式練習(xí):
1.一物體由靜止開始下落一小段時(shí)間后突然受一恒定水平風(fēng)力的影響,但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止,則其運(yùn)動(dòng)軌跡的情況可能是圖中的哪一個(gè)?
考點(diǎn)7:運(yùn)動(dòng)的合成和分解.(能力級別:Ⅰ)
運(yùn)動(dòng)的合成與分解是研究復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的重要方法,主要用于解決曲線運(yùn)動(dòng)(一般不研究圓周運(yùn)動(dòng)),用一維的運(yùn)動(dòng)來解決二維和三維運(yùn)動(dòng)的問題。而運(yùn)動(dòng)的合成與分解與力的合成與分解遵循同樣的規(guī)律,即平行四邊形法則。描述運(yùn)動(dòng)的物理量中的矢量都可以用平行四邊形法則來合成和分解。
(1)定義:已知分運(yùn)動(dòng)求合運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的合成;已知合運(yùn)動(dòng)求分運(yùn)動(dòng),叫運(yùn)動(dòng)的分解。
分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)是一種等效替代關(guān)系,運(yùn)動(dòng)和合成與分解是研究曲線運(yùn)動(dòng)的一種基本方法。
(2)合運(yùn)動(dòng)和分運(yùn)動(dòng)的關(guān)系
�、俚刃�:各分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律疊加起來與合運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有完全相同的效果。
�、讵�(dú)立性:某個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)不會(huì)因?yàn)槠渌较蛏鲜欠裼羞\(yùn)動(dòng)而影響自己的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。在運(yùn)動(dòng)中一個(gè)物體可以同時(shí)參與幾種不同的運(yùn)動(dòng),在研究時(shí),可以把各個(gè)運(yùn)動(dòng)都看做是互相獨(dú)立進(jìn)行,互不影響。
運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理(疊加原理):一個(gè)運(yùn)動(dòng)可以看成由幾個(gè)各自獨(dú)立進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)疊加而成,這就是運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理或運(yùn)動(dòng)的疊加原理。
�、鄣葧r(shí)性:合運(yùn)動(dòng)通過合位移所需的時(shí)間和對應(yīng)的每個(gè)分運(yùn)動(dòng)通過分位移的時(shí)間相等。即各分運(yùn)動(dòng)總是同時(shí)開始,同時(shí)結(jié)束。
分運(yùn)動(dòng)和合運(yùn)動(dòng)都是屬于同一個(gè)物體的,它們從同一地點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過相同的時(shí)間,到達(dá)同一個(gè)位置。
(3)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的運(yùn)算法則
運(yùn)動(dòng)的合成與分解是指物體運(yùn)動(dòng)的各物理量:即位移、速度、加速度的合成與分解。由于它們是矢量,所以它們都遵循矢量合成和分解法則。
兩分運(yùn)動(dòng)在同一直線上時(shí),同向相加,反向相減。不在同一直線上,按照平行四邊形定則進(jìn)行合成與分解。
(4)如何確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)
確定一個(gè)運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)的一般步驟是:
�、俑鶕�(jù)運(yùn)動(dòng)的效果(產(chǎn)生位移)確定運(yùn)動(dòng)分解方向
②應(yīng)用平行四邊形定則,畫出運(yùn)動(dòng)分解圖
�、蹖⑵叫兴倪呅无D(zhuǎn)化為三角形,應(yīng)用物理知識求解。
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