2017-2018學(xué)年同步備課套餐之高一物理人教浙江專版必修2講義：第五章 1

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精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)，知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，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，掌握速度和合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系?？荚囈蟊乜技釉嘼b一、曲線運(yùn)動(dòng)的位移1．描述曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)要用到位移和速度兩個(gè)物理量．2．曲線運(yùn)動(dòng)的位移矢量的方向不斷變化，需要采用平面直角坐標(biāo)系，用位移在坐標(biāo)軸方向的分矢量來代表它．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)，速度方向是時(shí)刻改變的．2．質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是沿曲線上這一點(diǎn)的切線方向．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,又有方向．不論速度的大小是否改變，只要速度的方向發(fā)生改變，就表示速度發(fā)生了變化，也就具有了加速度．（2)在曲線運(yùn)動(dòng)中，速度的方向是不斷變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(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:物體的加速度方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．[即學(xué)即用］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．（√）2．如圖1所示，小銳同學(xué)正在蕩秋千,他經(jīng)過最低點(diǎn)P時(shí)的速度方向是()圖1A．a(chǎn)方向 B．b方向C．c方向 D．d方向答案B解析物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，在某點(diǎn)的速度方向是曲線在該點(diǎn)的切線方向，故選B。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．圖2(1）不同時(shí)間內(nèi)的位移方向是否相同？(2）如何描述物體的位移？(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(1）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．(2）當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，它相對(duì)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)的橫、縱坐標(biāo)xA、yA表示兩個(gè)分位移矢量，使問題簡(jiǎn)單化，如圖．（3)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？圖3（2）曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)嗎？(3)曲線運(yùn)動(dòng)可能是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？（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（1）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．（2)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)．(3)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）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．［知識(shí)深化]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)．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)答案A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（）圖4A．物體的速度可能不變B．物體的速度不可能均勻變化C．a(chǎn)點(diǎn)的速度方向由a指向bD．a(chǎn)b段的位移大小一定小于路程答案D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；ɑ點(diǎn)的速度方向沿ɑ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(qǐng)畫出物體在A、B、C、D四點(diǎn)的受力方向和速度方向．圖52．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);(2)減速直線運(yùn)動(dòng)；（3）曲線運(yùn)動(dòng)．3．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答案1。各點(diǎn)受力方向和速度方向如圖所示．2．（1)把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正前方；(2)把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的正后方；(3）把磁鐵放置在小鋼球運(yùn)動(dòng)方向的某一側(cè)．3．所受合力方向與速度方向不共線．[知識(shí)深化]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)其軌跡總偏向合力所指的一側(cè)，或者說合力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)．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)答案C解析當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，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(duì)．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(）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，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(duì)．針對(duì)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，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．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．上述情況都有可能答案C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(duì)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．2．(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.3．(力、速度與軌跡的關(guān)系)(2016·金華、溫州、臺(tái)州部分學(xué)校聯(lián)考)若已知物體運(yùn)動(dòng)的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，圖中a、b、c、d表示物體運(yùn)動(dòng)的軌跡,其中正確的是（)答案B解析合外力F與初速度v0不共線,物體一定做曲線運(yùn)動(dòng),C錯(cuò)．物體的運(yùn)動(dòng)軌跡向合外力F方向彎曲,且介于F與v0的方向之間，A、D錯(cuò)，B對(duì)．4.(運(yùn)動(dòng)方向的判斷)如圖6所示，物體在恒力F作用下沿曲線從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B，這時(shí)突然使它所受的力反向，但大小不變，即由F變?yōu)椋璅.在此力的作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法中正確的是(）圖6A．物體可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B．物體可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C．物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D．物體可能沿原曲線BA返回答案C解析物體沿曲線從點(diǎn)A運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)B(點(diǎn)B除外）的過程中,其所受恒力F的方向必定指向曲線的凹側(cè)．當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，因恒力反向,由曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)“物體運(yùn)動(dòng)的軌跡必定向合外力方向彎曲”可知:物體以后的運(yùn)動(dòng)可能沿Bc運(yùn)動(dòng)．課時(shí)作業(yè)單選題1．關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是(）A．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程可能為零B．曲線運(yùn)動(dòng)一定是勻速運(yùn)動(dòng)C．在平衡力作用下,物體可以做曲線運(yùn)動(dòng)D．在恒力作用下，物體可以做曲線運(yùn)動(dòng)答案D解析做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在一段時(shí)間內(nèi)可能回到出發(fā)點(diǎn)，但路程不為零，位移可能為零,A錯(cuò)誤；曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向一定變化,所以一定是變速運(yùn)動(dòng)，B錯(cuò)誤;由牛頓第一定律可知，在平衡力作用下，物體一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)或處于靜止?fàn)顟B(tài)，C錯(cuò)誤；不論是否為恒力，只要物體受力方向與物體速度方向不共線,物體就做曲線運(yùn)動(dòng),所以D正確．2．關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度和加速度，下列說法中正確的是（）A．速度大小與方向都在時(shí)刻變化B．速度方向不斷改變，加速度方向不斷改變C．速度方向不斷改變，加速度一定不為零D．加速度越大，速度的大小改變得越快答案C3．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，選項(xiàng)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),選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)D正確．4．一個(gè)鋼球在水平桌面上做直線運(yùn)動(dòng)，在其經(jīng)過的路徑旁放一塊磁鐵，則鋼球的運(yùn)動(dòng)路徑就發(fā)生改變，如圖1所示，由此可知(）圖1A．當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向一定發(fā)生改變B．當(dāng)物體受到外力作用時(shí)，其慣性就消失了C．當(dāng)物體所受合力的方向與初速度方向不共線時(shí),其運(yùn)動(dòng)方向發(fā)生改變D．當(dāng)物體所受合力的方向與初速度方向垂直時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向才發(fā)生改變答案C解析當(dāng)物體受到外力作用時(shí),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生變化，可能是速度的大小變化，也可能是速度的的方向變化，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;物體的慣性與受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)物體所受合力的方向與初速度方向不共線時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng),即運(yùn)動(dòng)方向要發(fā)生變化，故選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤．5．（2016·臺(tái)州臨海白云高中期末)公路交通條例規(guī)定:禁止彎道超車,因?yàn)槿菀谆龉坊蚺c對(duì)面的汽車發(fā)生碰撞，但在F1方程式賽車中，卻經(jīng)常出現(xiàn)彎道超車的現(xiàn)象．如果某賽車在順時(shí)針加速超越前車，則該車所受的合外力的圖示可能為（)答案C解析賽車做的是曲線運(yùn)動(dòng)，賽車受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，由于賽車在順時(shí)針加速超越前車,速度在增大，所以合力與賽車的速度方向的夾角要小于90°，故C正確,A、B、D錯(cuò)誤．6．撐開的帶有水滴的傘繞著傘柄在豎直面內(nèi)旋轉(zhuǎn),傘面上的水滴隨傘做曲線運(yùn)動(dòng)．若有水滴從傘面邊緣最高處O飛出,如圖2所示．則飛出傘面后的水滴可能(）圖2A．沿曲線Oa運(yùn)動(dòng) B．沿直線Ob運(yùn)動(dòng)C．沿曲線Oc運(yùn)動(dòng) D．沿圓弧Od運(yùn)動(dòng)答案C解析雨滴在最高處離開傘邊緣,沿切線方向飛出，由于受重力軌跡向下偏轉(zhuǎn),故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．7．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3所示，翻滾過山車(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（）圖3A．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，故過山車的速度是變化的，即過山車做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò),B對(duì)；做變速運(yùn)動(dòng)的過山車具有加速度，由牛頓第二定律可知過山車所受合力一定不為零，C錯(cuò)；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)．8．物體受到幾個(gè)恒力的作用處于平衡狀態(tài)，若再對(duì)物體施加一個(gè)恒力，則物體可能(）A．靜止 B．做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．做變加速曲線運(yùn)動(dòng) D．做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)答案D解析物體受幾個(gè)恒力的作用而處于平衡狀態(tài)，相當(dāng)于不受力,速度可能為零，也可能為某個(gè)確定的值;若再對(duì)物體施加一個(gè)恒力，合力不為零,不可能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤;如果速度方向與合力方向不共線,物體就做曲線運(yùn)動(dòng)，由于合力是恒力，故加速度恒定不變,是勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，故C錯(cuò)誤，D正確．9．一個(gè)做勻速直線運(yùn)動(dòng)的物體突然受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上的恒力作用時(shí)，則物體()A．繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng)B．一定做曲線運(yùn)動(dòng)C．可能做直線運(yùn)動(dòng),也可能做曲線運(yùn)動(dòng)D．運(yùn)動(dòng)的形式不能確定答案B解析當(dāng)合外力方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體必做曲線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確．10。一個(gè)質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下，在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡如圖4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（)圖4A．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