曲線運動——運動的合成和分解案例分析

1、曲線運動曲線運動——運動的合成和分解案例分析運動的合成和分解案例分析（一）教學(xué)分析1曲線運動中速度的方向因為曲線運動中速度方向連續(xù)發(fā)生變化，我們很難直觀物體在某時刻的速度方向。可以設(shè)想如果某時刻的速度方向不再發(fā)生變化，物體將沿該時刻的速度方向做勻速直線運動。然后聯(lián)系實際引導(dǎo)學(xué)生想象幾種現(xiàn)象。（1）讓學(xué)生回答，繩拉小球在光滑的水平面上做圓周運動，當(dāng)繩斷后小球?qū)⒀厥裁捶较蜻\動？（沿切線方向飛出）然后引導(dǎo)學(xué)生分析原因：繩斷后小球速度方向不再發(fā)

2、生變化，由于慣性，從即刻起小球做勻速直線運動，沿切線飛出。（2）教材內(nèi)容：砂輪磨刀使火星沿切線飛出，引導(dǎo)學(xué)生分析原因：被磨掉的熾熱微粒速度方向不再改變，由于慣性以分離時的速度方向做勻速直線運動。又如，讓撐開的帶有雨滴的雨傘旋轉(zhuǎn)，雨滴沿傘邊切線方向飛出（與上例同理）。（3）在想象與分析的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)得出：曲線運動中，速度方向是時刻改變的，在某時刻的瞬時速度方向在曲線的這一點的切線方向上。并引導(dǎo)學(xué)生注意到：曲線運動中速度的大小和

3、方向可能同時變化，但速度的方向是一定改變的，速度是矢量，方向一定變，速度就一定變，所以曲線運動一定是變速運動。2曲線運動的條件曲線運動是變速運動，由牛頓第二定律分析可知，速度的變化一定產(chǎn)生加速度，而加速度必然由外力引起，加速度與合外力成正比并且方向相同。隨后提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考。（1）如果合外力與速度在同一直線上，物體將做什么樣的運動？（變速直線運動）（2）繩拉小球在光滑水平面上做速度大小不變的圓周運動，繩子的拉力T起什么作用？（改變

4、速度方向）（3）演示實驗（用投影儀或計算機軟件）：讓小鐵球從斜槽上滾下，小球?qū)⒀刂本€OO′運動。然后在垂直O(jiān)O′的方向上放條形磁鐵，使小球再從斜槽上滾下，小球?qū)⑵x原方向做曲線運動。又例如讓小球從桌面上滾下，離開桌面后做曲線運動。注意：船頭指向為發(fā)動機產(chǎn)生的船速方向，指分速度；船的合運動的速度方向不一定是船頭的指向。這里的分運動、合運動都是相對地球而言，不必引入相對速度概念，避免使問題復(fù)雜化。（2）引導(dǎo)學(xué)生概括總結(jié)運動的合成分解定則——

5、平行四邊形定則。①用分運動的位移、速度、加速度求合運動的位移、速度、加速度等叫運動的合成。反之由合運動求分運動的位移速度、加速度等叫運動的分解。②運動的合成與分解遵守矢量運算法則，即平行四邊形法則。例如：船的合位移s合是兩個分位移s1s2的矢量和；又例如飛機斜向上起飛時，在水平方向及豎直方向的分速度分別為v1=vcosθ，v2=vsinθ，其中，v是飛機的起飛速度。如圖7所示。（3）用分運動的性質(zhì)判斷合運動的性質(zhì)及軌跡。①兩個勻速直線運

6、動的合運動一定是勻速直線運動。提問學(xué)生為什么？（v合為恒量）②提出問題：船渡河時如果在AB方向的分運動是勻加速運動，水仍然勻速流動，船的合運動軌跡還是直線嗎？學(xué)生思考后回答并提示學(xué)生用曲線運動的條件來判斷，然后引導(dǎo)學(xué)生綜合概括出判斷方法：首先將兩個分運動的初始運動量及外力進行合成，然后用合運動的初速度及合運動所受的合外力的方向關(guān)系進行判斷。合成結(jié)果可知，船的合速度v合與合外力F不在同一直線上，船一定做曲線運動。如鞏固知識讓學(xué)生再思考回答