1、什么是抛体运动-知识探讨 合作与讨论 跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国运动员多次在国际跳水比赛上摘 金夺银,被誉为跳水“梦之队”.图 12 是一位跳水队员从高台做“反身翻腾两周半”动 作时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度 v 入水.整个运动过程中,请同学们从 曲线运动的条件讨论跳水队员是怎样实现“反身翻腾两周半”动作的曲线运动的.并说明运 动员运动在哪几个位置头部的速度方向与入水时 v 的方向相同,在哪几个位置与 v 的方向相 反.把这些位置在图中标出来. 图 12 我的思路:根据曲线运动的条件:物体所受合力的方向与速度方向不在同一直线上时, 物体便做曲线运动.运动员做
2、能够实现“反身翻腾两周半”动作的曲线运动,我们可以从他 起跳开始,然后在下落的过程中,分析运动员所受合力的情况以及根据惯性等方面的知识 去考虑.运动员在哪几个位置头部运动的方向和入水的速度方向相同或相反,可以根据做曲 线运动的物体在某一时刻的速度方向的判断方法来确定. 例题思索 【例 1】 一个物体运动的速度方向如图 13 所示,从位置 A 开始,它受到向前但偏 上(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力.到达 B 时,这个合力突然改成与前进方向 相同.达到 C 时,又突然改成向前但偏下的力.物体最终到达 D.请你大致画出物体从 A 至 D 的运动轨迹,并在轨迹旁标出 B 点、 C 点和 D
3、 点. A Fv 图 13 思路:根据物体做曲线运动的条件和曲线运动的方向的判定方法,如果合力的方向和 物体运动方向相同,则物体做直线运动;如果物体所受合力的方向和运动的方向不在同一 直线上,则物体做曲线运动,而且其运动轨迹向合力的方向靠拢. 解析:如图 14 所示,物体先在向左的合力的作用下,向左做曲线运动;当合力改成 与前进方向相同时,物体沿合力改变时运动轨迹的切线方向做匀加速直线运动;当合力突 然改成向右时,物体又改变原来的运动方向向右做曲线运动. A BC DF v 图 14 点评:本题考查学生对曲线运动的条件及方向判定的理解. 【 例 2】 “当 物 体 所 受 合 力 的 方 向
4、跟 它 的 速 度 方 向 不 在 同 一 直 线 上 时 , 物 体 做 曲 线 运 动 ”, 这 是 物 体 做 曲 线 运 动 的 条 件 .请 你 通 过 一 个 事 例 来 说 明 并 且 设 计 一 个 实 验 来 验 证 这 个 结 论 . 解析:(1)实例:运动员掷链球时,链球在运动员的牵引下做曲线运动,显然牵引力和 链球自身重力的合力与链球运动方向不在同一直线上;一旦放手,链球即刻飞出,在飞出 的过程中,若忽略空气阻力,链球只受重力作用,重力方向和链球运动的方向也不在一条 直线上,所以也做曲线运动. (2)可以利用一个钢球和一块磁铁来进行实验.先让钢球在光滑的水平桌面上做直线运 动,这时钢球只受重力和支持力这一对平衡力的作用.然后重复上次实验,并在钢球运动时 让一块磁铁靠近,观察此时钢球的运动状态发生了变化,向磁铁这边做曲线运动,这说明 钢球受到与其运动方向不在同一直线上的磁力的作用时(重力和支持力平衡)做曲线运动. 点评:本题属于开放性题目,让学生主动去寻找身边做曲线运动物体的例子,增加对 曲线运动的感性认识;或者通过亲自设计实验来进行验证,虽然实验的器材简单,但是能 说明问题.这样既加深了学生对物体做曲线运动条件的理解,又提高了动手的能力,体现了 新课程标准三维目标中对学生学习过程与方法的课程目标的培养.