2019-2020学年高中物理 第一章 抛体运动 第一节 什么是抛体运动学案 粤教版必修2

第一节什么是抛体运动1.知道什么是抛体运动，会确定曲线运动的速度方向2.知道曲线运动是变速运动3.掌握物体做曲线运动的条件一、抛体运动的速度方向抛体运动的定义：将物体以一定的初速度向空中抛出，仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动物体做抛体运动的条件(1)有一定的初速度(2)只受重力曲线运动的速度方向：在曲线运动中，质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向就是在曲线上这点的切线方向曲线运动的性质：质点在曲线运动中速度的方向时刻在改变，即具有加速度，所以曲线运动是一种变速运动1体育运动中投掷的链球、铅球、铁饼、标枪等，都可以看作是抛体运动吗？提示：链球、铅球、铁饼、标枪等，若被抛出后所受空气阻力可忽略不计，可以看成是抛体运动2如图所示，旋转雨伞，伞边缘水滴离开伞面时沿什么方向飞离？提示：水滴沿伞边缘切线方向飞离二、抛体做直线或曲线运动的条件抛体做直线运动的条件如果物体所受合外力的方向与速度的方向总在同一直线上，物体就做直线运动抛体做曲线运动的条件当物体所受合外力的方向与物体的速度方向不在同一条直线上时，物体就做曲线运动对抛体运动的理解学生用书p1特点(1)具有初速度；(2)只受重力作用当物体所受空气阻力与重力相比可忽略不计时，抛出物体的运动可视为抛体运动运动性质：由于物体只受重力作用，抛出物体的加速度ag恒定，因此抛体运动一定是匀变速运动轨迹：直线或曲线(1)当物体的初速度方向竖直向上或向下时，物体做匀变速直线运动(2)当物体的初速度方向不在竖直方向上时，物体做匀变速曲线运动，并且抛体运动的轨迹总是向下弯曲的速度方向(1)直线运动：物体的速度方向在竖直线上并与运动方向一致(2)曲线运动：物体的速度方向在其轨迹的各点的切线方向上，物体的速度方向时刻发生变化抛体运动是一种不考虑物体受空气阻力时的理想化的运动下列关于抛体运动的说法正确的是()a做抛体运动的物体，只有当做直线运动时才为匀变速运动b做抛体运动的物体，只有做曲线运动时速度才发生变化c物体无论做怎样的抛体运动，一定做匀变速运动d将物体沿某一倾斜方向抛出的抛体运动不一定是匀变速运动思路点拨 抛体运动中，由于物体被抛出时的初速度方向不同，物体运动的轨迹可能是直线，也可能是曲线；做抛体运动的物体由于只受重力，加速度恒为重力加速度g，抛体运动是匀变速运动，速度随时间均匀变化解析做抛体运动的物体，由于只受重力作用加速度恒为重力加速度，因此抛体运动不论轨迹是直线还是曲线，均为匀变速运动，速度一定发生变化，故a、b、d错误，c正确答案c1.下列叙述正确的是()a抛体运动就是物体被抛出后，在各种情况下运动的总称b抛体运动就是指抛出的物体在重力和空气阻力作用下的运动c抛体运动就是指抛出的物体所受空气阻力不计时，仅在重力作用下的运动d以上说法均不对解析：选c.抛体运动是一个理想化模型，是指将物体以一定的初速度向空中抛出，不考虑空气阻力，仅在重力作用下物体所做的运动对曲线运动的理解学生用书p2曲线运动的速度(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向，就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的切线方向(2)速度是一个矢量，既有大小，又有方向，假如在运动过程中只有速度大小的变化，而物体的速度方向不变，则物体只能做直线运动因此，若物体做曲线运动，表明物体的速度方向发生了变化曲线运动的性质(1)由于做曲线运动的物体速度方向时刻在变化，不管速度大小是否改变，因其矢量性，物体的速度在时刻变化，即曲线运动一定是变速运动(2)曲线运动是否是匀变速运动取决于物体的合外力情况合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动(1)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动(2)只要物体的合外力为恒力，它一定做匀变速运动，可能是直线运动，也可能是曲线运动(多选)下列说法正确的是()a做曲线运动的物体速度方向一定发生变化b速度方向发生变化的运动一定是曲线运动c速度变化的运动一定是曲线运动d做曲线运动的物体一定有加速度思路点拨 求解此题应把握以下三点：(1)明确曲线运动的速度方向特点(2)知道曲线运动是变速运动(3)只要速度变化就一定有加速度解析根据曲线运动的特点：答案ad物体是否做曲线运动不是看速度大小是否变化，也不是看加速度是否变化，唯一要看的是速度方向是否时刻发生变化 2.(多选)关于曲线运动，下列说法中正确的是()a曲线运动一定是变速运动b变速运动不一定是曲线运动c曲线运动是变加速运动d加速度大小或速度大小不变的运动一定不是曲线运动解析：选ab.曲线运动的速度方向时刻变化，速度是矢量，所以速度一定变化，故选项a正确；变速运动不一定是速度方向变化，如匀加速直线运动，故选项b正确；曲线运动不一定是变加速运动，匀变速运动也可能是曲线运动，如水平抛出的石块的运动，故选项c错误；加速度大小不变的运动可能是曲线运动，如抛出的石块的运动，速度大小不变的运动也可能是曲线运动，如匀速圆周运动(后续学习)，故选项d错误对物体做曲线运动条件的理解学生用书p2物体做曲线运动的条件(1)物体受到的合外力方向与其运动方向不在一条直线上时，物体做曲线运动(2)根据牛顿第二定律，物体的加速度方向与其合外力方向一致因此物体做曲线运动的条件还可以表述为：物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上物体做直线运动与做曲线运动的比较运动名称比较项目匀速直线运动匀加速直线运动曲线运动f合f合0f合0，f合恒定f合0，f合可能恒定，也可能变化续表运动名称比较项目匀速直线运动匀加速直线运动曲线运动aa0a0，a恒定a0，a可能恒定，也可能变化v恒定变化变化s位移大小等于路程位移大小等于路程位移大小比路程小f合方向与v方向在一条直线上不在一条直线上a方向与v方向在一条直线上不在一条直线上在曲线运动中，合力方向与速度方向的夹角小于90，物体做加速运动；两方向的夹角大于90，物体做减速运动；两方向的夹角等于90，则物体的速率不变一个物体在力f1、f2、f3三个力的共同作用下做匀速直线运动若突然撤去力f1后，则物体()a可能做曲线运动b不可能继续做直线运动c必然沿f1的方向做直线运动d必然沿f1的反方向做匀加速直线运动思路点拨 (1)物体做曲线运动的条件是什么？(2)物体运动方向与f1的方向关系如何？解析物体做匀速直线运动的速度方向与f1的方向关系不明确，可能相同、相反或不在同一条直线上因此，撤去f1后物体所受合力的方向与速度的方向关系不确定，所以只有选项a正确答案a3.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置a时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置b时，小钢珠的运动轨迹是_(填轨迹字母代号)实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向_(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动解析：因为磁铁对小钢珠只能提供引力，磁铁在a处时，f与v0同向，小钢珠做匀加速直线运动，运动轨迹为b；当磁铁放在b处时，f与v0不在同一直线上，引力指向曲线的凹侧，运动轨迹为c.当合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动答案：bc不在方法技巧合力方向、速度方向和轨迹弯曲方向间的关系(多选)如图所示，物体在恒力f作用下沿曲线从a运动到b，这时突然使它受的力反向而大小不变(即由f变为f)在此力作用下，关于物体以后的运动情况，下列说法正确的是()a物体可能沿曲线ba运动b物体可能沿直线bb运动c物体可能沿曲线bc运动d物体不可能沿原曲线由b返回a思路点拨 物体运动轨迹始终处在合外力方向与速度方向的夹角之中，并且合外力f的方向一定指向轨迹的凹侧这是解答本题的切入点解析物体的受力方向与速度方向不在一条直线上时，物体做曲线运动，力的方向指向轨迹的内侧ab曲线向下弯曲，说明f指向ab的内侧若换成f，其方向指向ab的外侧，所以物体的运动轨迹可能沿bc曲线弯曲，而不可能沿ba，也不可能沿bb，更不可能沿原曲线返回答案cd物体运动到某点时，轨迹向哪个方向弯曲，可以用如下方法判断：作出该点的速度方向(即切线方向)所在的直线，则合外力在此直线的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，应用这一规律，我们也可以根据轨迹的弯曲方向判断合外力的大致方向 随堂达标学生用书p31如图所示，一质点从m点到n点做曲线运动，当它通过p点时，其速度v和加速度a的关系可能正确的是()解析：选c.加速度的方向与合力的方向一致，由曲线运动中力与轨迹的关系可知，加速度的方向也一定指向轨迹的凹侧，而速度的方向一定是轨迹上该点的切线方向，故c正确做曲线运动的物体所受合力方向与速度方向分居在曲线轨迹两侧下列运动属于抛体运动且轨迹是直线的是()a水平射出的子弹b竖直向上抛出的石块c火箭的加速升空过程d“神舟十号”飞船的返回舱安全软着陆过程解析：选b.水平射出的子弹所受重力竖直向下，是曲线运动，a错；竖直向上抛出的石块，初速度与重力在一条直线上，运动轨迹是直线，b对；火箭加速升空的过程中，受重力和竖直向上的推力，不属于抛体运动，c错；“神舟十号”飞船的返回舱软着陆过程受重力和竖直向上的阻力作用，不属于抛体运动，故d错(多选)关于物体的运动，下列说法中正确的是()a物体做曲线运动时，它所受到的合力一定不为零b做曲线运动的物体，有可能处于平衡状态c做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变d做曲线运动的物体，所受合力方向有可能与速度方向在一条直线上解析：选ac.做曲线运动的物体，速度方向时刻在变化，a0，f合0，合力f合与v的方向不共线，故a、c正确，b、d错误如图所示，实线为一质点从m点出发，经p沿曲线至n点的运动轨迹，它经过p点时的速度方向为()a沿pa方向b沿pb方向c沿pc方向 d沿pn方向解析：选b.曲线运动中，轨迹上任一点的速度方向都沿该点的切线方向，故只有b对5.如图所示为一质点在恒力f作用下在xoy平面内从o点运动到b点的轨迹，且在a点时的速度va与x轴平行，则恒力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方向解析：选d.根据做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹的一侧的特点，质点在o点受力方向可能沿x方向或y方向，而在a点速度方向沿x可以推知恒力f的方向不可能沿x方向，但可以沿y方向，所以选项d正确. 课时作业学生用书p85(单独成册)一、单项选择题关于抛体运动，下列说法中正确的是()a抛体运动一定是曲线运动b抛体运动一定是直线运动c抛体运动一定是匀变速运动d抛体运动一定是加速度变化的运动解析：选c.抛出的速度方向不同，物体的运动轨迹就不同沿竖直方向抛出时，做直线运动，斜向抛出时，做曲线运动，a、b错误；因重力是恒力，加速度不变，所以一定是匀变速运动，c正确，d错误2做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是()a速度b加速度c受力 d速率解析：选a.曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，所以速度方向时刻变化，但速度大小即速率不一定变化；做曲线运动的物体可以受恒力作用，也可以受变力作用，所以受力和加速度不一定变化某质点沿如图所示的曲线abcde运动，则在a、b、c、d、e各点上，质点速度方向大致相同的两点是()aa点与c点 bb点与d点cc点与e点 db点与e点解析：选b.质点沿曲线由a向e运动，由各点的瞬时速度方向沿切线方向可知b、d两点的速度方向大致相同，b正确对做曲线运动的物体，下列说法正确的是()a速度与合外力不可能在同一条直线上b加速度与合外力可能不在同一条直线上c加速度与速度有可能在同一条直线上d合外力的方向一定是变化的解析：选a.从物体做曲线运动的条件可知，速度与合外力不可能在同一条直线上，所以a正确；根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，所以b、c错误；在恒力作用下，物体也可以做曲线运动，只要合外力与速度不共线就可以，所以d错误某物体受同一平面内的几个共点力作用而做匀速直线运动，从某时刻起撤去其中一个力，而其他力没变，则该物体()a一定做匀加速直线运动 b一定做匀减速直线运动c其轨迹可能是曲线 d其轨迹不可能是直线解析：选c.撤去一个力后，其余力的合力为恒力，当合力与原速度同向时，物体做匀加速直线运动，与原速度反向时物体做匀减速直线运动，与原运动方向不共线时物体做曲线运动，故c正确，a、b、d错误质点在一平面内沿曲线由p运动到q，如果用v、a、f分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合力，则图中可能正确的是()解析：选d.做曲线运动的物体，其速度方向就是曲线上那一点的切线方向，曲线运动的轨迹向合力的方向弯曲，而合力的方向就是加速度的方向，故只有d项正确一物体由静止开始下落一小段时间后，突然受一水平方向的风力的影响，但在着地前一段时间内风突然停止，则其运动轨迹可能为图中的()解析：选c.开始下落一小段时间后，物体有竖直向下的速度v，此时水平风力与重力的合力为f，f与v成一夹角，物体开始做匀变速曲线运动假设风力水平向右，将出现如图甲所示的曲线ab；若风力向左，将出现如图乙所示的曲线ac.以上两种情况在b点或c点风力突然停止，物体在重力作用下，将分别沿曲线bd或ce运动，故c正确二、多项选择题下列所述物体的运动中属于抛体运动的是()a快速抽杀出去的乒乓球b用力击打而飞出的羽毛球c斜向上方推出的铅球d加速旋转之后飞出的链球解析：选cd.乒乓球、羽毛球质量较小，在空中运动时，空气阻力较大不能忽略，故a、b不正确；铅球和链球的密度大，质量大，所受阻力相对重力可以忽略不计，故c、d两选项正确9关于曲线运动的速度，下列说法正确的是()a速度的大小与方向都在时刻变化b速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化c速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化d质点在某一点的速度方向是在曲线的这一点的切线方向解析：选cd.曲线运动是变速运动，速度的方向沿曲线在这一点的切线方向，故方向时刻变化，但速度的大小不一定发生变化一质点