高一物理必修必修2導(dǎo)學案-2017版.doc

第五章 曲線運動5.1.1曲線運動【學習目標】（l）知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動；（2）知道物體做曲線運動的條件是所受的合外力與它的速度方向不在一條直線上。【自主學習】1、曲線運動：_。2、曲線運動的性質(zhì)：（1）曲線運動中運動的方向時刻_，質(zhì)點在某一時刻（某一點）的速度方向是沿_，并指向運動的一側(cè)。（2）曲線運動一定是_運動，一定具有_。（3）常見的曲線運動有：_ _ _。（4）合外力一定_。3、曲線運動的條件：（1）運動速度方向與加速度的方向共線時，運動軌跡是_。（2）運動速度方向與加速度的方向不共線，且合力為定值，運動為_運動，如：_。（3）運動速度方向與加速度的方向不共線，且合力不為定值，運動為_運動，如：_。4、曲線運動速度大小、方向的的判定：（1）當力的方向與速度垂直時：速度的大小_（變、不變、可能變），軌跡向_彎曲；（2）當力的方向與速度成銳角時：速度的大小_（變大、不變、變?。?，軌跡向_彎曲；（3）力的方向與速度成鈍角時：速度的大小_（變大、不變、變?。壽E向_彎曲；課堂合作探究V0AFFV0V0V0B CDFF例題1：已知物體運動的初速度v的方向及受恒力的方向如圖所示，則圖中可能正確的運動軌跡是：例題2：一個質(zhì)點受到兩個互成銳角的F1和F2的作用，有靜止開始運動，若運動中保持力的方向不變，但F1突然增大到F1+F，則此質(zhì)點以后做_ 【鞏固提高】1、關(guān)于曲線運動的速度，下列說法正確的是：（ ）A、速度的大小與方向都在時刻變化B、速度的大小不斷發(fā)生變化，速度的方向不一定發(fā)生變化C、速度的方向不斷發(fā)生變化，速度的大小不一定發(fā)生變化D、質(zhì)點在某一點的速度方向是在曲線的這一點的切線方向2、下列敘述正確的是：（ ）A、物體在恒力作用下不可能作曲線運動B、物體在變力作用下不可能作直線運動C、物體在變力或恒力作用下都有可能作曲線運動D、物體在變力或恒力作用下都可能作直線運動3、下列關(guān)于力和運動關(guān)系的說法中，正確的上：（ ）A、物體做曲線運動，一定受到了力的作用B、物體做勻速運動，一定沒有力作用在物體上C、運動狀態(tài)變化，一定受到了力的作用D、體受到摩擦力作用，運動狀態(tài)一定會發(fā)生改變4、物體受到的合外力方向與運動方向關(guān)系，正確說法是：（ ）A、相同時物體做加速直線運動B、成銳角時物體做加速曲線運動C、成鈍角時物體做加速曲線運動D、如果一垂直，物體則做速率不變的曲線運動5、某質(zhì)點作曲線運動時: （ ）A、在某一點的速度方向是該點曲線的切線方向B、在任意時間內(nèi)位移的大小總是大于路程C、在任意時刻質(zhì)點受到的合外力不可能為零 D、速度的方向與合外力的方向必不在一直線上6、某質(zhì)點在恒力 F作用下從A點沿圖中曲線運動到 B點，到達B點后，質(zhì)點受到的力大小仍為F，但方向相反，則它從B點開始的運動軌跡可能是圖中（ ）A、曲線a B、曲線b C、曲線C D、以上三條曲線都不可能7、劈形物體M，各個表面光滑，上表面水平，將其置于固定的斜面上，在M上表面再放置一小球m，如圖所示.物體M從靜止開始釋放，試判斷小球在碰到斜面前的軌跡（ ）A、沿斜面向下的直線 B、豎直向下的直線 C、無規(guī)則直線 D、拋物線8、如圖所示，為一空間探測器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個噴氣發(fā)動機，P1、P3的連線與空間一固定坐標系的x軸平行，P2、P4的連線與y軸平行，每臺發(fā)動機開動時，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動.開始時，探測器以恒定的速率v0向正x方向平移。（1）單獨分別開動P1、P2、P3、P4，探測器將分別做什么運動？（2）單獨開動P2和P4，探測器的運動有什么不同。5.1.2 曲線運動【學習目標】會用作圖和計算的方法，求解位移和速度的合成與分解問題?！咀灾鲗W習】1在具體情景中，知道合運動、分運動分別是什么，知道其同時性和獨立性。2知道運動的合成與分解，理解運動的合成與分解遵循平行四邊形定則。一、合運動與分運動的概念：1、_叫合運動，_叫分運動。理解：物體的實際運動是_（合、分）運動，幾個分運動一般指_個分運動。2、運動的合成與分解：_叫運動的合成；_叫運動的分解。二、運動合成與分解的法則：運算法則：運動合成與分解是_（矢量、標量）的合成與分解，遵從_法則。三、合運動與分運動的關(guān)系：、獨立性：兩個分運動可能共線、可能互成角度。兩個分運動各自獨立，互不干擾。、等效性：兩個分運動的規(guī)律、位移、速度、加速度疊加起來與合運動的規(guī)律、位移、速度、加速度有完全相同效果。、等時性：合運動和分運動進行的時間完全相同。4、同一性：合運動和分運動是指同一個物體參與的分運動和實際發(fā)生的合運動四、常見運動的合成與分解：小船渡河問題例1：一條寬度為L的河，水流速度為為v水，已知船在靜水中的航速v船，那么（1）怎樣渡河時間最短？（2）若v水v船，怎樣渡河位移最?。浚?）若v水v船，怎樣渡河船漂下的距離最短？繩子拉船問題例2：如圖2-1所示，用繩牽引小船靠岸，若收繩的速度為v1，在繩子與水平方向夾角為的時刻，船的速度v有多大？【鞏固提高】1、船以5m/s垂直河岸的速度渡河，水流的速度為3m/s，若河的寬度為100m，試分析和計算：（1）船能否垂直達到對岸；（2）船需要多少時間才能達到對岸；（3）船登陸的地點離船出發(fā)點的距離是多少？（4）設(shè)此船仍是這個速率，但是若此船要垂直達到對岸的話，船頭需要向上游偏過一個角度q，求sinq。解:2、火車以12m/s的速度向東行駛，雨點的速度為16m/s的速度，方向豎直向下，求：車中的人所觀察到雨點的速度，方向如何？解:3、質(zhì)量M=2kg的物體在光滑的平面上運動，其分速度Vx和Vy隨時間變化的圖線如圖所示，求： （1）物體的初速度；（2）物體受的合力；（3）t=8s時物體的速度；（4）t=4s時物體的位移；（5）物體的軌跡方程；解:4、如圖3所示，A、B以相同的速率v下降，C以速率vx上升，繩與豎直方向夾角已知，則vx=_v。5.2.1 平拋運動【自主學習】閱讀教材，回答下列問題：1.拋體運動：以 將物體拋出，不計空氣阻力，物體只受 作用下的運動。2.平拋運動：物體只受 作用，且拋出時的初速度是 的運動。3.平拋運動的軌跡：平拋運動的軌跡是一條 。4.平拋運動的規(guī)律：（1）水平方向：做 運動；公式為： （2）豎直方向：做 運動；公式為： 轉(zhuǎn)換思想：化曲為直【合作探究】例題：如圖所示，一物體從離地面h=20m高處以V0=10m/s的初速度水平拋出。（取g=10m/s2）求：（1）落地的時間t。（2）水平飛出的距離X。（3）落地時速度V的大小。（4）落地時位移S的大小?！灸繕藱z測】1、平拋運動物體的規(guī)律可以概括為兩點：(1)水平方向做勻速運動，(2)豎直方向做自由落體運動。為了研究平拋物體的運動，可做下面的實驗：如圖所示，用小錘打擊彈性金屬片，A球就水平飛出，同時B球被松開，做自由落體運動，兩球同時落到地面，這個實驗（ ）A、只能說明上述規(guī)律中的第(1)條 B、只能說明上述規(guī)律中的第(2)條C、不能說明上述規(guī)律中的任何一條 D、能同時說明上述兩條規(guī)律2、有一物體在高h處，以初速V0水平拋出，不計空氣阻力，落地時速度為V1，豎直分速度Vy，水平飛行距離S，則物體在空中飛行時間（ ）A、 B、 C、 D、3、在同一O點拋出的3個物體,做平拋運動的軌跡如圖所示,則3個物體做平拋運動的初速度vA、vB、vC的關(guān)系和3個物體做平拋運動的時間tA、tB、tC的關(guān)系分別是（ ）A、vAvBvC,tAtBtC B、vA=vB=vC,tA=tB=tCC、vAvBtBtC D、vAvBvC,tAtBV2時，12 B、當V1V2時，1r2，O1C=r2，則三點的向心加速度的關(guān)系為( )A、aA=aB=aCB、aCaAaBC、aCaAaA 4、重25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離拴繩子的橫梁2.5m。如果秋千板擺動經(jīng)過最低位置時的速度是3m/s，這時秋千板對小孩的支持力是多大？（設(shè)小孩的重心位于秋千板上）5、如圖所示，質(zhì)量m=0.1kg的小球在細繩的拉力作用下在豎直面內(nèi)做半徑為r=0.2m的圓周運動，已知小球在最高點時細繩的拉力為1N，試求小球在最高點時的速度大小。6、質(zhì)量為4t的汽車，通過半徑為50m的圓弧拱橋最高點時的速率為5m/s，求：（1）汽車通過橋面最高點時對橋面的壓力？（2）汽車以多大的速度過橋會對拱橋無壓力？7、如圖所示，在固定光滑水平板上有一光滑小孔O，一根輕繩穿過小孔，一端連接質(zhì)量m=1kg的小球A，另一端連接質(zhì)量M=4kg的物體B。當A球沿半徑r=0.1m的圓周做勻速圓周運動時，要使物體B不離開地面，A球做圓周運動的角速度有何限制？（g=10m/s2）。8、水平面內(nèi)放置一原長為L的輕質(zhì)彈簧，一端固定，另一端系一小球，當小球在該水平面內(nèi)做半徑為1.2L的勻速圓周運動時，速率為V1；當小球作半徑為1.5L的勻速圓周運動時，速率為V2，若彈簧未超過彈性限度，求V1和V2 的比值。5.7.1 生活中的圓周運動（一）【學習目標】1、知道火車轉(zhuǎn)彎位置處的路軌特點。2、知道汽車過拱形橋運動可以當圓周運動處理，并明確這一運動是非勻速圓周運動?！咀灾鲗W習】閱讀教材，回答下列問題：一、 火車轉(zhuǎn)彎問題1、火車轉(zhuǎn)彎時的運動特點：火車轉(zhuǎn)彎時做的是_運動，因而具有向心加速度，需要_。若內(nèi)外軌等高，誰提供向心力？有何弊病？如何解決？實際中火車轉(zhuǎn)彎時誰提供向心力？對車速有何要求？2、為了消除火車車輪對路軌的側(cè)向壓力，鐵路彎道處內(nèi)、外軌不在同一水平面上，GF合FN即_高、_低。其高度差是根據(jù)轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑和規(guī)定的行駛速度而設(shè)計的。 3、計算規(guī)定速度：設(shè)火車質(zhì)量m、軌道平面傾角、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑r、規(guī)定的車速v，則應(yīng)有 （寫出表達式）4、在轉(zhuǎn)彎處：(1)若列車行駛的速率等于規(guī)定速度，則兩側(cè)軌道都不受車輪對它的側(cè)向壓力(2)若列車行駛的速率大于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對它向_的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.(3)若列車行駛的速率小于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對它向_的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.二、拱形橋1、汽車在凸形橋的最高點時，誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達式。（設(shè)橋的半徑是r，汽車的質(zhì)量是m，車速為v，支持力為FN）支持力FN_重力G v越大，則壓力_，當v=_時，壓力=0。2、汽車在凹形橋的最低點時，誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達式。設(shè)橋的半徑是r，汽車的質(zhì)量是m，車速為v，支持力為FN。支持力FN_重力G v越大，則壓力_?！竞献魈骄俊刻骄恳唬鸿F路拐彎問題【例題1】已知車軌間距為L，兩軌高度差為h，轉(zhuǎn)彎半徑為R，則質(zhì)量為M的火車運行時應(yīng)當有多大的速度？（因為角很小，所以可以認為sin=tan）注意：火車運動的圓心在哪兒？向心力應(yīng)是什么方向？探究二：拱形橋【例題2】有一輛質(zhì)量是800kg的汽車駛上弧形半徑為50m的拱橋（取g=10m/s）。 汽車到達橋頂時速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？ 汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時恰好對橋面沒有壓力？ 車速太小，行駛太慢，容易堵車；車速太大，過拱橋時容易飛車，太危險；對于同樣的車速，拱橋弧形半徑大一些安全還是小一些安全？ 如果拱橋半徑增大到與地球半徑大小R=6400km，汽車要在地面騰空，速度要多大？ 若橋面為凹形，汽車以20ms的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?1、一輛賽車在經(jīng)過凸橋的最高點時，速度v=,此時關(guān)閉發(fā)動機，如圖，則賽車：（ ）A、沿橋面下滑到M點. B、按半徑大于R的新圓弧軌道運動.C、先滑到N，再離開橋面做斜下拋運動. D、立即離開橋頂做平拋運動.2、有一個驚險的雜技節(jié)目叫“飛車走壁”，雜技演員騎摩托車先在如圖所示的大型圓筒底部作速度較小半徑較小的圓周運動，通過逐步加速，圓周運動半徑亦逐步增大，最后能以較大的速度在垂直的壁上作勻速圓周運動，這時使車子和人整體作圓周運動的向心力是（ ）A、圓筒壁對車的靜摩擦力 B、筒壁對車的彈力C、摩托車本身的動力 D、重力和摩擦力的合力3、鐵路在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌的原因是()減輕輪緣對外軌的擠壓 減輕輪緣與內(nèi)軌的擠壓火車按規(guī)定的速度轉(zhuǎn)彎，外軌就不受輪緣的擠壓 火車無論以多大速度轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌都不受輪緣擠壓A、B、C、D、4、汽車在半徑為r的水平彎道上轉(zhuǎn)彎，如果汽車與地面的動摩擦因數(shù)為，那么不使汽車發(fā)生滑動的最大速率是()A、B、 C、D、5. 飛機駕駛員最多可承受9倍的重力加速度帶來的影響，當飛機在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖時速度為v，則圓弧的最小半徑為()A、B、 C、D、6、一科技活動小組利用課余時間來模擬雜技演員表演“水流星”，使裝有水的瓶子在豎直平面內(nèi)做圓周運動。經(jīng)過比較準確地測量或稱量，所需要的實驗數(shù)據(jù)如下：半徑為0.9 m，瓶內(nèi)盛有100g水，空瓶的質(zhì)量為400g，g取10m/s2，請你幫助完成以下兩種情況的計算：（1）當瓶運動到最高點時，瓶口向下，要使水不流出來，瓶子的速度至少為_m/s，此時水的向心力為_N，繩子受到的拉力為_N。（2）若在最低點的速度是臨界速度的2倍，則此時，水的向心力為_N，繩子受到的拉力為_N，水對瓶底的壓力為_N。5.7.2 生活中的圓周運動（二）【學習目標】1、了解航天器中的失重現(xiàn)象及其原因。2、知道離心運動的定義及條件。【自主學習】閱讀教材，回答下列問題:一、航天器中的失重現(xiàn)象1、了解離心運動及物體做離心運動的條件，知道離心運動的應(yīng)用和危害。復(fù)習：超重的條件是什么？失重的條件是什么？完全失重的條件又是什么？2、近地做勻速圓周運動的航天器中，物體的向心力由誰提供？ （1）V= 時，航天員（或物體）對航天器無壓力，航天員處于_狀態(tài)。（2）任何關(guān)閉了發(fā)動機又不受_的飛行器，都是一個_的環(huán)境。3、把航天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，是 的。二、離心運動1、定義：做圓周運動的物體，在合外力突然消失時，將會 ；如果合外力未消失，但合力不足以提供它做圓周運動所需的向心力時，將會做逐漸_圓心的運動，這種運動叫離心運動.2、向心運動：做圓周運動的物體，當其所受的沿徑向的合外力_于物體所需的向心力時，物體會逐漸_圓心.3、離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體_的表現(xiàn)。4、請舉出離心運動應(yīng)用的例子：【合作探究】【例題】如圖示，質(zhì)量m1 kg的小球用細線拴住，線長l0.5 m，細線所受拉力達到F18 N時就會被拉斷。當小球從圖示位置釋放后擺到懸點的正下方時，細線恰好被拉斷。若此時小球距水平地面的高度h5 m，重力加速度g10 m/s2，求小球落地處到地面上點的距離？（P點在懸點的正下方）【目標檢測】1、如圖所示，在光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做勻