人教版高中物理必修二 （曲線運(yùn)動(dòng)）拋體運(yùn)動(dòng) 課件

曲線運(yùn)動(dòng)

核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)，理解曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件?？茖W(xué)思維理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)，會(huì)判斷物體是做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)?？茖W(xué)探究研究曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，通過實(shí)驗(yàn)歸納物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任了解生產(chǎn)、生活中的曲線運(yùn)動(dòng)。知識(shí)點(diǎn)一曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向[觀圖助學(xué)]上面兩幅圖片中籃球的運(yùn)動(dòng)和過山車的運(yùn)動(dòng)軌跡都是曲線。它們?cè)诿恳粫r(shí)刻的速度方向是如何變化的？1.切線：如圖所示，當(dāng)B點(diǎn)非常非常_______A點(diǎn)時(shí)，這條_______就叫作曲線A點(diǎn)的切線。2.速度方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿_______在這一點(diǎn)的_______方向。3.運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：曲線運(yùn)動(dòng)是_______運(yùn)動(dòng)。接近割線曲線切線割線[思考討論]如圖，運(yùn)動(dòng)員擲鏈球時(shí)，鏈球在運(yùn)動(dòng)員的牽引下沿圓周做曲線運(yùn)動(dòng)，一旦運(yùn)動(dòng)員放手，鏈球立即飛出。鏈球如果要向運(yùn)動(dòng)員正前方的場地飛出，則運(yùn)動(dòng)員應(yīng)在什么位置放手？答案運(yùn)動(dòng)員應(yīng)在鏈球轉(zhuǎn)到位置1時(shí)放手，鏈球沿圓周切線方向飛出，能夠落在場地內(nèi)。運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫曲線運(yùn)動(dòng)。質(zhì)點(diǎn)瞬時(shí)速度的方向速度是矢量，既有大小、又有方向，只要其一變或都變即為速度變。知識(shí)點(diǎn)二物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件[觀圖助學(xué)]鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡偏向有磁鐵的一側(cè)在初中我們做過將在干燥的頭發(fā)上梳過的塑料梳子靠近水流的實(shí)驗(yàn)，水流會(huì)被吸引而彎曲1.動(dòng)力學(xué)角度：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向________________時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。2.運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：物體的加速度方向與它的速度方向_____________________時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。[思考判斷]

如圖為在彎道上高速行駛的賽車，判斷下列說法是否正確。(1)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定是變力。(

)(2)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定不為零。(

)(3)賽車做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定不為零。(

)不在同一直線上不在同一條直線上×√√合外力與軌跡關(guān)系可概括為“無力不拐彎，拐彎必有力”。曲線運(yùn)動(dòng)是比直線運(yùn)動(dòng)更普遍的一種運(yùn)動(dòng)形式核心要點(diǎn)一對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解[問題探究]

1.如圖甲所示，在泥濘的道路上啟動(dòng)摩托車時(shí)，車輪濺起的泥漿沿什么方向飛出？如圖乙所示，轉(zhuǎn)動(dòng)雨傘，傘邊緣的水滴離開傘面時(shí)沿什么方向飛出？答案泥漿沿車輪邊緣某點(diǎn)的切線方向飛出；水滴沿傘邊緣某點(diǎn)的切線方向飛出。2.為什么曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)嗎？答案由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變化，不論其速度大小是否變化，其速度一定變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。但是變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，如勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度雖然變化，但軌跡是直線。[探究歸納]

1.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向沿軌跡曲線的切線方向。2.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但是變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)。[試題案例][例1]

(2019春·慈溪市期末)如圖所示，某電動(dòng)車在平直公路上行駛時(shí)，安裝在車架上的車前照明燈的光束沿平直道路方向。當(dāng)該車轉(zhuǎn)彎時(shí)，其前、后車輪在地面上留下了不同的曲線軌跡。此時(shí)照明光束的指向與下列哪條軌跡相切(

)A.前輪的軌跡

B.后輪的軌跡C.前輪和后輪連線中點(diǎn)的軌跡

D.車把手中間點(diǎn)的軌跡解析根據(jù)圖片結(jié)合生產(chǎn)常識(shí)，車前大燈照明方向與后輪前進(jìn)的方向始終保持一致，故B項(xiàng)正確。答案B[針對(duì)訓(xùn)練1]

如圖所示的陀螺，是漢族民間最早的娛樂工具，也是我們很多人小時(shí)候喜歡玩的玩具。從上往下看(俯視)，若陀螺立在某一點(diǎn)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)滴一滴墨水到陀螺上，則被甩出的墨水徑跡可能是圖中的哪一個(gè)(

)解析陀螺的邊緣上的墨水沿切線方向飛出，所以A、B錯(cuò)誤；陀螺立在某一點(diǎn)順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以墨水滴的運(yùn)動(dòng)方向沿該點(diǎn)的切線方向，故C錯(cuò)誤，D正確。答案D核心要點(diǎn)二物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件[問題探究]

如圖所示，將圓弧形滑軌放在鋪了一層白紙的平滑桌面上，使其底端與桌面相切，讓鋼球從圓弧形滑軌滾下獲得一定的初速度。為便于觀察，在離開滑軌處沿鋼球運(yùn)動(dòng)方向用直尺在白紙上畫一直線。圖甲中將條形磁鐵沿直線放置；圖乙中將條形磁鐵放在鋼球運(yùn)動(dòng)路線的旁邊。

甲乙(1)圖甲中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？(2)圖乙中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？答案(1)鋼球做加速直線運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向相同。(2)鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)，鋼球的運(yùn)動(dòng)方向與所受磁鐵吸引力方向不在同一條直線上。[探究歸納]

1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上。

根據(jù)上面的條件可知，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定受合力作用，但合力是變力還是恒力無法確定。2.合力與軌跡的關(guān)系：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其軌跡總偏向合力所指的一側(cè)，合力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)。也可以說運(yùn)動(dòng)軌跡總是夾在合力方向與速度方向之間且與速度方向相切。[例2]

如圖所示，高速攝像機(jī)記錄了一名擅長飛牌、射牌的魔術(shù)師的發(fā)牌過程，虛線是飛出的撲克牌的軌跡，則圖中撲克牌所受合力F與速度v關(guān)系正確的是(

)解析曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向沿切線方向，而受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，由此可以判斷B、C、D錯(cuò)誤，A正確。答案A[例3]

(2019·四川樂山高一期末)(多選)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是(

)A.速度一定變化

B.合力一定不為零C.加速度一定變化

D.合力方向與速度方向一定不在同一直線上解析既然是曲線運(yùn)動(dòng)，它的速度的方向必定是改變的，所以曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不共線，一定存在加速度，曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力一定不為零，故A、B正確；曲線運(yùn)動(dòng)一定存在加速度，但加速度可以恒定，故C錯(cuò)誤；物體所受的合外力和它速度方向不在同一直線上，物體就是在做曲線運(yùn)動(dòng)，故D正確。答案ABD[例4]

(多選)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向改變90°(大小不變)。物體可能做(

)答案BC方法總結(jié)判斷物體運(yùn)動(dòng)情況和性質(zhì)的分析方法判斷物體做曲線運(yùn)動(dòng)還是直線運(yùn)動(dòng)的方法F合(或a)與v在一條直線上→直線運(yùn)動(dòng)F合(或a)與v不在一條直線上→曲線運(yùn)動(dòng)判斷物體做變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)的方法F合(或a)為0→勻速運(yùn)動(dòng)F合(或a)恒定→勻變速運(yùn)動(dòng)

F合(或a)變化→非勻變速運(yùn)動(dòng)[針對(duì)訓(xùn)練2]

一個(gè)物體在力F1、F2、F3等幾個(gè)力的共同作用下，做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若突然撤去力F1，則物體(

)A.可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)C.必然沿F1的方向做直線運(yùn)動(dòng)D.必然沿F1的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)解析

物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的速度方向與F1的方向關(guān)系不明確，可能是相同、相反或不在同一條直線上。因此，撤去F1后物體所受合力的方向與速度v的方向關(guān)系不確定，所以只有選項(xiàng)A正確。

答案

A1曲線運(yùn)動(dòng)第五章拋體運(yùn)動(dòng)

1.會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向，知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng).2.知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.學(xué)習(xí)目標(biāo)梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)內(nèi)容索引NEIRONGSUOYIN梳理教材夯實(shí)基礎(chǔ)011.質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的

.2.曲線運(yùn)動(dòng)是

運(yùn)動(dòng).(1)速度是矢量，既有大小，又有

.(2)在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度的

是變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是

運(yùn)動(dòng).曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一切線方向變速方向方向變速1.物體如果不受力，將

或做

運(yùn)動(dòng).2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于速度

時(shí)刻改變，物體的加速度一定

；物體所受的合力一定

.3.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：(1)動(dòng)力學(xué)角度：物體所受合力的方向與它的速度方向

時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：物體的加速度方向與速度方向

時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件二靜止勻速直線方向不為0不為0不在同一直線上不在同一直線上即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度可能不變.(

)(2)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng).(

)(3)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移大小可能與路程相等.(

)(4)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力一定是變力.(

)(5)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體加速度一定不為零.(

)×√××√2.將一條形磁鐵放在光滑水平桌面的不同位置，讓小鐵珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運(yùn)動(dòng)，得到不同軌跡.圖1中a、b、c、d為其中四條運(yùn)動(dòng)軌跡，磁鐵放在位置A時(shí)，小鐵珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是________(填軌跡字母代號(hào))，磁鐵放在位置B時(shí)，小鐵珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是________(填軌跡字母代號(hào)).實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向________(選填“在”或“不在”)同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).圖1bc不在解析因?yàn)榇盆F對(duì)小鐵珠只能提供引力，磁鐵在A處時(shí)，F(xiàn)與v0同向，小鐵珠做變加速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)軌跡為b；當(dāng)磁鐵放在B處時(shí)，F(xiàn)與v0不在同一直線上，合力的方向指向軌跡的凹側(cè)，運(yùn)動(dòng)軌跡為c.當(dāng)物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).探究重點(diǎn)提升素養(yǎng)02曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一導(dǎo)學(xué)探究圖2為砂輪打磨下來的熾熱微粒飛離砂輪時(shí)的情形，微粒離開砂輪的時(shí)刻不同，飛離時(shí)的速度方向也不一樣.(1)微粒離開砂輪瞬間速度方向如何？答案沿砂輪的切線方向(2)微粒在離開砂輪前速度是否變化？答案是(3)微粒做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度可以是零嗎？為什么？答案不為零.因?yàn)樗俣鹊姆较蛟谧兓?，即速度在變?圖2知識(shí)深化1.曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向.2.曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的速度方向時(shí)刻改變，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，加速度一定不為零.例1如圖3所示，物體沿曲線由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b點(diǎn)，關(guān)于物體在ab段的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A.物體的速度可能不變B.物體的加速度可能為零C.a點(diǎn)的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定小于路程解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻改變，即使速度大小不變，速度方向也在不斷發(fā)生變化，故速度一直在變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度在變化，加速度必定不為零，B項(xiàng)錯(cuò)誤；a點(diǎn)的速度方向沿a點(diǎn)的切線方向，C項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的位移大小必小于路程，D項(xiàng)正確.圖3√物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件二導(dǎo)學(xué)探究1.圖4甲為拋出的石子在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡，圖乙是水平面上一小鋼球在磁鐵作用下的部分軌跡.請(qǐng)畫出物體在A、B、C、D四點(diǎn)的受力方向和速度方向.圖4答案各點(diǎn)受力方向和速度方向如圖所示2.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答案物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上.知識(shí)深化1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)動(dòng)力學(xué)條件：合力方向與物體的速度方向不在同一直線上.(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：加速度方向與物體的速度方向不在同一直線上.說明：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受合力可能變化，也可能不發(fā)生變化.2.物體運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的判斷(1)直線或曲線的判斷看合力方向(或加速度的方向)和速度方向是否在同一直線上.(2)勻變速或非勻變速的判斷合力為恒力，物體做勻變速運(yùn)動(dòng)；合力為變力，物體做非勻變速運(yùn)動(dòng).(3)變速運(yùn)動(dòng)的幾種類型軌跡特點(diǎn)加速度與速度方向的關(guān)系加速度特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線共線加速度不變勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度變化非勻變速直線運(yùn)動(dòng)曲線不共線加速度不變勻變速曲線運(yùn)動(dòng)加速度變化非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)例2曲線運(yùn)動(dòng)是自然界中普遍存在的運(yùn)動(dòng)形式，下面關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的說法中，正確的是A.物體只要受到變力的作用，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體在恒定的合力作用下一定會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)C.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力方向可能發(fā)生變化，也可能不變D.物體在大小不變的合力作用下必做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，其所受合力的方向與速度方向不在同一條直線上，合外力的方向可能發(fā)生變化，也可能不變，C正確；做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力恒定不變，而不只是合力大小不變，D錯(cuò)誤.√曲線運(yùn)動(dòng)中合力方向、速度方向與軌跡的關(guān)系三由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻改變，合力不為零.合力垂直于速度方向的分力改變速度的方向，所以合力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，即曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡總向合力所指的一側(cè)彎曲.例3

(多選)如圖5所示，質(zhì)量為m的物體在四個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度方向與力F1、F3的方向恰好在同一直線上，則下列說法正確的是A.若只撤去F1，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B.若只撤去F3，物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.若只撤去F2，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D.若只撤去F4，物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析若只撤去F1，合力方向與速度v同向，則物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；若只撤去F3，合力方向與速度v反向，物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤.若只撤去F2或F4，合力方向與速度方向不在同一直線上，且合力大小不變，則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤.圖5√√例4如圖6所示，高速攝像機(jī)記錄了一名擅長飛牌、射牌的魔術(shù)師的發(fā)牌過程，虛線是飛出的撲克牌的運(yùn)動(dòng)軌跡，則撲克牌所受合力F與速度v關(guān)系正確的是圖6√解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向沿軌跡的切線方向，合力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，所以A正確.針對(duì)訓(xùn)練在光滑水平面上以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)的小球，受到一個(gè)跟它的速度方向不在同一直線上的水平恒力F的作用后，獲得加速度a.下列四幅圖中，能正確反映v、F、a及小球運(yùn)動(dòng)軌跡(虛線)之間的關(guān)系的是√解析小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡，當(dāng)受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上的水平恒力F的作用時(shí)，因合力方向與速度方向不在同一直線上，所以小球一定做曲線運(yùn)動(dòng)且合力的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向與合力方向相同，故C正確.隨堂演練逐點(diǎn)落實(shí)031.(曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向)在F1賽事中，若在彎道上高速行駛的賽車車輪脫落，則關(guān)于脫落的車輪的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是A.仍然沿著賽車的彎道行駛B.沿著與彎道切線垂直的方向飛出C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng)，離開彎道D.上述情況都有可能解析賽車沿彎道行駛，任一時(shí)刻賽車的速度方向是賽車運(yùn)動(dòng)軌跡上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)的