高中物理 备课资料《曲线运动》 新人教版必修1.docVIP

人教版高一物理必修1备课资料《曲线运动》 一、正确认识曲线运动中合外力的作用效果 设质点沿如图所示的曲线运动，在时刻t位于A点，经Δt位于B点，它在A点和B点的瞬时速度分别用v1和v2表示，那么在Δt内质点的平均加速度应表示为： 式中，Δv是速度的变化量，的方向应与此方向相同，按照矢量运算法则（平行四边形定则），Δv的方向如上图所示，即的方向是指向曲线凹的一侧，当Δv足够小趋于零时，平均加速度无限接近于在A点的瞬时加速度a，它的方向与足够小的Δv方向相同，也指向曲线的凹侧，由牛顿第二定律可知，质点所受合外力的方向与其加速度方向相同，总指向曲线的凹侧. 把加速度a和合外力F都分解在沿切线和沿法线（与切线垂直）方向上，如下图所示： 沿切线方向的分力F1产生切线方向的加速度a1，当a1和v同向时，速率增加；当a1和v反向时，速率减小，如果物体做曲线运动的速率不变，说明a1=0，即F1=0，此时的合外力方向一定与速度方向垂直，没有改变速度的大小. 沿法线方向的分力F2产生法线方向上的加速度a2，改变了速度的方向，由于曲线运动的速度方向时刻在改变，合外力的这一作用效果对任何曲线运动总是存在的. 二、实验指导 1.研究曲线运动的速度方向让学生拿细绳拴一个小球，先抡动绳子，让学生观察小球的圆周运动，利用视觉暂留这一视觉功能便会形成一个圆周轨迹的图象，然后松手，让学生观察小球沿切线方向的运动，可说明做曲线运动的物体的速度方向在该点的切线上. 2.验证物体做曲线运动的条件 该实验可在实物投影仪上进行. 在投影仪上放一张透明胶片，让小球从斜槽上滚下，在胶片上记下小球做直线运动的轨迹OO′，然后在OO′旁边放一个条形磁铁，再次让小球从斜槽上滚下，观察小球的运动轨迹，小球将偏离OO′，沿曲线运动. 实验时应注意：1.由于投影仪的大小有限，实验时斜槽不能整个地放在投影仪上，可以让n个学生协助操作，或者帮助拿斜槽，或者帮助画线. 2.斜槽的位置要固定. 3.磁铁不能离小球太近，以免小球被磁铁吸住，也不能离小球太远，以免速度方向改变微小不易于观察. 高考学习网： 高考学习网：