曲线运动PPT
曲线运动是物体运动轨迹为曲线的运动。当物体受到的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动。在曲线运动中，运动学中有几个重要的物理量，如位移、...
曲线运动是物体运动轨迹为曲线的运动。当物体受到的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动。在曲线运动中，运动学中有几个重要的物理量，如位移、速度、加速度以及角速度、角加速度等。曲线运动的性质速度方向做曲线运动的物体，速度方向时刻变动，为变速运动。但速度大小不一定变化，如匀速圆周运动。加速度方向做曲线运动的物体，加速度方向跟所受的合外力方向始终相同，且指向曲线的凹侧。因为加速度是矢量，它的方向是物体速度变化（量变和/或质变）的方向，与合外力的方向相同。合外力方向做曲线运动的物体，所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上，所以速度的方向时刻改变，但大小不一定改变。线速度方向做曲线运动的物体，在某一点的瞬时速度方向是在这一点的切线方向。法向加速度做曲线运动的物体，由于速度方向的改变，它所受的合外力必然不为零，其加速度也不为零，这就产生了向心加速度。向心加速度的方向始终指向圆心，和线速度的方向垂直，不改变线速度的大小只改变线速度的方向，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢。物体做曲线运动时，向心加速度的方向始终指向圆心。但合加速度的方向不一定指向圆心，只有当合加速度的方向也指向圆心时合加速度才完全充当向心力。切向加速度做曲线运动的物体，所受合外力沿运动轨迹切线方向的分力叫切向力，它产生切向加速度，切向加速度的方向与物体运动轨迹相切，其作用是改变速度的大小。速率变化既然是曲线运动，它的速度的方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动。但速度大小不一定变化，如匀速圆周运动。合外力与速度关系做曲线运动的物体，其所受的合外力一定不为零，一定具有加速度（加速度也不为零）。当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动。曲线运动的条件物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上。合外力大小和方向不一定变化，由此可以推知，当合力是恒力时，物体可以做曲线运动。曲线运动的分类匀变速曲线运动加速度（合外力）不变的曲线运动。例如平抛运动。变加速曲线运动加速度（合外力）改变的曲线运动。例如匀速圆周运动。常见的曲线运动平抛运动平抛运动是曲线运动 平抛运动的时间仅与抛出点的竖直高度有关；物体落地的水平位移与时间及水平初速度有关。圆周运动圆周运动，只要所受的合外力不指向圆心，就做曲线运动，合外力指向圆心时，就做匀速圆周运动。匀速圆周运动（1）线速度V：描述质点沿圆周运动的快慢，大小不变，方向时刻在改变，因此线速度是矢量，单位：m/s。（2）角速度ω：描述质点绕圆心转动的快慢，方向不变，单位：rad/s。（3）周期T：描述圆周运动所需时间的长短，单位：s。（4）频率f：描述圆周运动频繁程度的量，单位：Hz，T和f互为倒数关系即f=1/T。（5）向心加速度a：描述速度方向变化快慢的物理量，方向始终指向圆心，单位：m/s²。（6）向心力F：始终指向圆心，提供质点做圆周运动所需的向心力，单位：N。竖直面的圆周运动（1）绳模型：①小球到达最高点的临界条件：mg = m（v/r）；②小球能通过最高点的最小速度v = √(gr)；③小球做圆周运动经过最高点时绳的拉力T与速度v的关系：T + mg = m（v²/r），在最高点v = √(gr)时T = 0，最小速度v = √(gr)时T = mg；④小球做完整的圆周运动经过最高点时绳的拉力T与速度v的关系：T + mg = m（v²/r），在最高点v = √(5gr)时T = 0；⑤竖直平面内绳系小球做圆周运动，求通过最高点时的最小速度，应先判断能否通过最高点，即最高点的临界条件：mg = m（v/r），若v < √(gr)，则小球不能通过最高点，绳的拉力不能为负，即最小速度v = √(gr)时绳的拉力刚好为零。（2）杆模型：①小球到达最高点的临界条件：mg = m(v/r)，此时v可以为零；②小球在最高点时的速度v与杆对球的作用力F的关系：若v > √(gr)，则F向下，起支持作用，大小为F = m(v²/r) - mg；若v = √(gr)，则F = 0，杆对小球既没有拉力也没有压力；若v < √(gr)，则F向上，起拉力作用，大小为F = mg - m(v²/r)。抛物线运动抛物线运动是物体在恒力作用下，初速度不为零的运动。例如，平抛运动就是一种抛物线运动，它的初速度沿水平方向，只在重力作用下做曲线运动。曲线运动的物理意义曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式，例如行星绕太阳的转动、汽车转弯、水流在河中转弯、飞机在空中转弯、抛体运动等等。研究曲线运动对于理解许多自然现象和解决实际问题具有重要的物理意义。曲线运动在实际中的应用曲线运动在实际中有着广泛的应用。例如，在交通运输中，汽车、火车、飞机等交通工具的转弯都需要考虑曲线运动的特点，以确保安全。在航空航天领域，飞行器的轨迹控制、导弹的制导等都需要对曲线运动有深入的理解。在体育运动中，如篮球、足球、乒乓球等运动中，球的运动轨迹也是曲线运动，运动员需要掌握曲线运动的规律，才能准确地控制球的运动。总结曲线运动是物体在受到非共线合外力作用下的运动形式，其速度方向时刻改变，因此是变速运动。曲线运动的加速度方向指向曲线的凹侧，合外力方向指向曲线的凹侧。曲线运动包括匀变速曲线运动和变加速曲线运动两种类型，常见的曲线运动有平抛运动、圆周运动、竖直面的圆周运动等。研究曲线运动对于理解自然现象和解决实际问题具有重要的物理意义，同时在实际中也有广泛的应用。
