第五章 抛体运动——1.曲线运动

问题：砂轮打磨下来的炽热微粒和飞出去的链球，分别沿着什么方向运动？
我们知道,物体做直线运动时,速度方向与运动轨迹一致。物体做曲线运动时,速度方向又是怎样的呢？

一、曲线运动的速度方向
运动员掷链球时,链球在手的牵引下做曲线运动,一旦运动员放手,链球即刻飞出。放手的时刻不同,链球飞出的方向也不一样。可见,做曲线运动的物体,速度的方向在不断变化,下面我们来研究做曲线诺动的物体在某时刻的速度方向。
演示：观察做曲线运动物体的速度方向
在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢球在A点的运动方向。
拆去一段轨道，出口放在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。
白纸上的印迹与轨道（曲线）有什么关系？
除实验方法外,还有什么方法可以确定物体在某一时刻的速度方向?讨论这一问题时要明确一个数学概念——曲线的切线。（*在初中数学里我们已经知道了圆的切线。对于其他曲线，切线指的是什么？）
结论:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。
速度是矢量,既有大小,又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。

二、物体做曲线运动的条件
思考与讨论：物体如果不受力,将静止或做匀速直线运动。那么,你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？
物体做曲线运动时,由于速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为0,因此,物体所受的合力一定不为0。
物体受什么样的力才会做曲线运动?下面我们通过实验来研究这个问题。
演示：观察钢球的运动轨迹
一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力,例如在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁,观察钢球的运动。
由实验可以看出,当钢球受到的合力的方向与速度向不在同一条直线上时,钢球做曲线运动。生活中也有大量类似的例子。例如,向斜上方抛出的石子,它所受重力的方向与速度的方向不在同一条直线上,石子做曲线运动。
大量事实表明:当物体所受舍力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。
根据牛顿第二定律,物体加速度的方向与它受力的方向总是一致的。当物体受力的方向与速度的方向不在同一直线上时,加速度的方向也就与速度的方向不在同一直线上了,于是物体的速度方向要发生变化,物体就做曲线运动。