高中物理必修二《1 曲線運(yùn)動(dòng)》獲獎(jiǎng)?wù)f課教案教學(xué)設(shè)計(jì)

1、1曲線運(yùn)動(dòng)1知道曲線運(yùn)動(dòng)的速度的方向，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，并能用于分析曲線運(yùn)動(dòng)的一些實(shí)例。1.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向(1)把軌跡是eq o(,sup4(01)曲線的運(yùn)動(dòng)稱為曲線運(yùn)動(dòng)。(2)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向在eq o(,sup4(02)不斷變化。(3)如圖所示，過曲線上的A、B兩點(diǎn)作直線，這條直線叫作曲線的割線。設(shè)想B點(diǎn)逐漸沿曲線向A點(diǎn)移動(dòng)，這條割線的位置也就不斷變化。當(dāng)B點(diǎn)非常非常接近A點(diǎn)時(shí)，這條割線就叫作曲線在A點(diǎn)的eq o(,sup4(03)切線。(4)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的eq o(,sup4(04)切線方向。(

2、5)曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)速度是矢量，它既有大小，又有eq o(,sup4(05)方向。不論速度的大小是否改變，只要速度的eq o(,sup4(06)方向發(fā)生改變，就表示速度發(fā)生了變化，也就具有了eq o(,sup4(07)加速度。在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度的方向是變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是eq o(,sup4(08)變速運(yùn)動(dòng)。2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eq o(,sup4(09)不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度：當(dāng)物體的加速度方向與它的速度方向eq o(,sup4(10)不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。判一判(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定

3、是變力。()(2)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定不為零。()(3)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定不為零。()提示：(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定與速度不共線，但不一定變化。(2)若物體所受合力為零，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止，所以做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，所受合力一定不為零。(3)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。課堂任務(wù)曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向仔細(xì)觀察下列圖片，認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如甲圖所示，水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道，使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從A端或拆去一段軌道后從B端滾出時(shí)的速度方向有什么特點(diǎn)？提示：

4、與彎道在A點(diǎn)或B點(diǎn)處的切線重合?；顒?dòng)2：如乙圖所示，曲線是某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，若質(zhì)點(diǎn)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，則其平均速度方向是什么？當(dāng)B點(diǎn)與A點(diǎn)的距離接近0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的速度方向是什么？提示：平均速度方向由B點(diǎn)指向A點(diǎn)。當(dāng)B點(diǎn)與A點(diǎn)的距離接近0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的速度方向沿過A點(diǎn)的切線方向。活動(dòng)3：曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)嗎？加速度可以為零嗎？提示：曲線運(yùn)動(dòng)經(jīng)過某一點(diǎn)時(shí)的速度方向是沿曲線上該點(diǎn)的切線方向，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)，加速度一定不為零?；顒?dòng)4：討論、交流、展示，得出結(jié)論。1曲線運(yùn)動(dòng)的速度(1)速度的方向：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速

5、度方向，是沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。(2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn)曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向，就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向。所以曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變化。2曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)及分類(1)性質(zhì)：由于速度方向時(shí)刻在發(fā)生變化，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，所受合外力一定不為零。(2)分類：勻變速曲線運(yùn)動(dòng)：加速度恒定；非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)：加速度變化。3運(yùn)動(dòng)的五種類型例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)(1)如何判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為變速運(yùn)動(dòng)？提示：分析物體速度的大小、

6、方向是否變化，只要有一個(gè)變化則為變速運(yùn)動(dòng)。(2)如何判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為變加速運(yùn)動(dòng)？提示：判斷一個(gè)運(yùn)動(dòng)是否為變加速運(yùn)動(dòng)，只要看物體的加速度是否變化。不變，為勻變速運(yùn)動(dòng)；變化，為變加速運(yùn)動(dòng)。與物體是做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。規(guī)范解答做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向時(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)可能是速度的大小在變化而方向不變，所以不一定是曲線運(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。完美答案A曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法(1)看物體所受的合力。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力若為恒力，

7、則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若為變力，則物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。(2)看物體的加速度。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的加速度若恒定不變，則物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若加速度變化，則物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。eq avs4al(變式訓(xùn)練1)翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項(xiàng)目。如圖所示，過山車(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。下列說法正確的是()A過山車做勻速運(yùn)動(dòng)B過山車做變速運(yùn)動(dòng)C過山車受到的合外力等于零D過山車經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同答案B解析過山車做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過山車的速度是時(shí)刻變化的，即過山車做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤，B

8、正確；做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合外力一定不為零，C錯(cuò)誤；過山車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)誤。課堂任務(wù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件仔細(xì)觀察下列圖片，認(rèn)真參與“師生互動(dòng)”?；顒?dòng)1：如圖甲中所示的普通汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，不轉(zhuǎn)動(dòng)方向盤可以嗎？提示：不可以。汽車要轉(zhuǎn)彎必須要給一個(gè)與汽車現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上的外力才可以。活動(dòng)2：如圖乙中所示的小球在以v0的速度運(yùn)動(dòng)，把磁鐵放在A、B兩點(diǎn)，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡將沿a、b、c、d哪條線？說明了什么？提示：如果磁鐵放在位置A，小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是b。說明力與速度方向共線時(shí)，物體做直線運(yùn)動(dòng)。如果磁鐵放在位置B，小球的運(yùn)動(dòng)

9、軌跡是c。說明力與速度方向不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡向力的方向發(fā)生彎曲?；顒?dòng)3：討論、交流、展示，得出結(jié)論。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)，與其受到的合力是否變化無(wú)關(guān)。2曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某一點(diǎn)的速度方向，在該點(diǎn)與它的運(yùn)動(dòng)軌跡相切，軌跡曲線向合外力方向彎曲，而且處在運(yùn)動(dòng)方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間，如圖所示，即合外力指向軌跡曲線的凹側(cè)。3曲線運(yùn)動(dòng)中合力F(加速度a)對(duì)物體速度的影響(1)內(nèi)容：當(dāng)合力F(加速度a)跟物體速度不共線時(shí)，此時(shí)可以把F(a)在沿速度的方向和垂直速度的方向進(jìn)行分解，如圖a、b所示。其中F1(

10、a1)與速度共線，只能改變速度的大小，圖a中F1(a1)與速度同向，故速度要增大，圖b中F1(a1)與速度反向，故速度要減?。籉2(a2)與速度垂直，只能改變速度的方向，不能改變速度的大小。(2)結(jié)論：F(a)與v的夾角為銳角時(shí)，物體做加速曲線運(yùn)動(dòng)。F(a)與v的夾角為鈍角時(shí)，物體做減速曲線運(yùn)動(dòng)。F(a)與v的夾角為直角時(shí)，物體做勻速曲線運(yùn)動(dòng)(圓周運(yùn)動(dòng))。例2假設(shè)“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，沿曲線從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行的過程中，速度逐漸減小。在此過程中探月衛(wèi)星所受合力方向可能是下列圖中的()(1)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與力的方向關(guān)系如何？提示：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向與軌跡相切，軌跡向合外力方

11、向彎曲，即軌跡處在運(yùn)動(dòng)方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間。(2)什么情況下物體做減速曲線運(yùn)動(dòng)？提示：合外力與速度的夾角為鈍角時(shí)做減速曲線運(yùn)動(dòng)。規(guī)范解答由合力方向指向軌跡彎曲的一側(cè)知A、D一定錯(cuò)誤。由于運(yùn)動(dòng)方向是從M點(diǎn)向N點(diǎn)，B中合力與速度的夾角為銳角，速度增加，C中合力與速度的夾角為鈍角，速度減小，故選C。完美答案C解決此題的關(guān)鍵是：一要明白曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡與合力的關(guān)系：合力一定指向軌跡曲線內(nèi)側(cè)；二要明白合力方向?qū)λ俣鹊挠绊懀寒?dāng)合力與速度的夾角為銳角時(shí)速度增加，當(dāng)合力與速度的夾角為鈍角時(shí)速度減小。eq avs4al(變式訓(xùn)練2)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，

12、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C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，此時(shí)合力向右下方，則軌跡應(yīng)向右彎曲，且拐彎點(diǎn)的切線方向應(yīng)與速度方向相同，即豎直向下；風(fēng)停止后，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，故選C。A組：合格性水平訓(xùn)練1(曲線運(yùn)動(dòng)的理解)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過程中，一定發(fā)生變化的物理量是()A速率 B速度C加速度 D合力答案B解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向一定變化，但大小可能變，也可能不變，B正確，A錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度，加速度可能不變，也可能變化，故C、D錯(cuò)誤。2(曲線運(yùn)動(dòng)的理解)關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法正

13、確的是()A物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)C做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其速度大小一定變化D加速度(不為0)不變的運(yùn)動(dòng)可能是曲線運(yùn)動(dòng)答案D解析物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合外力方向與速度方向不在同一條直線上，而不一定是恒力或變力，A、B錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體速度方向變化，但速度大小和加速度不一定變化，C錯(cuò)誤，D正確。3(曲線運(yùn)動(dòng)的理解)自然界中有很多物體做曲線運(yùn)動(dòng)，在所有的曲線運(yùn)動(dòng)中，物體的運(yùn)動(dòng)速度()A方向一定改變 B方向一定不變C大小一定改變 D大小一定不變答案A解析物體速度方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)軌跡切線方向，則曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定會(huì)發(fā)生變化，大小有可能不變，也有可能改變，故A正確

14、，B、C、D錯(cuò)誤。4(曲線運(yùn)動(dòng)的條件)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件為()A物體運(yùn)動(dòng)的初速度不為0B物體所受合外力為變力C物體所受的合外力的方向與速度的方向不在同一條直線上D物體所受的合外力的方向與加速度的方向不在同一條直線上答案C解析當(dāng)物體受到的合力方向與初速度方向不共線時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)，故C正確。5(曲線運(yùn)動(dòng)的條件)對(duì)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答案A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(加速度)方向不在同一條直線上，所以A正確

15、，C錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，加速度與合外力一定同向，所以B錯(cuò)誤；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，D錯(cuò)誤。6(對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解)(多選)質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài)，若突然撤去F1，保持其他力不變，則質(zhì)點(diǎn)()A一定做勻變速運(yùn)動(dòng) B一定做直線運(yùn)動(dòng)C一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D可能做曲線運(yùn)動(dòng)答案AD解析質(zhì)點(diǎn)在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，加速度恒定的運(yùn)動(dòng)一定是勻變速運(yùn)動(dòng)，由題意可知，當(dāng)突然撤去F1時(shí)，質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小等于F1的大小，方向與F1相反，故A正確，C錯(cuò)誤；在撤去F1之前，質(zhì)點(diǎn)保持平衡，有兩種可能：一是質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)，則撤去

16、F1后，質(zhì)點(diǎn)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)；二是質(zhì)點(diǎn)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則撤去F1后，質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(dòng)(條件是：F1的方向和速度方向在同一條直線上)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)(條件是：F1的方向和速度方向不在同一條直線上)，故B錯(cuò)誤，D正確。7.(力、速度與曲線軌跡的關(guān)系)(多選)如圖所示，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，其中可能正確的是()AA位置 BB位置CC位置 DD位置答案BD解析當(dāng)F0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)將做直線運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；曲線上點(diǎn)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)的切線方向，軌跡向合力的方向一側(cè)彎曲，故B、D正確，C錯(cuò)誤。8.(力、速度與曲線軌跡的關(guān)系)一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下，

17、在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡如圖所示，且在A點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸平行，則恒力F的方向可能是()A沿x方向 B沿x方向C沿y方向 D沿y方向答案D解析根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡位于速度方向和合力方向所夾的范圍內(nèi)且向合力方向彎曲，可知A、B、C錯(cuò)誤，D正確。9.(力、速度與曲線軌跡的關(guān)系)(多選)一物體在xOy直角坐標(biāo)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示，其中初速度方向沿虛線方向，下列判斷正確的是()A物體可能受沿x軸正方向的恒力作用B物體可能受沿y軸負(fù)方向的恒力作用C物體可能受沿虛線方向的恒力作用D物體不可能受恒力作用答案AB解析根據(jù)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知A、B兩項(xiàng)都正確。10(力、速度與曲線軌跡的關(guān)系)

18、質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中的速度、加速度和受到的合外力，則下列選項(xiàng)中可能正確的是()答案D解析質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向是曲線上這一點(diǎn)的切線方向，A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)所受合外力和加速度的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，B、C錯(cuò)誤，只有D正確。B組：等級(jí)性水平訓(xùn)練11.(綜合)2018年6月1日，在云南省西雙版納傣族自治州景洪市墜落了一顆隕石，圖示是一目擊者畫出的隕石在大氣層中下落的一段運(yùn)動(dòng)軌跡，由此可判斷隕石在圖示的運(yùn)動(dòng)過程中()A所受合力可能為零B運(yùn)動(dòng)軌跡上每一點(diǎn)的切線方向，就是隕石在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向C隕石受到的合力方向可能與速度方向相同D隕石的運(yùn)動(dòng)速度可能不變答案B解析隕石做曲線運(yùn)動(dòng)，則所受合力不可能為零，A錯(cuò)誤；曲線運(yùn)動(dòng)軌跡上每一點(diǎn)的切線方向，就是隕石在該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向，B正確；隕石做曲線運(yùn)動(dòng)，則受到的合力方向不可能與速度方向相同，C錯(cuò)誤；隕石的運(yùn)動(dòng)速度方向不斷變化，則速度不斷變化，D錯(cuò)誤。12(力、速度與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系)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()答案D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，