2024年新教材高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)第一節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)案粵教版必修2

PAGE6-第一節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)STSE情境導(dǎo)學(xué)1.會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向．2．知道曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)．(重點(diǎn))3．駕馭物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(難點(diǎn))砂輪打磨下來(lái)的鏈球沿切線方向飛出顆粒沿切線飛出學(xué)問(wèn)點(diǎn)一物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向1．速度方向．在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一位置的速度方向與曲線在這一點(diǎn)的切線方向一樣．2．運(yùn)動(dòng)性質(zhì)．只要速度的方向發(fā)生變更，速度矢量就發(fā)生變更，即具有加速度．所以曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)．學(xué)問(wèn)點(diǎn)二物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件當(dāng)物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同始終線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．小試身手1．對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的速度，下列說(shuō)法正確的是()A．速度的大小與方向都在時(shí)刻變更B．速度的大小不斷發(fā)生變更，速度的方向不肯定發(fā)生變更C．質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是這一點(diǎn)的受力方向D．質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向沿曲線上該點(diǎn)的切線方向解析：曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小不肯定變，速度方向肯定變，速度方向沿切線方向，但不是力的方向，故D正確．答案：D2.在探討曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí)，某同學(xué)做了如圖所示的試驗(yàn)．未放磁鐵時(shí)，鋼球在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)，若在鋼球運(yùn)動(dòng)路途的旁邊放置一塊磁鐵，鋼球?qū)⒆銮€運(yùn)動(dòng)．該試驗(yàn)說(shuō)明()A．鋼球所受合力為零時(shí)也可以做曲線運(yùn)動(dòng)B．鋼球所受合力方向與速度方向不在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)C．鋼球所受合力方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)D．鋼球加速度方向與速度方向在同一條直線上，就會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)解析：磁鐵對(duì)鋼球的吸引力與其運(yùn)動(dòng)方向不在同一條直線上時(shí)，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)，故B正確．答案：B學(xué)習(xí)小結(jié)1.曲線運(yùn)動(dòng)的定義．2．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向．3．曲線運(yùn)動(dòng)的條件探究一曲線運(yùn)動(dòng)的方向及性質(zhì)1．曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向：曲線運(yùn)動(dòng)某時(shí)刻的速度方向就是該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)曲線上相應(yīng)位置點(diǎn)的切線方向．2．曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻變更，即使其速度大小保持恒定，但因?yàn)槠浞较虿粩嘧兏?，所以曲線運(yùn)動(dòng)肯定是變速運(yùn)動(dòng)，加速度肯定不為零；但變速運(yùn)動(dòng)不肯定是曲線運(yùn)動(dòng)．3．運(yùn)動(dòng)的五種類型．軌跡特點(diǎn)加速度特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線加速度為零勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度不變勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度變更變加速直線運(yùn)動(dòng)曲線加速度不變勻變速曲線運(yùn)動(dòng)加速度變更變加速曲線運(yùn)動(dòng)?特殊說(shuō)明曲線運(yùn)動(dòng)肯定是變速運(yùn)動(dòng)，但變速運(yùn)動(dòng)不肯定是曲線運(yùn)動(dòng)．【典例1】2024年國(guó)際田聯(lián)鉆石聯(lián)賽上海站女子鉛球決賽中，中國(guó)選手鞏立姣以19米99的成果獲得冠軍．如圖所示的曲線為運(yùn)動(dòng)員拋出的鉛球的運(yùn)動(dòng)軌跡(鉛球可視為質(zhì)點(diǎn))．A、B、C為曲線上依次經(jīng)過(guò)的三點(diǎn)，ED為曲線上B點(diǎn)的切線．關(guān)于鉛球在B點(diǎn)的速度方向，下列說(shuō)法正確的是()A．沿AB方向B．沿BC方向C．沿BD方向D．沿BE方向解析：鉛球做曲線運(yùn)動(dòng)，軌跡由A到C，B點(diǎn)的速度方向沿軌跡在該點(diǎn)的切線方向，即BD方向，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C曲線運(yùn)動(dòng)中，推斷某點(diǎn)速度方向的步驟1．確定物體運(yùn)動(dòng)軌跡的方向．2．確定該點(diǎn)的切線方向．3．畫(huà)出帶箭頭的切線，箭頭指向?yàn)樵擖c(diǎn)的速度方向．1．一質(zhì)點(diǎn)從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到d點(diǎn)的軌跡如圖所示，速度方向圖示正確的位置是()A．d點(diǎn)B．c點(diǎn)C．b點(diǎn)D．a(chǎn)點(diǎn)解析：做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向沿軌跡的切線方向，故速度方向圖示正確的位置是b點(diǎn)，故選項(xiàng)C正確．答案：C2．一物體由靜止起先下落一小段后，突然受一恒定水平風(fēng)力的影響，但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)軌跡的狀況可能是圖中的()解析：物體由靜止起先下落先做直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)受到水平方向的風(fēng)力時(shí)，合力的方向與速度的方向不在同一條直線上，做曲線運(yùn)動(dòng)，風(fēng)停止后，物體所受的合力方向豎直向下，與速度不在同一條直線上，仍做曲線運(yùn)動(dòng)，且曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡夾在速度方向和合力方向之間，合力方向大致指向軌跡凹的一側(cè)．故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C探究二曲線運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)1．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件．(1)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度說(shuō)，物體的加速度方向跟速度方向不在同一條直線上，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)．(2)從動(dòng)力學(xué)角度說(shuō)，物體所受合外力方向跟速度方向不在同一條直線上，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)．2．物體的運(yùn)動(dòng)與合外力的關(guān)系．(1)合外力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)，或者說(shuō)合外力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)．(2)合外力與速率變更的關(guān)系．分類速度和合力的夾角θ運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)力的作用效果直線運(yùn)動(dòng)θ＝0°加速直線運(yùn)動(dòng)只變更速度的大小，不變更速度的方向θ＝180°減速直線運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)0°＜θ＜90°加速曲線運(yùn)動(dòng)既變更速度的大小，又變更速度的方向90°＜θ＜180°減速曲線運(yùn)動(dòng)θ＝90°速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)只變更速度的方向，不變更速度的大小(3)曲線運(yùn)動(dòng)的速度變更與受力的關(guān)系：【典例2】光滑平面上一運(yùn)動(dòng)質(zhì)點(diǎn)以速度v通過(guò)原點(diǎn)O，v與x軸正方向成α角(如圖所示)，與此同時(shí)對(duì)質(zhì)點(diǎn)加上沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則()A．因?yàn)橛蠪x，質(zhì)點(diǎn)肯定做曲線運(yùn)動(dòng)B．假如Fy>Fx，質(zhì)點(diǎn)向y軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)C．質(zhì)點(diǎn)不行能做直線運(yùn)動(dòng)D．假如Fx>eq\f(Fy,tanα)，質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)解析：若Fx＝Fycotα，則合力方向與速度方向在同一條直線上，質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)．A、C錯(cuò)；α角大小未知，F(xiàn)y＞Fx時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向不能確定，B錯(cuò)；若Fx＞eq\f(Fy,tanx)，則合力方向偏向于速度方向下側(cè)，質(zhì)點(diǎn)向x軸一側(cè)做曲線運(yùn)動(dòng)，D對(duì)．答案：D曲線運(yùn)動(dòng)及軌跡彎曲方向的推斷1．推斷物體是否做曲線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)緊扣物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件進(jìn)行分析．在分析時(shí)要做到：(1)明確物體的初速度方向；(2)分析合力的方向；(3)分析上述兩個(gè)方向的關(guān)系，從而做出推斷．2．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡始終處在合外力與速度方向的夾角之中，并且合外力F的方向肯定指向軌跡的凹側(cè)．3．一質(zhì)點(diǎn)在光滑水平面上以速度v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)突然受到一個(gè)與v0在同一水平面的恒力F的作用，圖中a、b、c、d分別表示質(zhì)點(diǎn)此后的一小段運(yùn)動(dòng)軌跡，其中正確的是()解析：質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F肯定指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，軌跡趨于力的方向，但與恒力F的方向不會(huì)平行，也不會(huì)相交，故A、B、D錯(cuò)誤．C正確．答案：C4．(多選)質(zhì)量為m的物體，在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，保持F1、F2不變，僅將F3的方向變更90°(大小不變)后，物體可能做()A．加速度大小為eq\f(F3,m)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)B．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．加速度大小為eq\f(\r(2)F3,m)的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D．勻速直線運(yùn)動(dòng)解析：物體在F1、F2、F3三個(gè)共點(diǎn)力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，必有F3與F1、F2的合力等大反向，當(dāng)F3大小不變，方向變更90°時(shí)，F(xiàn)1、F2的