新教材同步備課2024春高中物理第5章拋體運(yùn)動1.曲線運(yùn)動學(xué)生用書新人教版必修第二冊

1．曲線運(yùn)動1．了解曲線運(yùn)動的概念，知道曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，初步形成運(yùn)動觀。2．知道曲線運(yùn)動的條件，能運(yùn)用極限思想理解曲線運(yùn)動速度方向。3．理解曲線運(yùn)動條件，掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關(guān)系。曲線運(yùn)動的速度方向1．曲線運(yùn)動運(yùn)動軌跡是____的運(yùn)動稱為曲線運(yùn)動。2．速度的方向質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的________。3．運(yùn)動性質(zhì)由于曲線運(yùn)動中速度方向是____(選填“不變化”或“變化”)的，所以曲線運(yùn)動是____運(yùn)動。下面兩幅圖片中分別為拋出的籃球和過山車的運(yùn)動情況。請思考：【問題】(1)如何確定它們運(yùn)動過程中某一位置的速度方向？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)它們運(yùn)動過程中的速度恒定嗎？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，一定有加速度嗎？加速度一定變化嗎？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．曲線運(yùn)動的速度(1)質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(某一位置)速度的方向與這一時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)所在位置處的切線方向一致。如圖所示，故其速度的方向時(shí)刻改變。(2)物體做曲線運(yùn)動時(shí)，運(yùn)動方向不斷變化，即速度方向一定變化，但速度的大小不一定變化。2．曲線運(yùn)動的性質(zhì)及分類(1)性質(zhì)：速度是矢量，由于速度方向時(shí)刻在發(fā)生變化，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。(2)分類。①勻變速曲線運(yùn)動：加速度恒定的曲線運(yùn)動，即物體在恒力作用下的曲線運(yùn)動。②變加速曲線運(yùn)動：加速度不斷變化的曲線運(yùn)動，即物體在變力作用下的曲線運(yùn)動。【典例1】(多選)自由式滑雪在高山滑雪的基礎(chǔ)上發(fā)展而來，可謂充分展現(xiàn)了“自由”二字，運(yùn)動員們在不同類型的場地上展現(xiàn)華麗的技巧和嫻熟的技術(shù)，凌空飛躍、閃展騰挪、驚險(xiǎn)刺激，欣賞性極強(qiáng)，因此自由式滑雪又稱為“空中舞蹈”。2022年2月8日上午，在北京冬奧會自由式滑雪女子大跳臺決賽中，中國運(yùn)動員憑借第三跳上的出色發(fā)揮，拿到全場最高分，最終以188.25的總分獲得冠軍，結(jié)合運(yùn)動員(可視為質(zhì)點(diǎn))在空中運(yùn)動情況，下列說法中正確的是()A．運(yùn)動員在空中做曲線運(yùn)動，速度方向不斷改變，因此曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動B．忽略空氣阻力的影響，運(yùn)動員在空中只受重力，做勻變速曲線運(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[聽課記錄]_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________確定某點(diǎn)速度方向的兩個(gè)關(guān)鍵(1)明確物體沿軌跡的運(yùn)動方向，確定軌跡在該點(diǎn)的切線方向。(2)曲線運(yùn)動的性質(zhì)由加速度是否恒定決定。[跟進(jìn)訓(xùn)練]1．下列說法正確的是()A．做曲線運(yùn)動的物體速度方向一定發(fā)生變化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)動物體做曲線運(yùn)動的條件1．從動力學(xué)角度：當(dāng)物體所受____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。2．從運(yùn)動學(xué)角度：當(dāng)物體______的方向與速度的方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動。如圖所示，將圓弧形滑軌放在鋪了一層白紙的平滑桌面上，使其底端與桌面相切，讓鋼球從圓弧形滑軌滾下獲得一定的初速度。為了便于觀察，在離開滑軌處沿鋼球運(yùn)動方向用直尺在白紙上畫一條直線。圖甲中將條形磁鐵沿直線放置；圖乙中將條形磁鐵放在鋼球運(yùn)動路線的旁邊?！締栴}】(1)圖甲中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動，鋼球的運(yùn)動方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？__________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)圖乙中鋼球從滑軌上滾下時(shí)，觀察鋼球做什么運(yùn)動，鋼球的運(yùn)動方向與所受磁鐵吸引力方向有什么關(guān)系？__________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)比較上述兩種情況，體會軌跡、速度方向與合力方向三者有什么關(guān)系？__________________________________________________________________________________________________________________________________________1．物體做曲線運(yùn)動的條件(1)初速度不為零。(2)合力不為零(或加速度不為零)。(3)合力方向(或加速度方向)與速度方向不共線。2．曲線運(yùn)動的軌跡與速度、合力的關(guān)系做曲線運(yùn)動的物體的軌跡與速度方向相切，夾在速度方向與合力方向之間。并向合力方向彎曲，也就是合力指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，如圖所示。3．合外力與速率變化的關(guān)系若合力方向與速度方向的夾角為α，則：曲線運(yùn)動的條件【典例2】在足球場上罰任意球時(shí)，運(yùn)動員踢出的“香蕉球”，在行進(jìn)中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進(jìn)入了球門，守門員“望球莫及”，其軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向，下列說法正確的是()A．合力的方向與速度方向在一條直線上B．合力的方向沿軌跡切線方向，速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)C．合力方向指向軌跡內(nèi)側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向D．合力方向指向軌跡外側(cè)，速度方向沿軌跡切線方向[聽課記錄]_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________合外力與速率變化關(guān)系【典例3】“嫦娥五號”探月衛(wèi)星在由地球飛向月球時(shí)，假設(shè)沿曲線由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()ABCD[聽課記錄]_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________力和運(yùn)動軌跡關(guān)系的三點(diǎn)提醒(1)物體的運(yùn)動軌跡由初速度、合力兩個(gè)因素決定，軌跡在合力與速度之間且與速度相切。(2)物體在恒力作用下做曲線運(yùn)動時(shí)，速度的方向?qū)⒃絹碓浇咏Φ姆较?，但不會與力的方向相同。(3)合力方向與速度方向成銳角時(shí)，物體做加速曲線運(yùn)動；成鈍角時(shí)，物體做減速曲線運(yùn)動。[跟進(jìn)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，但著地前一段時(shí)間內(nèi)風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動的軌跡可能是()ABCD3．(多選)物體受到幾個(gè)力作用而做勻速直線運(yùn)動，若突然撤去其中的一個(gè)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．勻變速曲線運(yùn)動1．曲線運(yùn)動是自然界中普遍存在的運(yùn)動形式，下面關(guān)于曲線運(yùn)動的說法中，正確的是()A．物體只要受到變力的作用，就會做曲線運(yùn)動B．物體在恒定的合力作用下一定會做直線運(yùn)動C．物體做曲線運(yùn)動時(shí)，合力方向可能發(fā)生變化，也可能不變D．物體在大小不變的合力作用下必做勻變速曲線運(yùn)動2．翻滾過山車是大型游樂園里的一種比較刺激的娛樂項(xiàng)目。如圖所示，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()A．過A點(diǎn)時(shí)的速度方向沿AB方向B．過B點(diǎn)時(shí)的速度方向沿水平方向C．過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同D．在圓形軌道上與過M點(diǎn)時(shí)速度方向相同的點(diǎn)在AB段上3．如圖所示是物體做勻變速曲線運(yùn)動的軌跡的示意圖。已知物體在B點(diǎn)的加速度方向與速度方向垂直，則下列說法正確的是()A．物體在B點(diǎn)的加速度最大B．物體在C點(diǎn)的速率大于在B點(diǎn)的速率C．物體在A點(diǎn)的加速度比在C點(diǎn)的加速度大D．物體從A點(diǎn)到C點(diǎn)，加速度與速度的夾角先增大后減小，速率先減小后增大4．在長約1.0m的一端封閉的玻璃管中注滿清水，水中放一個(gè)適當(dāng)?shù)膱A柱形的紅蠟塊，將玻璃管的開口端用膠塞塞緊，并迅速豎直倒置，紅蠟塊就沿玻璃管由管口勻速上升到管底。將此玻璃管倒置安裝在小車上，并將小車置于水平導(dǎo)軌上。若小車一端連接細(xì)線繞過定滑輪懸掛小物體，小車從位置A由靜止開始運(yùn)動，同時(shí)紅蠟塊沿玻璃管勻速上升。經(jīng)過一段時(shí)間后，小車運(yùn)動到位置B，如圖所示。按照如圖所示建立坐標(biāo)系，在這一過程中紅蠟塊實(shí)際運(yùn)動的軌跡可能是選項(xiàng)中的()ABCD回歸本節(jié)知識，自我完成以下問題：1．曲線運(yùn)動的條件是什么？2．曲線運(yùn)動的速度方向有什么特點(diǎn)？3．曲線運(yùn)動是變速運(yùn)動，變速運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動嗎？1．曲線運(yùn)動[關(guān)鍵能力·情境探究達(dá)成]知識點(diǎn)一挖掘教材·梳理要點(diǎn)1．曲線2．切線方向3．變化變速創(chuàng)設(shè)情境·啟發(fā)思考提示：(1)某一位置的速度方向?yàn)檫@一位置軌跡的切線方向。(2)它們做曲線運(yùn)動時(shí)速度大小或許不變，速度方向時(shí)刻發(fā)生改變，故其速度不恒定。(3)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，一定有加速度，加速度不一定變化?；犹骄俊ど罨嵘淅?AB[曲線運(yùn)動速度方向一定改變，一定是變速運(yùn)動，A正確；運(yùn)動員在空中只受重力，合力恒定，做勻變速曲線運(yùn)動，B正確；速度變化的運(yùn)動有可能是變速直線運(yùn)動，C錯誤；加速度變化說明有加速度，但是也可能加速度只有大小變化，方向不變，可能做變加速直線運(yùn)動，D錯誤。]跟進(jìn)訓(xùn)練1．A[做曲線運(yùn)動的物體的速度方向時(shí)刻發(fā)生變化，故A正確；速度方向發(fā)生變化不是判斷物體做曲線運(yùn)動的條件，而是曲線運(yùn)動的特點(diǎn)，如物體在彈簧作用下的往返運(yùn)動，物體速度方向改變，但做直線運(yùn)動，故B錯誤；速度是矢量，速度的變化包括大小和方向的變化，如勻變速直線運(yùn)動，物體速度大小發(fā)生變化，但物體不做曲線運(yùn)動，故C錯誤；做直線運(yùn)動的物體的加速度也可以變化，如變加速直線運(yùn)動，故D錯誤。]知識點(diǎn)二挖掘教材·梳理要點(diǎn)1．合力2．加速度創(chuàng)設(shè)情境·啟發(fā)思考提示：(1)鋼球做加速直線運(yùn)動，鋼球的運(yùn)動方向與所受磁鐵吸引力方向相同。(2)鋼球做曲線運(yùn)動，鋼球的運(yùn)動方向與所受磁鐵吸引力方向不在同一條直線上。(3)速度方向與所受合力方向共線時(shí)，物體做直線運(yùn)動；不在同一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動?；犹骄俊ど罨嵘淅?C[足球做曲線運(yùn)動，則其速度方向?yàn)檐壽E的切線方向；根據(jù)物體做曲線運(yùn)動的條件可知，合力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè)，且合力方向與速度不在同一直線上。由此可知，只有C選項(xiàng)符合，故C正確。]典例3C[由合力方向指向軌跡凹側(cè)知A、D一定錯誤。由于探月衛(wèi)星是從M點(diǎn)向N點(diǎn)飛行，且速度逐漸減小，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B錯誤，C正確。]跟進(jìn)訓(xùn)練2．C[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，即合力豎直向下，軌跡應(yīng)向下彎曲，只有C符合，故選C。]3．BCD[剩余幾個(gè)力的合力恒定不為零，所以物體不可能做勻速直線運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤；剩余的幾個(gè)力的合力與撤去的力等值、反向、共線，所以這個(gè)合力恒定不變，物體一定做勻變速運(yùn)動。若物體的速度方向與此合力方向相同，則物體做勻加速直線運(yùn)動；若剩余的幾個(gè)力的合力與物體的速度方向相反，則物體做勻減速直線運(yùn)動；若剩余幾個(gè)力的合