高中物理《曲線運(yùn)動》教案10 新人教版必修2（通用）

1、5.1曲線運(yùn)動 課標(biāo)要求:1.知道曲線運(yùn)動中速度的方向，理解曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動。2.掌握物體作曲線運(yùn)動的條件。3.能運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律，推出物體作曲線運(yùn)動的條件。學(xué)習(xí)重點(diǎn): 曲線運(yùn)動瞬時速度方向。學(xué)習(xí)難點(diǎn): 物體作曲線運(yùn)動的條件。主要內(nèi)容:一、曲線運(yùn)動1.所有物體的運(yùn)動從軌跡的不同可以分為兩大類，即直線運(yùn)動和曲線運(yùn)動。2.運(yùn)動軌跡是直線的運(yùn)動叫做直線運(yùn)動；運(yùn)動軌跡是曲線的運(yùn)動叫做曲線運(yùn)動。注：曲線運(yùn)動比直線運(yùn)動復(fù)雜得多，而自然界中普遍發(fā)生的運(yùn)動大多是曲線運(yùn)動，所以運(yùn)用已學(xué)過的運(yùn)動學(xué)的基本概念和動力學(xué)的基本規(guī)律牛頓運(yùn)動定律來研究曲線運(yùn)動問題是十分必要的。本章將重點(diǎn)學(xué)習(xí)曲線運(yùn)動中比較簡單但又非常

2、實用的兩種情況：平拋運(yùn)動和圓周運(yùn)動。二、曲線運(yùn)動速度的方向1.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時，速度的方向時刻發(fā)生變化速度是一個矢量，既有大小，又有方向。如果物體的速度方向不變，則物體做直線運(yùn)動，例如我們前面已學(xué)過的勻速直線運(yùn)動，勻變速直線運(yùn)動等。曲線運(yùn)動和直線運(yùn)動的區(qū)別就在于速度方向發(fā)生變化。2.做曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)(或某一時刻)的速度方向是在曲線(物體運(yùn)動的軌跡)的這一點(diǎn)的切線方向上。這一結(jié)論是怎樣得出的?我們是通過觀察現(xiàn)象得出的。例如，砂輪打磨下來的熾熱微粒，它們沿著砂輪運(yùn)轉(zhuǎn)的切線方向飛去；運(yùn)動員擲鏈球時，鏈球在運(yùn)動員的牽引下做曲線運(yùn)動，一旦運(yùn)動員放手，鏈球即刻沿該點(diǎn)的切線方向飛去。我們還可以通過實

3、驗得出這一結(jié)論。因為切線是一條直線，其方向有兩個，所以對于做曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的速度，確切的說法是：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)或某一時刻的速度方向是曲線在這一點(diǎn)的切線方向，并指向質(zhì)點(diǎn)下一時刻位置一側(cè)的方向。注意：物理中所講的“切線方向”與數(shù)學(xué)上的“切線方向”是有區(qū)別的。3曲線運(yùn)動的性質(zhì)，一定是變速運(yùn)動因為速度是矢量，既有大小，又有方向。當(dāng)速度的大小發(fā)生改變，或者速度的方向發(fā)生改變，或者速度的大小和方向都發(fā)生改變，就表示速度矢量發(fā)生了變化。而曲線運(yùn)動中速度的方向時刻在改變(無論速度大小是否改變)，即速度矢量時刻改變著，所以曲線運(yùn)動必是變速運(yùn)動?！纠弧肯铝姓f法中正確的是( )A.做曲線運(yùn)動物體的速度方向一定發(fā)生變

4、化。B.速度方向發(fā)生變化的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動。C.速度變化的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動。D.加速度變化的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動?！纠课矬w做曲線運(yùn)動（ ）A.速度的方向時刻在改變。B.速度的大小一定會改變。C.速度的方向不能確定。D.不一定是變速運(yùn)動。三、物體做曲線運(yùn)動的條件1.觀察現(xiàn)象一個在水平面上做直線運(yùn)動的鋼球，如果在鋼球運(yùn)動路線的旁邊放一塊磁鐵，鋼球就會偏離原來的運(yùn)動方向，而向磁鐵一側(cè)做曲線運(yùn)動。2.現(xiàn)象分析為什么鋼球會偏離原來的運(yùn)動方向而做曲線運(yùn)動呢?根據(jù)牛頓第二定律可知，如果物體受到的合力方向跟物體的速度方向在同一條直線上(同向或反向)，產(chǎn)生的加速度也就在同一直線上，合力的作用效果體現(xiàn)在改變

5、物體速度大小上，即使方向改變，也是在同一直線上，物體就做直線運(yùn)動；當(dāng)合外力的方向跟速度方向不在同一直線上時，可將合外力分解到沿著速度方向和垂直于速度方向上，沿著速度方向的分力改變速度大小，垂直于速度方向的分力改變速度的方向，這時物體做曲線運(yùn)動。若合外力與速度方向始終垂直，物體就做速度大小不變、方向不斷改變的曲線運(yùn)動。若合外力為恒力，物體就做勻變速曲線運(yùn)動。因為鋼球受到的合力，即磁鐵的吸引力，與鋼球的速度方向不在同一直線上，產(chǎn)生的加速度也不在鋼球運(yùn)動方向上，磁鐵的吸引力迫使鋼球運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生改變，不但改變鋼球的速度大小，而且改變其速度方向?？梢娏κ俏矬w運(yùn)動狀態(tài)改變的根本原因，力是鋼球運(yùn)動方向改變的

6、原因。3.結(jié)論當(dāng)物體所受合力方向跟它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運(yùn)動。這也就是物體做曲線運(yùn)動的條件。4.注：如何判斷物體是做直線運(yùn)動還是做曲線運(yùn)動呢?判斷時應(yīng)緊扣物體做曲線運(yùn)動的條件進(jìn)行分析(1)明確物體的初速度方向；(2)分析合力的方向；(3)分析兩個方向的關(guān)系從而做出判斷。方法規(guī)律小結(jié)：內(nèi) 容說 明曲線運(yùn)動軌跡是曲線的運(yùn)動叫曲線運(yùn)動可以看成幾個直線運(yùn)動的合運(yùn)動物體做曲線運(yùn)動的條件物體所受合力方向跟它的速度方向不在同一直線上即加速度方向跟物體的速度方向不在同一直線上曲線運(yùn)動的特點(diǎn)1.軌跡是曲線2.某點(diǎn)瞬時速度的方向就是通過該點(diǎn)的切線方向3.曲線運(yùn)動的速度方向時刻在改變，所以是變速運(yùn)

7、動，并且必具有加速度1.既可能受恒力作用，也可能是受變力作用2.加速度既可能是不變的，也可能是變化的【例三】如圖所示，拋出的石子做曲線運(yùn)動。試在圖中畫出石子沿這條曲線運(yùn)動時在A、B、C、D各點(diǎn)的速度方向和所受力的圖示（不計空氣阻力），分析一下物體的受力情況及合力與速度方向間的夾角隨時間的變化的關(guān)系。【例四】下列說法中正確的是( )A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動。B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動。C.物體在恒力或變力作用下都可能做曲線運(yùn)動。D.做曲線運(yùn)動的物體，其速度方向與加速度方向一定不在同一直線上?！纠濉筷P(guān)于曲線運(yùn)動，下列說法正確的是( )A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動。B.

8、物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動。C.做曲線運(yùn)動的物體，其速度大小一定變化。D.速度大小和加速度大小均不變的運(yùn)動（速度不為零，加速度也不為零）可能是曲線運(yùn)動?！纠肯铝嘘P(guān)于運(yùn)動狀態(tài)與受力關(guān)系的說法中，正確的是( )A.物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，物體的受力情況一定變化。B.物體在恒力作用下，一定作勻變速直線運(yùn)動。C.物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變，說明物體所受的合外力為零。D.物體作曲線運(yùn)動時，受到的合外力可以是恒力。拓廣延伸：一、怎樣認(rèn)識曲線運(yùn)動中物體所受合力的作用效果?【例七】如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運(yùn)動到B，這時突然使它所受力反向，大小不變，則由F變?yōu)?F，在此力作用下，物體以后的運(yùn)動

9、情況，下列說法正確的是( )A.物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動。B.物體不可能沿直線Bb運(yùn)動。C.物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動。D.物體不可能沿原曲線由B返回A。【例八】質(zhì)點(diǎn)在三個恒力F1、F2和F3的作用下，處于平衡狀態(tài)，若突然撤去F1，并保持F2和F3的大小和方向不變，之后質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動( )A.一定沿F1的反方向做勻加速直線運(yùn)動。B.一定做勻變速運(yùn)動。C.一定做直線運(yùn)動。D.一定做曲線運(yùn)動?！纠拧课矬w在幾個共點(diǎn)的恒力作用下處于平衡狀態(tài)，若突然撤消其中的一個力(其他力保持不變)，則該物體( )A.一定做勻速直線運(yùn)動 B.一定做勻加速直線運(yùn)動C.一定做曲線運(yùn)動 D.上述幾種說法都不對【例十】一航天探測器

10、完成對月球的探測任務(wù)后，在離開月球的過程中，由靜止開始沿著與月球表面成一傾斜角的直線飛行，先加速運(yùn)動，再勻速運(yùn)動，探測器通過噴氣而獲得推動力，以下關(guān)于噴氣方向的描述中正確的是( )A.探測器加速運(yùn)動時，沿直線向后噴氣。B.探測器加速運(yùn)動時，豎直向下噴氣。C.探測器勻速運(yùn)動時，豎直向下噴氣。D.探測器勻速運(yùn)動時，不需要噴氣?！纠弧恳晃矬w由靜止開始下落一小段時間后突然受一恒定水平風(fēng)力的影響，但著地前一小段時間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動軌跡的情況可能是圖中的哪一個( )【例十二】如圖所示，汽車在一段彎曲水平路面上勻速行駛，關(guān)于它受到的水平方向的作用力方同的示意圖，可能正確的是圖中F為地面對其的靜摩擦力

11、，f為它行駛時所受阻力( )二、“香蕉球”成因探秘【例十三】人在平地上行走時，如果讓腳輪流向后蹬地，人就一直向前走，做直線運(yùn)動，結(jié)合自己的情況，分析人若要向右轉(zhuǎn)彎，腳需如何蹬地?本節(jié)小結(jié)：知識點(diǎn)內(nèi)容說明和提示曲線運(yùn)動物體運(yùn)動的徑跡不是直線的運(yùn)動是變速運(yùn)動，具有加速度，是自然界普遍發(fā)生的運(yùn)動曲線運(yùn)動中速度的方向是時刻改變的；質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度的方向是曲線的這一點(diǎn)的切線方向速度的大小不一定改變物體做曲線運(yùn)動的條件運(yùn)動物體所受合力的方向跟它的速度方向不在同一條直線上合力(加速度)恒定時，物體做勻變速曲線運(yùn)動課內(nèi)練習(xí)：1.自行車場地賽中，運(yùn)動員騎自行車?yán)@圓形賽道運(yùn)動一周，下列說法正確的是( )A.運(yùn)動

12、員通過的路程為零。B.運(yùn)動員發(fā)生的位移為零。C.運(yùn)動員的速度方向時刻在改變。D.由于起點(diǎn)與終點(diǎn)重合，速度方向沒有改變，因此此運(yùn)動并非曲線運(yùn)動。2.關(guān)于物體做曲線運(yùn)動的條件，下述正確的是( )A.物體所受的合力是變力。B.物體所受合力的方向與速度方向不在同一條直線上。C.物體所受合力的方向與加速度的方向不在同一條直線上。D.物體所受合力的方向一定是變化的。課外練習(xí)：基礎(chǔ)題3.關(guān)于曲線運(yùn)動的性質(zhì)，下述說法中正確的是( )A.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。B.變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動。C.做曲線運(yùn)動的物體所受合力必不為零。D.物體做曲線運(yùn)動時速度大小必定改變。4.做曲線運(yùn)動的物體，在其軌跡曲線上某一點(diǎn)的加速

13、度方向( )A.為通過該點(diǎn)的曲線的切線方向。B.與物體在這一點(diǎn)時所受合外力方向垂直。C.與物體在這一點(diǎn)的速度方向一致。D.與物體在這一點(diǎn)的速度方向的夾角一定不為零。提高題5.一個質(zhì)點(diǎn)由西向東勻速運(yùn)動，現(xiàn)施加一個指向正北方向的力的作用，則質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動方向?qū)⑾? )A.正北方向偏折 B.正南方向偏折C.東北方向偏折 D.東南方向偏折6.一個質(zhì)點(diǎn)受到兩個互成銳角的恒力F1和F2的作用，由靜止開始運(yùn)動，若僅讓F1的大小增加F，則質(zhì)點(diǎn)以后( )A.一定做勻變速曲線運(yùn)動 B.可能做勻變速直線運(yùn)動C.一定做勻變速直線運(yùn)動 D.可能做變加速曲線運(yùn)動7.做勻變速曲線運(yùn)動的物體，隨著時間的延續(xù)，其加速度與速度方向間

14、的夾角將( )A.可能增大 B.一定減小C.一定增大 D.無法判斷變化情況8.如圖所示，質(zhì)量為m的物體受到四個共點(diǎn)力F1、F2、F3、F4的作用，做勻速直線運(yùn)動，速度v的方向與F3方向相同，與F1方向相反。(1)若其他力不變，僅撤去F1，則物體將做_運(yùn)動；加速度大小為_，加速度方向為_。(2)若其他力不變，僅撤去F2，則物體將做_運(yùn)動；加速度大小為_，加速度方向為_。(3)若其他力不變，僅撤去F3，則物體將做_運(yùn)動；加速度大小為_，加速度方向為_。(4)若四個力同時撤去，它將做_運(yùn)動；加速度大小為_，加速度方向為_。9.關(guān)于合力對物體速度的影響，下列說法正確的是( )A.如果合力總跟速度方向垂

15、直，則物體的速度大小不會改變，而物體的速度方向改變B.如果合力方向跟速度方向之間的夾角為銳角，則物體的速率將增大，方向也會發(fā)生變化C.如果合力方向跟速度方向之間的夾角為鈍角，則物體的速率將減小，方向也會發(fā)生變化D.如果合力方向跟速度方向在同一條直線上，則物體的速度方向不改變，只是速度大小發(fā)生變化探究題10.一物體由靜止開始下落一小段時間后突然受一恒定水平風(fēng)力的影響，但在著地前一段時間內(nèi)風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動軌跡可能是圖中的( )11.將一根細(xì)繩的中點(diǎn)拴緊在一個鋁鍋蓋的中心圓鈕上，再將兩側(cè)的繩并攏按順時針(或逆時針)方向在圓鈕上繞若干圈，然后使繩的兩端分別從左右側(cè)引出。將鍋蓋放在水平桌面上，圓鈕與

16、桌面接觸，往鍋蓋內(nèi)倒人少量水。再雙手用力拉繩的兩端(或兩個人分別用力拉繩的一端)，使鍋蓋旋轉(zhuǎn)起來，觀察有什么現(xiàn)象發(fā)生并解釋為什么會發(fā)生這種現(xiàn)象。課后作業(yè)：一、教材習(xí)題第34頁問題與練習(xí)13。二、補(bǔ)充習(xí)題1.關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動，下列描述中正確的是( )A.做曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)，瞬時速度的方向在曲線的切點(diǎn)方向上。B.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時受到的合力一定是變力。C.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時所受合力的方向與速度方向一定不在同一直線上。D.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時速度的大小一定是時刻在變化的。2.關(guān)于做曲線運(yùn)動物體的速度和加速度的說法中正確的是( )A.速度方向不斷改變，加速度方向不斷改變。B.速度方向不斷改變，加速度一定不為零

17、。C.加速度越大，速度的大小改變得越快。D.加速度越大，速度改變得越快。3.關(guān)于合外力對物體速度的影響，下列說法中正確的是( )A.如果合外力方向跟物體的速度方向成銳角，物體的速度將要增大，物體的速度方向也要改變。B.如果合外力方向跟物體的速度方向成鈍角，物體的速度將要減小，物體的速度方向也要改變。C.如果合外力方向跟物體的速度方向在同一條直線上，物體的速度大小改變，但方向不變。D.如果合外力方向跟物體的速度方向垂直，物體的速度大小不變，方向改變。4.物體受幾個力的作用而做勻速直線運(yùn)動，若突然撤去其中的一個力，它可能做( )A.勻速直線運(yùn)動。 B.勻加速直線運(yùn)動。C.勻減速直線運(yùn)動。 D.曲線

18、運(yùn)動。5.關(guān)于運(yùn)動的性質(zhì)，下列說法中正確的是( )A.變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動。B.曲線運(yùn)動一定是勻加速運(yùn)動。C.曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。D.物體加速度大小、速度大小均不變的運(yùn)動一定是直線運(yùn)動。6某物體在一足夠大的光滑水平面上向西運(yùn)動，當(dāng)它受到一個向南的恒定外力作用時，物體的運(yùn)動將是( )A直線運(yùn)動且是勻變速直線運(yùn)動。B曲線運(yùn)動但加速度方向不變、大小不變，是勻變速運(yùn)動。C曲線運(yùn)動但加速度度方向改變、大小不變，是非勻變速曲線運(yùn)動。D曲線運(yùn)動但加速度方向和大小均改變，是非勻變速曲線運(yùn)動。7某人騎著自行車以恒定的速率駛過一段彎路，自行車的運(yùn)動是勻速運(yùn)動還是變速運(yùn)動?為什么?8質(zhì)量為m的物體受到兩個互成

19、角度的恒力F1和F2的作用，若物體由靜止開始，它將做什么運(yùn)動?若物體運(yùn)動一段時間后撤去外力F1，物體將做什么運(yùn)動?若物體再運(yùn)動一段時間后又撤去F2物體將做什么運(yùn)動?9下列關(guān)于運(yùn)動狀態(tài)與受力關(guān)系的說法中，正確的是( )A物體的運(yùn)動狀態(tài)發(fā)生變化，物體的受力情況一定變化。B物體在恒力作用下，一定作勻變速直線運(yùn)動。C物體的運(yùn)動狀態(tài)保持不變，說明物體所受的合外力為零。D物體作曲線運(yùn)動時，受到的合外力可以是恒力。10對曲線運(yùn)動中的速度方向，下列說法中正確的是A曲線運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)在任一位置處的速度方向總是通過這一點(diǎn)的軌跡曲線的切線方向。B旋轉(zhuǎn)雨傘時，傘面上的水滴是由內(nèi)向外的螺旋運(yùn)動，故水滴的速度方向不是沿其軌

20、跡的切線方向。C旋轉(zhuǎn)雨傘時，傘面上的水滴是由內(nèi)向外的螺旋運(yùn)動，水滴在任何位置處的速度方向仍是通過該點(diǎn)軌跡曲線的切線方向。D只有做圓周運(yùn)動的物體，瞬時速度的方向才是軌跡在該點(diǎn)的切線方向。11一物體由靜止開始下落一小段時間后突然受一恒定水平風(fēng)力的影響，但著地前一小段時間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動軌跡可能的情況是圖中的哪一個?12一物體作速率不變的曲線運(yùn)動，軌跡如圖所示，物體運(yùn)動到A、B、c、D四點(diǎn)時，圖中關(guān)于物體速度方向和受力方向的判斷，哪些點(diǎn)可能是正確的?13關(guān)于運(yùn)動的性質(zhì)，以下說法中正確的是( )A曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。B變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動。C曲線運(yùn)動一定是變加速運(yùn)動。D物體加速度的數(shù)值、速度

21、數(shù)值都不變的運(yùn)動一定是直線運(yùn)動。14關(guān)于力和運(yùn)動，下列說法中正確的是（ ）A物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動。B物體在變力作用下不可能做直線運(yùn)動。C物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動。D物體在變力作用下不可能保持速率不變。15物體受到幾個力的作用而做勻速直線運(yùn)動，如果只撤掉其中的一個力，其它力保持不變，它可能做( )A勻速直線運(yùn)動。 B勻加速直線運(yùn)動。C勻減速直線運(yùn)動。 D曲線運(yùn)動。16若已知物體的速度方向和它所受合力的方向，如圖所示，可能的運(yùn)動軌跡是( )17某質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下從A點(diǎn)沿圖中曲線運(yùn)動到B點(diǎn)，到達(dá)B點(diǎn)后，質(zhì)點(diǎn)受到的力大小仍為F，但方向相反，則它從B點(diǎn)開始的運(yùn)動軌跡可能是圖中的( )A曲線a B曲線bC曲線C D以上三條曲線都不可能18關(guān)于曲線運(yùn)動中，下列說法正確的是( ) A加速度方向