2019-2020学年高中物理 第一章 抛体运动 第1节 曲线运动学案 教科版必修2

第1节曲线运动1.在曲线运动中，知道速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动。(焦点)2。知道物体进行曲线运动的条件是，合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。(困难)3 .学习实验观察和理论分析相结合的方法。第一，随处可见的曲线运动1.曲线行为示例：道路上车辆转弯时的行为；足球场上的“香蕉球”画圆弧。过山车运动等。曲线运动的定义：物体轨迹是曲线的运动。第二，曲线运动的速度方向1.速度方向：进行曲线运动时，物体在特定位置的速度方向是曲线在此点的切向。2.曲线运动的特点：做曲线运动的物体，速度方向总是变化的，即速度瞬间变化，所以曲线运动一定是变速运动。三、曲线运动条件1.实验探索如图所示，沾有泥浆的钢材在水平桌子上的纸上进行直线运动，在珠子旁边用磁铁对着钢珠，观察钢珠的运动轨迹是曲线。2.结论当物体运动的力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体就进行曲线运动。精彩的f1活动相信你不会是陌生人！在观众感到精彩刺激的同时，司机们总是处于紧张和危险之中。你知道在一个角落高速行驶的赛车后轮突然脱落，赛车后轮的运动是什么样的吗？提示：赛车后轮突然脱落，偏离时的速度，即曲线运动在此位置切向的方向向前移动。进一步了解曲线运动的速度和特性1.瞬时速度方向如果以平均速度定义，则=在图中所示的曲线运动中随时间减少。在时间t处，偏移的方向在点a的切线方向上越来越近，时间无限短时，偏移方向是点a的切线方向，因此在很短的时间内，平均速度的方向是点a的瞬时速度方向，即点a的切线方向。2.曲线运动的特点(1)轨迹是曲线，速度的方向总是变化的，是变速运动。(2)做曲线运动的物体必须有加速度，它的合力不一定为零。(1)曲线运动显然是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(2)如果物体的作用力是恒定的，那么它必须进行一定的变速运动，可以是直线运动，也可以是曲线运动。命题观点1曲线运动的速度方向确定过山车是大型游乐园里比较感兴趣的娱乐节目。如图所示，过山车(可以看作粒子)从高度跳下来，经过m点时，速度方向在圆形轨道上通过a，b，c三点，如图所示，这是正确的()a.通过点a时的速度方向沿ab方向b.通过点b时，速度方向沿水平方向向左移动c.a，c超过两点，速度方向相同d.圆形轨道上与m点速度方向相同的点位于ab段上解释图中显示了过山车通过a、b和c三点的速度方向。图判断选项b是否正确，选项a和c是否错误。如果与使用直线和三角板作为m点速度方向的平行线和圆和n点相切，则过山车经过n点时，速度方向与m点相同，选项d无效。回答 b命题观点对2曲线运动本质的理解如图所示，对象沿曲线从a点到b点移动对ab段中对象行为的精确说明如下()a.物体的速度可以不变b.物体的速度不能均匀变化c.a点的速度方向从a指向bd.ab段的位移大小必须小于距离。点子在曲线运动中，一点的速度方向跟随该点的切线方向，速度方向不断变化，因此曲线运动是变速运动。但是，如果有一定的力，速度就会均匀变化，这取决于物体接收的耦合外力是否是恒定的力，而不是均匀的变速运动。分析做曲线运动的物体的速度时时刻刻都在变化，即使速度大小不变，速度方向也在不断变化，因此a项误差；做曲线运动的物体必须受到力的作用。当物体受到的力恒定时，物体的加速度恒定，速度均匀变化。b项中的错误；如果点a的速度方向与点a的切线方向一致，则c无效。做曲线运动的物体的位移大小必须小于长度，d项必须精确。回答 d1.分析曲线运动特性(1)曲线运动显然是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(2)当物体受到的合力为阻力时，必须进行均匀的变速运动。可能是均匀的变速直线运动，也可能是均匀的变速曲线运动。用f，v关系确定物体运动特性的方法(1)外力方向与物体速度方向相同的直线上时，物体进行直线运动。外力方向与速度相同的时候，物体做加速直线运动，相反的时候做减速直线运动。(2)外力方向与物体的速度方向不在一条直线上时，物体进行曲线运动。合力方向成为速度方向和锐角时，物体进行加速度曲线运动；到了钝角，物体就做减速曲线运动。1.以下关于曲线运动的陈述是正确的()a.曲线运动的速度必须变化，加速度也必须变化b.曲线运动的速度必须变化，而曲线运动的对象必须具有加速度c.曲线运动的速度大小可能不变，因此曲线运动的对象不一定具有加速度d.在一定的力下，物体不能做曲线运动。分析：选择b。做曲线运动的物体的速度必然会改变，但加速度可能不会改变(恒定的力作用)。例如，水平扔物体后，物体只接受重力，加速度不变，但在空中进行曲线运动时，选项a，d错误；做曲线运动的物体速度大小可以不变，但方向必须改变。因为速度是矢量，速度变化一定有加速度。选项b正确，选项c错误。对曲线运动条件的理解1.物体做曲线运动的原因物体受到的耦合外力必须具有与速度方向垂直的分量。这个垂直分量只改变速度的方向，不改变速度的大小。当物体的曲线移动条件得到满足时，耦合外力通常可以分解成两个相互垂直的分量，耦合外力也可以分解成两个平行于速度方向的分量，这也称为切向分量，产生切向加速度，改变速度的大小。合力的法线分量(在后面的文本中也称为向心力)必须非零，速度方向的变化就是源于它。由此可见，做曲线运动的物体所受的合力必须朝向曲线凹的方向，运动轨迹总是夹在合力和速度的方向之间。直线运动的物体与曲线运动条件的比较条件直线运动等速直线运动f-in=0 (a=0)均匀加速度直线运动f-in (a)的方向与v相同，f-in (a)保持不变均匀减速直线运动f-in (a)方向与v-in(a)方向相反，f-in (a)不变曲线运动f-in (a)方向与v-方向不在同一直线上，f-in (a)保持不变均匀变速运动和非均匀变速运动的区别(1)均匀变速运动：加速度可以是固定值(大小，方向恒定)的直线运动，也可以是曲线运动，因此施加在物体上的组合外力是一定的力，必须是均匀的变速运动。(2)非均匀变速运动：加速度可以是(或大小变化、方向改变、大小、方向改变)、直线运动，也可以是曲线运动，如施加在物体上的耦合外力是应变力，也可以是非均匀变速运动。做曲线运动的物体的速度是否增大取决于连接的外力的切向分裂力，如果力的方向等于速度v，则物体的速度增大，反之亦然。当一个粒子进行曲线运动并移动到某个位置时，其速度方向、加速度方向和接收的耦合外力方向之间的关系为()a.速度、加速度和合力的方向都可以相同b.加速度必须与外力的方向相同c.加速度方向和速度方向必须相同d.速度方向和合力方向可以相同，也可以不同分析加速度和配合外力的方向必须相同，并且a、c、d错误、b是正确的，因为配合外力与速度不共线。回答 b2.一个物体在力f1，f2，f3的三个力的作用下进行均匀的直线运动。力f1突然移除时物体()a.可以做曲线运动b.继续直线运动是不可能的c.必须沿f1方向进行直线运动。d.必须沿f1的相反方向进行均匀加速直线运动。分析：a .通过均匀的直线运动移动的物体的速度方向与f1的方向关系不明确，可以在相同、不同或相同的直线上。因此，在去除f1后，物体接合的方向和速度的方向关系不确定，所以只有选项a是正确的。工作场所测试1.关于曲线运动，以下说明是正确的()a.曲线运动不一定是变速运动b.曲线运动可以是匀速运动c.做曲线运动的物体没有加速度d.做曲线运动的物体的加速度不应改变。分析：b曲线运动的速度方向始终变化，因此曲线运动必须是变速运动。选项a错误；合力方向始终与速度方向垂直时，物体速度大小保持不变，选项b是正确的。物体在做曲线运动时必须受到力的作用，所以做曲线运动的物体必须有加速度，选项c是错的。如果物体被合力改变，加速度也会改变。选项d无效。2.(多重选择)对于力和运动之间的关系，以下选项之一是()a.物体受外力作用，其运动状态必然发生变化b.物体受到一定合力的作用，其加速度必须不变c.物体做曲线运动，说明它所受的合力是应变力d.物体受到的合力方向与运动方向相反，所以必须进行直线运动分析：选择bd。物体受外力作用，外力的合力为零，移动状态不会改变，因此会产生a错误。恒定外力会使物体产生恒定的加速度，因此b是正确的。物体受到的外力，无论是阻力还是变化力，只要外力和速度不在一条直线上，物体就必须做曲线运动，因此c误差；如果连接方向与运动方向相反，即连接外力与速度方向位于同一直线上，则必须使物体直线运动。选项d正确。3.如果某物体经过相互垂直的抗力f1和f2作用，从静止开始运动，过了一段时间后突然去掉f2，那么物体的运动就是()a.物体做均匀变速曲线运动b.物体做可变加速曲线运动c.物体进行均匀的直线运动。d.物体在f1方向上进行均匀的加速度直线运动。分析：选择a .物体在相互垂直的抗力f1和f2的作用下从静止开始均匀的加速度直线运动，其速度方向与f相同的方向进行了一段时间，然后去掉f2，因为f1和v不在同一直线上，所以物体必须进行曲线运动。f1是常量，因此可以通过a=知道，a也是常量，因此它必须是统一可变速度曲线行为，选项a必须正确。4.如图所示，如果在恒定力f下粒子在xoy平面上移动到点b，并且在点a上的速度va平行于x轴，则恒定力f的方向可能为()a.在x方向b. x方向c.y方向d.-y方向分析：选择d。根据施加在进行曲线运动的物体上的连接外力指向曲线内部的特性，粒子在o点受力的方向可以沿着x方向或-y方向，a点速度方向不能沿着x方向的恒定力方向，但可以沿着-y方向，因此d项是正确的。5.迈东门级生在探索物体进行曲线运动的条件时，将棒状磁铁放在桌面的不同位置，使小钢片在相同位置以相同的超速度v0运动获得不同的轨迹。图中，a、b、c和d表示其中4个运动轨迹，磁铁位于位置a时，小珠子的运动轨迹为_ _ _ _ _ _ _实验结果显示，当施加在物体上的外力的方向与相应的速度方向_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(选择“填充”或“缺席”)相同时，物体进行曲线运动。分析：当磁铁放置在位置a时，球按磁场方向和速度方向位于一条线上，球沿轨道b直线运动。磁铁在位置b时，球沿着轨道c运动。物体受到的外力方向不等于其速度方向，物体就进行曲线运动。答案：没有b c会话任务 学生书籍p85(单独的书)一、单一选择题1.如图所示，红色蜡块在玻璃管的水中能以一定的速度上升，红色蜡块在从a点以一定的速度上升的同时，通过水平向右均匀玻璃管以加速直线运动，红色蜡块的实际运动轨迹可以在图中看到()a.直线p b .曲线qc.曲线r d .无法确定分析：b .红色蜡块参与垂直方向的等速直线运动和水平方向的均匀加速度直线运动，实际运动的轨迹是两个分裂运动的联合运动轨迹，任意点的联合速度方向向右上倾斜，联合加速度为水平向右方向，联合加速度和速度方向不在一条线上，所以红色蜡块进行曲线运动。选项a错误；此外，选项b正确，c，d错误，因为对象作为曲线运动时，轨迹总是在加速度方向偏转。2.如图所示，篮球先扔在运动员手里，然后在空中停留，与空气阻力无关()a.均匀的变速曲线运动，没有曲线运动、加速度大小和方向更改b.曲线运动，加速度大小不变，方向变化的加速度曲线运动c.曲线运动、加速度大小和方向变更、可变加速度曲线运动d.曲线运动、加速度的方向不变，大小不变，是可变加速度曲线运动解释：a .篮球向后仰，受重力垂直下降，满足曲线运动的条件。3.一个物体在光滑的水平面上沿着曲线mn运动。其中，a点是曲线上的一点，虚线1和2分别与通过a点的切线垂直，在此过程中，物体接收的耦合外力称为恒定力，当物体移动到a点时，它可以是耦合外力的方向()a.沿f1或f5的方向b.f2或f4方向c.沿f2的方向d.不在由mn曲线确定的水平面上分析：如果您选取c .主体作为曲线运动，并具有指向曲线内部的合并外力，或具有沿法向指向内部的合并外力，则您可以反转主体运动方向以执行曲线运动，并且只能更改沿合并切线方向分量的主体运动速度，因此f4，f5方向不能是合并外力的方向，只能是f1，f2，f3，因此选项a，b是错误的，选项c是正确的。如果贴合外力的方向在m，n两点切向角度内的区域中，贴合外力不在mn曲线确定的平面内，则必须存在速度元件。这与事实不符，因此接合外力不能不在曲线mn确定的平面上。选项d是错误的。4.如图所示，如果物体在o点以初始速度v开始曲线运动，并且已知物体仅在x轴方向上受恒定力作用，则物体速度大小的变化为()a.先减少，然后增加b .先增加，然后减少c.持续增加d .继续减少分析：a。最初，物体合力方向和速度方向的角度大于90，物体速度下降，时间流逝，物体速度方向和其合力方向的角度小于90，物体进行加速度运动，因此a项是正确的。5.火车在水平轨道上以大小v的速度向西进行匀速直线运动，车上有人以大小u的速度向东水平扔小球，vu已知，站在地面上的人球的运动轨迹(图中箭头表示列车运动的方向) ()分析：选择d。球相对于