2024-2025學(xué)年高中物理第1章1曲線運動教案教科版必修2

PAGE8-1．曲線運動學(xué)習(xí)目標知識脈絡(luò)(老師用書獨具)1.知道什么是曲線運動．2．會確定曲線運動速度的方向，知道曲線運動是變速運動．(重點)3．知道物體做曲線運動的條件，并能用于分析曲線運動的一些實例．(重點、難點)一、隨處可見的曲線運動及曲線運動的速度方向1．曲線運動物體運動軌跡是曲線的運動．2．速度方向質(zhì)點在做曲線運動時，在某一位置的速度方向就是曲線在這一點的切線方向．3．運動性質(zhì)做曲線運動的質(zhì)點的速度方向時刻發(fā)生變更，即速度時刻發(fā)生變更，因此曲線運動肯定是變速運動．二、曲線運動的條件1．試驗探究如圖所示，沾有印泥的鋼珠在水平桌面的紙面上做直線運動，在鋼珠旁側(cè)放上磁鐵，鋼珠受到磁鐵對它的側(cè)向吸引力而做曲線運動．2．結(jié)論當運動物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同始終線上時，物體就做曲線運動．1．思索推斷(正確的打“√”，錯誤的打“×”)(1)曲線運動的速度方向可能不變． ()(2)曲線運動的速度大小和方向肯定同時變更． ()(3)曲線運動肯定是變速運動，但變速運動不肯定是曲線運動． ()(4)物體做曲線運動時，合力肯定不為零． ()(5)物體做曲線運動時，加速度肯定不為零． ()【提示】(1)×(2)×(3)√(4)√(5)√2.跳水運動是一項難度很大又極具欣賞性的運動，我國運動員多次在國際跳水賽上摘金奪銀，被譽為跳水“夢之隊”，如圖是一位跳水隊員從高臺做“反身翻騰二周半”動作時頭部的運動軌跡，最終運動員沿豎直方向以速度v入水，整個過程中，有幾個位置頭部的速度方向與入水時v的方向垂直()A．2個 B．3個C．4個 D．5個D[運動員做曲線運動，入水時速度方向豎直向下；由于曲線運動的速度方向為該點軌跡的切線方向，圖中共有5個位置頭部的速度方向是水平的，故D正確．]3．如圖所示的曲線為運動員拋出鉛球的運動軌跡(鉛球視為質(zhì)點)，A、B、C為曲線上的三點，鉛球先后經(jīng)過A、B、C三點，關(guān)于鉛球在B點的速度方向，說法正確的是()A．為AB的方向 B．為BC的方向C．為BD的方向 D．為BE的方向C[做曲線運動的物體速度沿軌跡切線方向，故鉛球在B點的速度方向沿BD的方向，C正確．]4．如圖所示，質(zhì)點沿曲線從A向B做減速運動，則質(zhì)點在運動路途上C點時合外力的方向可能正確的是()A．F1 B．F2C．F3 D．F4A[質(zhì)點沿曲線做減速運動，受力方向肯定指向曲線凹側(cè)，且合外力沿切線方向的分力與速度方向相反，由此可確定合外力的方向只可能是F1.]對曲線運動的理解1．曲線運動的速度(1)曲線運動中質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是質(zhì)點從該時刻(或該點)脫離曲線后自由運動的方向，也就是曲線上這一點的切線方向．(2)速度是矢量，既有大小，又有方向，假如在運動過程中只有速度大小的變更，而物體的速度方向不變，則物體只能做直線運動．因此，若物體做曲線運動，表明物體的速度方向發(fā)生了變更．2．曲線運動的性質(zhì)(1)由于做曲線運動的物體的速度方向時刻在變更，不管速度大小是否變更，物體的速度在時刻變更，即曲線運動肯定是變速運動．(2)曲線運動是否是勻變速運動取決于物體的合外力．合外力為恒力，物體做勻變速曲線運動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運動．【例1】翻滾過山車是大型游樂園里的一種比較刺激的消遣項目．如圖所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點)從高處沖下，過M點時速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點，下列說法中正確的是()A．過A點時的速度方向沿AB方向B．過B點時的速度方向沿水平方向向左C．過A、C兩點時速度方向相同D．圓形軌道上與M點速度方向相同的點在AB段上思路點撥：解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)曲線運動的速度方向沿曲線上該點的切線方向．(2)速度是矢量，只有大小和方向都相同，才是速度相同．B[翻滾過山車經(jīng)過A、B、C三點的速度方向如圖所示．由圖可推斷選項B正確，選項A、C錯誤．用直尺和三角板作M點速度方向的平行線且與圓相切于N點，則過山車過N點時速度方向與M點相同，選項D錯誤．]曲線運動性質(zhì)的兩點提示1．物體做曲線運動，速度方向肯定時刻在變更，與該時刻運動軌跡曲線上相應(yīng)點的切線方向相同．2．曲線運動可能受恒力，也可能受變力．加速度方向可能變更，也可能不變．1．假如在彎道上高速行駛的賽車，后輪突然脫離賽車，關(guān)于脫離賽車后的車輪的運動狀況，以下說法正確的是()A．仍舊沿著汽車行駛的彎道運動B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道D．上述狀況都有可能C[賽車沿彎道行駛，任一時刻賽車上各部件的速度方向都是賽車運動的曲線軌跡上對應(yīng)點的切線方向．被甩出的后輪由于慣性沿甩出點所在軌跡的切線方向做直線運動．所以C選項正確．]對曲線運動條件的理解1．從運動學(xué)的角度看：質(zhì)點加速度方向與速度方向不在同一條直線上時(其夾角是銳角、直角、鈍角)，質(zhì)點做曲線運動．2．從動力學(xué)的角度看：質(zhì)點所受合外力的方向與速度方向不在同一條直線上，質(zhì)點就做曲線運動．3．合外力與速度變更的關(guān)系：方向與速度方向平行的力變更速度大??；方向與速度方向垂直的力變更速度方向；與速度方向不平行也不垂直的力，同時變更速度的大小和方向．4．曲線上隨意一點的切線總在曲線的外側(cè)，運動物體的軌跡必定向合外力方向彎曲，即合外力方向總指向曲線的內(nèi)側(cè)．特殊提示：做曲線運動的物體速度是否變大確定于所受合外力沿切線方向的分力，假如該力與速度v同向則物體速度變大，反之則變小．【例2】一個質(zhì)點受到兩個互成銳角的恒力F1和F2的作用，由靜止起先運動．若運動中保持二力方向不變，但讓F1突然增大到F1＋ΔF，則質(zhì)點以后()A．肯定做勻變速曲線運動B．可能做勻變速直線運動C．肯定做勻變速直線運動D．可能做變加速曲線運動思路點撥：解答本題可按以下思路分析：推斷合運動是直線運動還是曲線運動，依據(jù)是合外力(或合加速度)與合速度方向是否在一條直線上．A[起先時質(zhì)點受F1、F2的作用，由靜止起先沿合力F方向做勻加速直線運動．當F1變?yōu)镕1＋ΔF后，合外力F′仍為恒力，但與速度方向不在一條直線上，如圖，則質(zhì)點肯定做勻變速曲線運動.]曲線運動的軌跡特點(1)做曲線運動的物體，運動軌跡不斷變更，其變更后的軌跡處在運動方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間，且偏向合外力所指的一側(cè).(2)若物體在恒力作用下做曲線運動，物體的運動軌跡越來越接近力的方向，但不會與力的方向相同．2．質(zhì)點在某一平面內(nèi)沿曲線由P運動到Q，假如用v、a、F分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力．則下列選項中可能正確的是()D[質(zhì)點做曲線運動時，速度方向是曲線上這一點的切線方向，選項A錯誤；質(zhì)點所受合外力和加速度的方向指向運動軌跡的凹側(cè)，選項B、C錯誤，只有選項D正確．]1．(多選)下列說法正確的是()A．做曲線運動的物體速度方向肯定發(fā)生變更B．速度方向發(fā)生變更的運動肯定是曲線運動C．速度變更的運動肯定是曲線運動D．做曲線運動的物體肯定有加速度AD[任何曲線運動的速度方向時刻變更，肯定有加速度，故A、D正確．速度方向變更、速度變更的運動不肯定是曲線運動，如豎直上拋運動，速度發(fā)生變更，在最高點速度方向發(fā)生變更，而軌跡為直線，故B、C錯．]2．質(zhì)點沿如圖所示的軌跡從A點運動到B點，已知其速度漸漸減小，圖中能正確表示質(zhì)點在C點處受力的是()C[依據(jù)曲線運動中合力F應(yīng)指向軌跡的“凹側(cè)”，可解除A、D項．在B項中，F(xiàn)的方向與v的方向成銳角，質(zhì)點從A到B加速，故B錯誤．在C項中，F(xiàn)的方向與v的方向成鈍角，質(zhì)點從A到B減速，故C正確．]3．一個物體在相互垂直的兩個恒力F1和F2的作用下，由靜止起先運動，經(jīng)過一段時間后，突然撤去F2，則物體的運動狀況是()A．物體做勻變速曲線運動B．物體做變加速曲線運動C．物體做勻速直線運動D．物體沿F1的方向做勻加速直線運動A[物體在相互垂直的兩個恒力F1和F2的作用下，由靜止起先做勻加速直線運動，其速度方向與F合的方向一樣，經(jīng)過一段時間后，撤去F2，F(xiàn)1與v不在同始終線上，故物體必做曲線運動．由于F1恒定，由a＝eq\f(F1,m)可知，a也恒定，故應(yīng)為勻變速曲線運動，選項A正確．]4．如圖所示，小鋼球m以初速度v0在光滑水平面上運動，后受到磁極的側(cè)向作用力而做圖示的曲線運動到達D點，從圖可知磁極的位置及極性可能是()A．磁極在A位置，極性肯定是N極B．磁極在B位置，極性肯定是S極C．磁極在C位置，極性肯定是N極D．磁極在B位置，極性無法確定D[小鋼球受到磁極側(cè)向力作用時運動軌跡向合外力的方向彎曲，鋼球的運動軌跡位于速度v0與合外力方向之間，故磁極在B位置，極性無法確定，D項正確．]5.小文同學(xué)在探究物體做曲線運動的條件時，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運動，得到不同軌跡．圖中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A時，小鋼珠的運動軌跡是_______(填軌跡字母代號)，磁鐵放在位置