人教課標(biāo)實(shí)驗(yàn)版必修二曲線運(yùn)動(dòng) 曲線運(yùn)動(dòng) 全市一等獎(jiǎng)

第五章

1

曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)，會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)速度的方向，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.內(nèi)容索引Ⅰ自主預(yù)習(xí)梳理Ⅱ重點(diǎn)知識(shí)探究Ⅲ當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測自主預(yù)習(xí)梳理Ⅰ1.描述曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)要用到

和

兩個(gè)物理量.2.曲線運(yùn)動(dòng)的位移矢量的方向不斷變化，需要采用

坐標(biāo)系，用位移在坐標(biāo)軸方向的

來代表它.一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移位移速度平面直角分矢量二、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向1.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向是

的.2.質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是沿曲線上這一點(diǎn)的

.3.曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)(1)速度是矢量，它既有大小，又有

.不論速度的大小是否改變，只要速度的

發(fā)生改變，就表示速度發(fā)生了變化，也就具有了

.(2)在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度的

是不斷變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是

.時(shí)刻改變切線方向方向方向加速度方向變速運(yùn)動(dòng)三、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件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).不在同一直線上不在同一直線上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)物體的速度不斷改變，它一定做曲線運(yùn)動(dòng).(

)(4)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的位移大小可能與路程相等.(

)(5)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的合力一定是變力.(

)(6)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定有加速度.(

)即學(xué)即用×√×√××2.小文同學(xué)在探究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí)，將一條形磁鐵放在桌面的不同位置，讓小鋼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)，小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡是___(填軌跡字母代號(hào))，磁鐵放在位置B時(shí)，小鋼珠的運(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1答案bc解析不在解析因?yàn)榇盆F對小鋼珠只能提供引力，磁鐵在A處時(shí)，F(xiàn)與v0同向，小鋼珠做變加速直線運(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，引力指向曲線的凹側(cè)，運(yùn)動(dòng)軌跡為c.當(dāng)合外力方向與速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng).Ⅱ重點(diǎn)知識(shí)探究一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移和速度導(dǎo)學(xué)探究1.曲線運(yùn)動(dòng)的位移如圖2所示，水平拋出的物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)軌跡為曲線.(1)不同時(shí)間內(nèi)的位移方向是否相同？答案答案

不相同.由于物體的軌跡是曲線，不同時(shí)間內(nèi)的位移方向發(fā)生變化.圖2(2)如何描述物體的位移？答案答案當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，它相對于O點(diǎn)的位移是OA，可以用l表示.由于位移矢量是不斷變化的，可以建立平面直角坐標(biāo)系，用它在坐標(biāo)軸方向上的分矢量來代表，即用A點(diǎn)的坐標(biāo)xA、yA表示兩個(gè)分位移矢量，使問題簡單化，如圖.答案(3)試討論物體在曲線運(yùn)動(dòng)中的位移大小和路程有什么關(guān)系.答案曲線運(yùn)動(dòng)中的位移大小總是小于路程.2.曲線運(yùn)動(dòng)的速度(1)如圖3所示，砂輪上打磨下來的熾熱的微粒沿砂輪的切線飛出，其速度方向不斷變化，那么如何確定物體在某一點(diǎn)的速度方向？答案答案從題圖可以看出，從砂輪上打磨下來的熾熱微粒沿脫落點(diǎn)的切線方向飛出，所以物體在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向.圖3(2)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(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).答案(3)曲線運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？答案曲線運(yùn)動(dòng)是否是勻變速運(yùn)動(dòng)取決于物體所受的合外力情況.合外力為恒力，物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(4)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度可以為零嗎？為什么？答案不可以，物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度不斷變化，所以加速度一定不為零.1.曲線運(yùn)動(dòng)的位移：在平面直角坐標(biāo)系中，曲線運(yùn)動(dòng)的位移為運(yùn)動(dòng)物體的初位置到末位置的有向線段，與路程不同.曲線運(yùn)動(dòng)位移的大小小于路程.2.曲線運(yùn)動(dòng)速度方向時(shí)刻改變，它一定是變速運(yùn)動(dòng)，加速度一定不為零.3.曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法(1)看物體所受的合外力，若物體所受的合外力為恒力，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體所受的合外力為變力，則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).(2)看物體的加速度，若物體的加速度不變，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的加速度變化，則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng).知識(shí)深化例1關(guān)于運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)，以下說法中正確的是A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)B.變速運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變加速運(yùn)動(dòng)D.加速度不變的運(yùn)動(dòng)一定是直線運(yùn)動(dòng)解析答案√解析物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度方向時(shí)刻變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，A正確.變速運(yùn)動(dòng)可能是速度的方向在變化，也可能是速度的大小在變化，所以變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤.曲線運(yùn)動(dòng)可能是變加速曲線運(yùn)動(dòng)，也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤.加速度不變的運(yùn)動(dòng)可能是勻變速直線運(yùn)動(dòng)，也可能是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，D錯(cuò)誤.例2如圖4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.物體的速度不可能均勻變化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答案√圖4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A項(xiàng)錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體必定受到力的作用，當(dāng)物體所受到的合力為恒力時(shí)，物體的加速度恒定，速度均勻變化，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.二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件導(dǎo)學(xué)探究(1)圖5甲是拋出的石子在空中劃出的弧線，圖乙是某衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的部分軌跡.請畫出物體在A、B、C、D四點(diǎn)的受力方向和速度方向.答案圖5答案

各點(diǎn)受力方向和速度方向如圖所示.答案(2)用一塊磁鐵，如何使小鋼球做以下運(yùn)動(dòng)：①加速直線運(yùn)動(dòng)；答案

把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正前方；(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答案所受合力方向與速度方向不共線.答案

把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正后方；答案把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的某一側(cè).②減速直線運(yùn)動(dòng)；③曲線運(yùn)動(dòng).1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件：當(dāng)物體受到的合力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向不共線時(shí)，物體將做曲線運(yùn)動(dòng)，與其受到的合力大小是否變化無關(guān).2.合外力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)，或者說合外力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè).知識(shí)深化例3曲線運(yùn)動(dòng)是自然界更為普遍的運(yùn)動(dòng)形式，下面關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)的一些說法中，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.物體在方向不變的外力作用下一定會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)C.物體在方向不斷變化的外力作用下一定會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)D.物體在大小不變的外力作用下必做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析答案√解析若力與初速度方向不在一條直線上，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤.物體所受的外力方向不斷變化，表明外力不會(huì)與速度始終共線，故在該外力作用下物體一定會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)，C對.做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)物體的受力恒定不變，而不光是受力大小不變，D錯(cuò)誤.例4汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛.圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，你認(rèn)為正確的是解析答案√解析

A選項(xiàng)中力的方向與速度方向相同，B選項(xiàng)中力的方向與速度方向相反，這兩種情況下汽車會(huì)做直線運(yùn)動(dòng)，不符合實(shí)際，A、B錯(cuò)誤；物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，故C錯(cuò)誤，D對.針對訓(xùn)練一物體由靜止開始自由下落，一小段時(shí)間后突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)的軌跡可能是答案√解析解析物體自由下落到某處突然受一恒定水平向右的風(fēng)力，則軌跡應(yīng)向右彎曲，且彎點(diǎn)的切線方向應(yīng)豎直向下，故A、B、D都錯(cuò)；撤去風(fēng)力后，物體只受重力，即合外力向下，軌跡應(yīng)向下彎曲，只有C符合，故C正確.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于受力(加速度)的“一定”與“不一定”1.“一定”：物體受到的合外力(加速度)一定不為零.物體所受合外力(加速度)的方向與其速度方向一定不在同一條直線上.2.“不一定”：物體受到的合外力(加速度)不一定變化，即物體受到的合外力可以是恒力，也可以是變力.歸納總結(jié)當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測Ⅲ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)軌跡上的對應(yīng)點(diǎn)的切線方向，脫落的車輪的速度方向也就是脫落點(diǎn)軌跡的切線方向，車輪脫落后，不再受到車身的約束，只受到與速度方向相反的阻力作用，車輪做直線運(yùn)動(dòng)，故C正確.1.(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.仍然沿著汽車的彎道行駛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1234解析答案√2.(曲線運(yùn)動(dòng)的條件)對做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，下列說法正確的是A.速度方向與合外力方向不可能在同一條直線上B.加速度方向與合外力方向可能不在同一條直線上C.加速度方向與速度方向有可能在同一條直線上D.合外力的方向一定是變化的解析答案√解析由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知，速度方向與合外力方向不可能在同一條直線上，所以A正確；根據(jù)牛頓第二定律，加速度與合外力一定同向，所以B、C不正確；在恒力作用下，物體也可以做曲線運(yùn)動(dòng)，只要合外力方向與速度方向不共線就可以，所以D不正確，故選A.12343.(曲線運(yùn)動(dòng)的力、速度與軌跡的關(guān)系)(多選)如圖6所示，一個(gè)質(zhì)點(diǎn)沿軌道ABCD運(yùn)動(dòng)，圖中畫出了質(zhì)點(diǎn)在各處的速度v和質(zhì)點(diǎn)所受合力F的方向，其中正確的是A.A位置 B.B位置C.C位置 D.D位置答案√圖6√12344.(合力與曲線運(yùn)動(dòng))(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)后，物體可能做

A.加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng)B.加速度大小為的勻變速直線運(yùn)動(dòng)C.加速度大小為