新人教高中物理必修二5.1曲線運(yùn)動教案

新人教高中物理必修2精品教案 曲線運(yùn)動51曲線運(yùn)動[精講精析[知識精講知識點 曲線運(yùn)動是變速運(yùn)[1]下列有關(guān)曲線運(yùn)動的說法中，正確的是（ 曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn) 做曲線運(yùn)動的物體合外力一定不為 做曲線運(yùn)動的物體所受的合外力一定是變化 曲線運(yùn)動不可能是一種勻變速運(yùn)化，所以曲線運(yùn)動速度是變化的，具有加速度，由F=ma有合外力必定不為零，則運(yùn)動，故C、D錯。[答案A、[變式訓(xùn)練]下列說法正確的是 〔答案〕知識點 物體做曲線運(yùn)動的條注意：12F(a)方向與v同方向且FF(a)方向與v同方向且F勻直線運(yùn)F(a)方向與v反方向且F變直線運(yùn)F(a)方向與v反方向且FF(a)方向與v方向不共線且FF(a)方向與v方向不共線且F3、在變速直線運(yùn)動（加速直線運(yùn)動或直線運(yùn)動）中，加速度方向（即FF把F分解成互相垂直的F1和F2F1沿軌跡切向，F(xiàn)2垂直于F1方向，可見，在這一時刻，F(xiàn)2F1則改變物體運(yùn)動F方向指向軌跡彎曲的一側(cè)，也就是曲線運(yùn)動軌跡必定向合外力的力F2，則它可能做（）A、勻速直線運(yùn)動BC、勻直線運(yùn)動D、勻變速曲線運(yùn)〔思路分析〕撤去力F2后，物體受合外力大小為F2，方向與F2相反，但此〔答案〕2對于速度方向與F合方向不定的情況可先考慮速度與F合在同一直（同〔變式訓(xùn)練2〕一個物體在力F1、F2、F3等幾個力的共同作用下，做勻速直線運(yùn)動。若突然撤去力F1后，則物體（）A、可能做曲線運(yùn)動B、不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動C、必然沿F1的方向做直線運(yùn)動D、必然沿F1[答案[1]直線上的合外力作用。根據(jù)第二運(yùn)動定律F=ma，物體的加速度與物體所受的[3]t60°。下列說法中正確的是（）A、t時刻物體的加速度方向與速度方向夾角大于60° B、t時刻物體的加速度方向與速度方向夾角小于60°C、t+△tD、t+△t60A、B錯。經(jīng)△t后，加速度方向仍不變，但速度方向改變了，由于軌跡力的指向方向彎曲，△t后速度方向與力的方向夾角應(yīng)小于60°，則速度方向與加60°，所以D正確，C錯誤。[答案][3]下列說法正確的是（[答案]B[2][4]下列說法正確的有（[答案]C[4]下列說法正確的是（[答案][3][5]如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動到B，這時，突然的運(yùn)動情況，下列說法正確的是（cBb A、物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動B、物體不可能沿曲線Bb運(yùn)動C、物體不可能沿曲線BcD、物體不可能沿原曲線由B返回到AABF的方向是斜向下的，當(dāng)外力反向時物BcBF的方向不可能BbABbB點的速度方向是BbBbF〔答案〕AB可判定恒力F的方向。2F變?yōu)椋璅后物體運(yùn)動軌跡是BC〔變式訓(xùn)練5〕一質(zhì)點在恒力F作用下，在xoy平面內(nèi)從o點運(yùn)動到M點的軌跡如圖所示，則恒力F可能（）oxoxA、沿＋x方向B、沿－x方向C、沿＋y方向D、沿－y〔答案〕[4][6]如圖所示為一空間探測器的示意圖，P1，P2，P3，P43臺 開動時，都能向探

器以恒定的v0速度

x

P1P2、同時開動P3，P4[思路分析單獨開動P1直線運(yùn)動。單獨開動P2，探測器受到與初速度方向垂直的力的作用，探測器做勻變速同時開動P3，P4，探測器受到沿x軸正方向與y軸反方向的力的作用，使探測器一邊加速一邊同時向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)。（2）（3）加速同時向y軸負(fù)方向偏轉(zhuǎn)。17〕一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運(yùn)動，則在這段時間內(nèi)（ACD錯，B〔答案〕[活學(xué)活練[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1、2002年哥倫比亞號航天飛機(jī)在進(jìn)入地球高空大氣層時，發(fā)生意外事故，7名宇C3ADD6A、速度vB、加速度aC、合力FD、位移x7mv0在光滑水平面上運(yùn)動，后受到磁極的側(cè)向作用力而做圖示的曲線運(yùn)動到達(dá)D點，從圖可知磁極的位置及極性可能是：A、磁極在A位置，極性一定是N極 B、磁極在B位置，極性一定是SC、磁極在C位置，極性一定是ND、磁極在B8AB 12m4個共點力的作用下做勻速直線運(yùn)動，速度方向與F1、F3方向恰在一直線上，則：（1）若只撤去F1，物體將。（2）若只撤去F2，它將。（3）若只撤去F3，它將。若將四個力同時撤去，它將 運(yùn)動，加速度大小 13、如圖所示，從A經(jīng)BC為投出的籃球在豎直平面飛行的軌跡圖，試在圖上畫出A、B、C三點的速度方向及加速度方向。[活學(xué)活練答案1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、12（1）勻加速直線；F1/m；F1（2）曲線；F2/m；F2勻直線；F3/m；F3的反方向（4）勻速直線；0A、速度B、加速度C、合外力D、速率C0。DA7F1F2的作用，由靜止開始運(yùn)動，若運(yùn)動過程中保持二力方向不變，但F1突然增加到F1+△F，則質(zhì)點：AmMθ8、如圖所示，一個劈形物體M，各面均光滑，放在固定的斜面上，M的上表面水平，在M上放一光滑的小球m，劈形物體從靜止開始釋放，則小球在碰到斜面mMθD直，則下列說法中，正確的是 A、D點的速率比C點速率大 B、A900C、A點的加速度比D點加速度大 D、從A到D（1）（）（2）（）（3）（）勻加速直線運(yùn)動。 勻直線運(yùn)動。 勻變速曲線運(yùn)動。 AC1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 9、 （6）D[再現(xiàn)]1的切線方向，所以曲線運(yùn)動的速度方向一定變化，所以A正確；速度是矢量既有運(yùn)動，故B不正確；物體做曲線運(yùn)動的條件是加速度方向與速度方向不在一條直線上，而不是要求加速度是否為恒量，C不正確；加速度是矢量，既有大小又有方物體做變加速直線運(yùn)動，所以D不正確。[答案2C思路分析:物體是否做曲線運(yùn)動,與力的大小沒有關(guān)系,關(guān)鍵在于合力的方向與速度方向是否共線,只要合力的方向與速度方向不在同一直線上,物體就做曲線運(yùn)動,所以、B錯，CD正確。[答案2動的合成與分[知識精講1合運(yùn)動就是物體的實際運(yùn)動.一個運(yùn)動又可以看作物體同時參與了幾個運(yùn)動,包括位移、速度、加速度的合成與分解,行四邊形定則:由已知的分運(yùn)動求跟他們等效的合運(yùn)動的過程叫做運(yùn)動的合成,研究運(yùn)動的合成與分解,運(yùn)動,這樣就可應(yīng)用已經(jīng)掌握的的有關(guān)直線運(yùn)動的規(guī)律,來確定一些復(fù)雜的曲線運(yùn)動.②獨立性:一個物體同時參與幾個分運(yùn)動,各分運(yùn)動獨立進(jìn)行,不受其他①兩分運(yùn)動在同一直線上時,同向相加,反向相減.例如,水平方向的勻速運(yùn)動(v0t)和自由落體運(yùn)動1gt2)的合成,下拋時vt=v0+gt,x=vot+1

,vt=v0-gt,x=vot-2

②不在同一直線上時,按照平行四邊形定則進(jìn)行合成,如圖所示

a2a2a2 v2 x2x2 a合

v合

x合③兩個初速度為零的勻加速直線運(yùn)動的合運(yùn)動一定是勻加速直線運(yùn)動.也可能是勻變速直線運(yùn)動.當(dāng)兩個分運(yùn)動初速度的合速度方向與兩分是勻變速曲線運(yùn)動.[例1]小船在200米寬的河中橫渡,水流速度為2m/s,船在靜水中的航速是要使小船到對岸,應(yīng)如何行駛,歷時多長船v船v小船渡河時間等于垂直河岸的分運(yùn)動時間

dv沿河流方向的位 vs水=v水100米處靠岸要小船垂直過河,即合速度要垂直河岸,6-2-1所示,cosθv水2v 所以θ=600,600角,t=t1= v v

4sin[答案](1)經(jīng)50s 對岸下游100m處(2)[內(nèi)容延伸]小船過河的問題,可以小船渡河運(yùn)動分解為他同時參與的兩個運(yùn)動,一是小船相對水的運(yùn)動(設(shè)水不流時船的運(yùn)動,即在靜水中的運(yùn)動),一是隨水流的運(yùn)動設(shè)河寬為d,船在靜水中的速度為v1,河水流速為=短①船頭正對河岸行駛,渡河時間最短 =短②當(dāng)v1>v2時,且合速度垂直于河岸,航程最短v1<v2時,合速度不可能垂直河岸,確定方法如下dθ如圖所示,v2矢量末端為圓心;v1矢量的大小為半徑畫弧,dθ合速度沿此切線航程最短由圖知sinθ=最短航程

v2d經(jīng)10min可到達(dá)下游120m處的對岸;若船頭指向與上游河岸成θ角向前劃行,則經(jīng)12.5min可到對岸,試問河寬有多少米?[答案]知識點 在直角坐標(biāo)系中研究蠟塊的運(yùn)運(yùn)動開始時蠟塊的位置為原點,x軸的方向度如圖所示,度

vy,玻璃管向右移動的速度設(shè)為vx,開始運(yùn)動的時刻t計時,于是,在時刻t,蠟塊Pvyx=vxt,y=vyt

置可以用它的x、y位v位x蠟塊的運(yùn)動軌跡 xθ 由以上兩式可得:y=vy因為vy、vx都是常量,故代表的是一條過原點的直線蠟塊的位移

x2yx2yv2v2

tanθ=vvxv2v2 注意：12[例2]在一根玻璃管內(nèi)裝上一紅蠟塊,使紅蠟塊能在玻璃管的水中勻速上升,若紅蠟A點勻速上升的同時,使玻璃管水平向右做勻速直線運(yùn)動,,則紅蠟塊實際運(yùn)動6-2-3所示的：QPRA.直線 B.曲線QPRC.曲 D.無法確[思路分析]紅蠟塊參與了豎直方向的勻速直線運(yùn)動和水平方向的勻加速直線運(yùn)動兩個分運(yùn)動,而合加速度就是水平方向的加速度,方向是水平向右的,它們之間有一定的夾角,故軌跡是曲線.又因為物體做曲線運(yùn)動時曲線總向加速度方向偏折(或加速度方向總是指向曲線的凹向)故選項B正確[答案][總結(jié)]分析物體做直線或曲線運(yùn)動時,首先確定合外力的方向和初速度的方向若合外力方向與初速度方向共線,則做直線運(yùn)動;若合外力方向與初速度方向有一定夾角,則物體在曲線運(yùn)動,曲線運(yùn)動軌跡向合外力方向彎曲,也就是曲線總向加速度方向偏折.[內(nèi)容延伸]勻變速直線運(yùn)動的動力學(xué)特征就是受力恒定,運(yùn)動學(xué)特征就是加速度恒定對兩勻變速直線運(yùn)動合運(yùn)動,起加速度是倆各個分運(yùn)動加速度的矢量和,加速度恒定,則加速度必定恒定,所以其合運(yùn)動必定是勻變速運(yùn)動直線運(yùn)動的動力學(xué)特征是軀體的受力與物體的運(yùn)動速度在同一直線上,運(yùn)動學(xué)的特征就是加速度方向與速度方向在同一直線上,要保證合運(yùn)動是直線應(yīng)保證合速度與合加速度是在同一直線上,因此只有當(dāng)速度矢量與加速度矢量在同一直線上才能滿足做直線運(yùn)動的條件.[變式訓(xùn)練2]下列說法正確的 A兩個勻速直線運(yùn)動,B兩個勻變速直線運(yùn)動,CD[答案 [1][例3]如圖所示,高為h的車廂在平直軌道上勻向右行使,加速度大小為a,車廂頂部A點處有油滴滴落到車廂地板上,車廂地板上的O點位于A點正下方,則油滴落在地板上的點必在O點 (填”左”或”右”)方,離O點距離 各自獨立,互不影響.設(shè)油滴離開車廂頂部時,車速為v 1t,x1=v0t,x2=v0t2

at2x>x1O在點右方,距O點距離Δx=x1-x2v0t–(v0t2ghghO

at2),而h=2

gt2 所以得Δx=2

at2=2

a·g

=ahg[方法總結(jié)]1任何一個分運(yùn)動都不受其他分運(yùn)動的干擾而保持其運(yùn)動性質(zhì)不變.2各分運(yùn)動與合運(yùn)動經(jīng)歷時間相等[3]沒有風(fēng)時,t, A等于t/2 B小于t C等于t D大于t[2]4.如圖所示,在水平地面上做勻速直線運(yùn)動的汽車,m體m,若汽車和物體m在同一時刻的速度分別為v1和v2,則下面說法正確的是( A.物體m做勻速運(yùn)動且v1mB.物體m 運(yùn)動且C.m做勻加速運(yùn)動且D.m做加速運(yùn)動且[思路分析]汽車向左運(yùn)動,這是汽車的實際運(yùn)動,故為汽車的合運(yùn)動,汽車的運(yùn)動導(dǎo)致兩個效果：一是滑輪到汽車的繩變長了,二是滑輪到汽車的繩與豎直方向的夾角變大了,顯然汽車的運(yùn)動可分解為沿繩方向和垂直于繩方向兩個分運(yùn)動.如圖所示,建立平面直角坐標(biāo)系.汽車沿繩方向的分速度3v1inθ輕繩的各點在沿繩方向的速度大小必然相等.因為輕繩沒有斷開.,汽車沿繩方向分速度v3與物體m2應(yīng)相運(yùn)v等,v2=v1sinθ,v1向左θ角將變大,v1運(yùn)v4體m將做加速運(yùn)動,v2<v1D[答案][方法總結(jié)]輕繩兩端拴物體沿不同方向運(yùn)動,輕繩兩端所拴物的實際運(yùn)動即兩物,是解此類問題的關(guān)鍵.這[4]如圖所示,重物M沿繩下滑,并通過繩帶動小車m沿斜面升高,右側(cè)繩與豎直系的夾角為θ,且重物下滑的速度為v時,小車的速度v’是少?MMθm[答案[綜合拓展]運(yùn)動的合成與分解一節(jié)主要學(xué)習(xí)將復(fù)雜運(yùn)動分解成兩個簡單的直線運(yùn)岸平直，船相對水的速度為v船（即船在靜水中的速度，水的流速為v水（即水對地的速度v（即船對地的速度，其方向就是船的航向）河的寬度為L。1、當(dāng)船頭垂直河岸，渡河時間最短，且渡河時間與水的流速無關(guān)。證明：如圖所示，設(shè)船頭與河岸的夾角角為α，tLvy v

，當(dāng)sinα=1時，即α=900時，渡河時間最短為 v船v

水

水

v船 vxLv v v船α規(guī)律 在v船>v水的條 當(dāng)船的合速度垂直于河岸時，渡河位移最小并等河寬，即

v=L vvLα證明：如圖所示，當(dāng)合速度v的方向即船的航向垂直于河岸時，船將到對岸，不vLα下漂，即x=0smin=L，這時，v船頭與河岸的夾角應(yīng)為：cosα=v水/v船vxLvvαv規(guī)律3 在v船<v水的條件下當(dāng)船頭與船的合速度垂直,即v船⊥v時,渡河位移最小。xLvvαv，合速度vv船為半徑的圓周上；當(dāng)vv船⊥v時,α最小，渡河位移最小。cosαv船v水。這時最小位移為smin=Lcosα=Lv船v水。[例5]兩河岸平行，河寬d=100m，水流速度v1=3m/s（1）船在靜水中的速度6m/s時，欲使船航行距離最短，船應(yīng)怎樣渡河？渡河v2v2 32v2v2 32vd船的位移大小s=v設(shè)船的開行速度v2與岸成θ角，則cosθ=v131，所以 6 合速度100100

3m/ θvθv 船頭垂直于合速度vvβvβv設(shè)船頭與河岸夾角為β，

1.5

所以最小位移

cos

cos

[答案](1)船頭垂直于河岸時，渡河時間最短 ;s船頭向上游轉(zhuǎn)過一定角度,600角航程最短，t=10039船頭垂直于合速度,船頭與河岸夾角600時航程最短，smin=[活學(xué)活練[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)1D、兩個分運(yùn)動夾角大于1200，合速度大小小于分速度 對道路側(cè)面的靜止目標(biāo)進(jìn)行了轟炸正好目標(biāo)上發(fā)射彈時： C、瞄準(zhǔn)目標(biāo)應(yīng)適當(dāng)偏西。D、由于在運(yùn)動，無法確定方向A、雨點水平向北勻速運(yùn)動。B、雨點豎直向下勻速運(yùn)動。C、雨點向下偏北勻速運(yùn)動。D5v，今小船要渡過一條河流，渡河時小船朝對岸垂直劃A、增大B、減小C、不 合運(yùn)動：A、可能是直線運(yùn)動。B、可能是勻速運(yùn)動CD71min3min，若此人沿向上運(yùn)動的扶梯走上去，所需的 D、0。8、已知船速v1和水的流速v2之間的關(guān)系為v1>v2L的河，下列 D、8。 最小位移 11、如圖所示，汽車以速度v勻速行駛，當(dāng)汽車到達(dá)P點時，繩子與水平方向的夾角為θ，此時物體M的速度大小為 （用v、θ表示）vvθPM12、一架飛機(jī)沿仰角300斜向上做初速度為100m/s，加速度為10m/s2的勻加速速直線運(yùn)動的合運(yùn)動。在4s內(nèi)飛機(jī)的水平位移為 ；豎直位移 1310min到達(dá)120m處；若船頭保持與河岸成α12。5min傘的作用在空中能勻速下落，無風(fēng)時速度為5m/s，若空投時飛機(jī)停留在離地100m1m/s的速度勻速水平（1）[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)答案1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、AC9、 10、11、vcosθ12、

3m/s

3m/s2

313、解析：設(shè)水流速為v1，河寬為d，船在靜水中速度為3t1（1）L=v1t1vL=0。t11Ldd=v2t2sinα又因d=v2t1,Ldsinα=t1

10=0.8,則

cos5300.6 v20.63m/

d=v2t1 vαvα15 （2）5。 [能力提升則船向岸邊運(yùn)動的瞬時速度v0與v的大小關(guān)系是：對 對vv0兩物體的瞬時速度v1和v2是：MMMvA、v1=v2v/cosθB、v1=v2=vcosθC、MMMvvD、若θ=600則v1=v2v θo切割工序處，石切割刀以速度v2θoAd

C、速度v2OC，且cosθ=v1D、速度v2O指向a，且v1與v2的合速度方向沿obdv2v2 固定目標(biāo)，假設(shè)運(yùn)動員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動員靜止時射出的弓箭速度為vdv2v2 v2vv2v

程s最短，則有：A、當(dāng)v1>v2時，有sv1dB、當(dāng)v1>v2sv2dC、當(dāng)v1<v2s=dv2v2 D、當(dāng)v1<v2v2v2 右行走距離sB處，這時物體速度多大？物體水平移動了多少？Cdh A74m/s3m/s的速度向東流動，船上的乘客看見輪830m40m處有一水雷區(qū)，5m/s流速度為5m/s，舟在靜水中的速度為10m/s，戰(zhàn)士救人地點A離岸邊最近點O的50m，問：O50mBAB直線，戰(zhàn)如果水流速度是10m/s，而舟靜水中的航速是5m/s，戰(zhàn)士想通過最短的距離[能力提升答案1、A2、BD3、C4、C5、v0s2hB點時，繩與地面的夾角為θ，人的運(yùn)動在繩的方向上的分運(yùn)動的速度為v0cosθ。物體的運(yùn)動速度與v0s2h所以物體的運(yùn)動速度為

ss2h2sd=

h v0s2h2v0s2h2s2h2v7、思路分析：本題研究對象有 流、乘客、煙“煙柱是豎直的“說明人感覺不到風(fēng)，那么輪船應(yīng) 4m/s，由于河水流動，輪船應(yīng)該有一個分速度：大小與v水相等，方向與v水相反 v v這樣輪船才會 方向行駛，如圖所示tanθvv

3則4v2v2 42即船頭應(yīng)v2v2 42且v船

5m/答案：5m/s，船頭方向與上游河岸成530角航行8速度方向與河岸的夾角為α，則tanα303，α=370 v1垂直于合速度方向時，v1最小，v1的最小值為vmin=v2sinα=3m/s，這時v1方向與河岸的夾角β=900-370=530，即從現(xiàn)在開始，船vβθvβθ（1）v

505s頭與岸夾角為θ，則cosθv水51vθvv vθvvAB直線，即合位移方向由A指向BAB，當(dāng)v舟方向與合速度方向垂直時，v舟最小，v舟v舟=v水sinα，tanα=50