5.1曲线运动-云南省梁河县第一中学高中物理人教版必修2学案（无答案）

1、2022届高一物理必修2导学案 主备人：赵兴祥 审核：物理备课组 2019.12.28第五章 第1节 曲线运动【学习目标】1做曲线运动的物体在某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向。2曲线运动的速度方向在不断变化，因此曲线运动一定是变速运动。3当物体所受合力方向与速度方向不共线时，物体做曲线运动。4做曲线运动的物体所受合力的方向指向曲线弯曲的内侧。5研究曲线运动的基本方法：运动的合成与分解。【课前学习】一、 曲线运动的位移1建立坐标系：研究物体在平面内做曲线运动时，需要建立 坐标系。2位移的分解：如图所示，物体从O点运动到A点，位移大小为l，与x轴夹角为，则在x方向的分位移为xAlcos ，在y

2、方向的分位移为yA 。 二、曲线运动的速度1速度的方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的 方向。2运动的性质：做曲线运动的质点的速度 时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是 运动。3速度的描述(1)用两个互相垂直的方向的分矢量表示速度，这两个分矢量叫做 。(2)速度的分解：如图所示，物体沿曲线运动到A点，速度大小为v，与x轴夹角为，则在x方向的分速度为vx ，在y方向的分速度为vyvsin 。三、 运动描述的实例1蜡块的位置：如图所示，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为vy，玻璃管向右匀速移动的速度设为vx。从蜡块开始运动的时刻计时，在时刻t，蜡块的位置P可以用它的x、y两个

3、坐标表示xvxt，yvyt。2蜡块的速度：v，方向满足tan 。3蜡块的运动轨迹：yx，是一条 。四、物体做曲线运动的条件1动力学角度：当物体所受合力的方向与它的速度方向 时，物体做曲线运动。2运动学角度：当物体的加速度方向与它的速度方向 时，物体做曲线运动。【例题与变式】例1 关于运动的性质，以下说法中正确的是()A.曲线运动一定是变速运动B.变速运动一定是曲线运动C.曲线运动一定是变加速运动D.加速度不变的运动一定是直线运动变式1 (多选)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，

4、速度的大小不一定发生变化D.质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向例2 质点沿如图所示的轨迹从A点运动到B点，已知其速度逐渐减小，图中能正确表示质点在C点处受力的是()变式2 (多选)在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动。现突然将与速度反方向的2 N的力水平旋转90，则关于物体运动情况的叙述正确的是()A.物体做速度大小不变的曲线运动B.物体做加速度为 m/s2的匀变速曲线运动C.物体做速度越来越大的曲线运动D.物体做非匀变速曲线运动，其速度越来越大例3 现在自然灾害日益严重，在救灾过程中有时不得不出动军用直升机为被困灾民空投物资。直升机空投物资时，可

5、以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s。若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于水平风的作用，使降落伞和物资获得1 m/s的水平向东的速度。求：(1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中水平方向移动的距离。变式3 某研究性学习小组进行了如下实验：如图所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R(R视为质点)。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合，在R从坐标原点以速度v03 cm/s匀速上浮的同时玻璃管沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动。(1)同学

6、们测出某时刻R的坐标为(4，6)，此时R的速度大小为_cm/s，R的加速度大小为_cm/s2。(2)R在上升过程中运动轨迹的示意图是_。【目标检测】1.(对曲线运动的理解)下列几种说法正确的是()A.物体受到变力作用，一定做曲线运动B.物体受到恒力作用，一定做直线运动C.物体所受的合力方向与速度方向有夹角时，一定做曲线运动D.如果合力方向与速度方向在同一直线上，则物体的速度方向不改变，只是速率发生变化2.(对曲线运动条件的理解)质点在某一平面内沿曲线由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。则下列选项中可能正确的是()3.(对曲线运动条件的理解)如图所示，

7、在一张白纸上放置一根直尺，沿直尺的边缘放置一块直角三角板。将三角板沿刻度尺水平向右匀速运动，同时将一支铅笔从三角板直角边的最下端向上运动，而且向上的速度越来越大，则铅笔在纸上留下的轨迹可能是() 4.(运动的合成与分解)2016年8月云南曲靖市水上飞机观光旅游基地正式开放，游客可以在波光粼粼的水面上自由翱翔。假如水上飞机表演时，飞机的航线要严格地从东到西，如果飞机的飞行速度(即飞机不受风力影响下的自由飞行速度)是80 km/h，风从南面吹来，风的速度为40 km/h，问：(1)飞机应朝哪个方向飞行？(2)如果飞行区域长达4 km，则飞行所需的时间是多少？【课堂小结】【课后作业】1(多选)下列说

8、法正确的是() A曲线运动的速度大小可能不变B曲线运动的速度方向可能不变C曲线运动一定是变速运动D做曲线运动的物体所受的合外力一定是变力2下列说法中正确的是()A物体的速度为0时，其加速度也一定为0B物体的加速度变大，其速度可能减小C做曲线运动的物体，其速度可能不变D做曲线运动的物体所受的合力一定是变化的3小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿如图所示的曲线运动到D点，由此可知()A磁铁在A处，靠近小钢球的一定是N极B磁铁在B处，靠近小钢球的一定是S极C磁铁在C处，靠近小钢球的一定是N极D磁铁在B处，靠近小钢球的可以是磁铁的任意一端4如图所示，帆板在海面上以速度v朝正西方

9、向运动，帆船以速度v朝正北方向航行，以帆板为参照物() A帆船朝正东方向航行，速度大小为vB帆船朝正西方向航行，速度大小为vC帆船朝南偏东45方向航行，速度大小为vD帆船朝北偏东45方向航行，速度大小为v5汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是()6(多选)一质点做匀速直线运动现对其施加一恒力，且原来作用在质点上的力不发生改变，则()A质点速度的方向总是与该恒力的方向相同B质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直C质点加速度的方向总是与该恒力的方向相同D质点单位时间内速率的变化量总是不变7(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育

10、项目，如图所示，当运动员从直升飞机上由静止跳下后，在下落过程中不免会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是() A风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害C运动员下落时间与风力无关D运动员着地速度与风力无关8直升机空投物资时，可以停留在空中不动，设投出的物资离开飞机后由于降落伞的作用在空中能匀速下落，无风时落地速度为5 m/s.若飞机停留在离地面100 m高处空投物资，由于风的作用，使降落伞和物资在竖直下落时又以1 m/s的速度匀速水平向北运动，求： (1)物资在空中运动的时间；(2)物资落地时速度的大小；(3)物资在下落过程中

11、水平方向移动的距离第五章 第1节 曲线运动参考答案【课前学习】一、1平面直角2 Lsin 二、1切线2方向 变速3(1)分速度 (2) vcos 三、3过原点的直线四、1不在同一直线上 2不在同一直线上【例题与变式】例1 解析物体做曲线运动时速度方向时刻变化，所以曲线运动一定是变速运动，A正确；变速运动可能是速度的方向在变化，也可能是速度的大小在变化，所以变速运动不一定是曲线运动，B错误；曲线运动可能是变加速曲线运动，也可能是匀变速曲线运动，C错误；加速度不变的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，D错误。答案A变式1 解析做曲线运动的物体，速度的大小可以不发生变化，但速度的方向一

12、定会发生变化，故A、B错误，C正确；质点在某一点的速度方向就是轨迹上该点的切线方向，D正确。答案CD例2 解析根据曲线运动中合力F应指向轨迹的“凹侧”，可排除A、D项；在B项中，F的方向与v的方向成锐角，质点从A到B加速，故B错误；在C项中，F的方向与v的方向成钝角，质点从A到B减速，故C正确。答案C变式2 解析物体原来所受合力为零，当将与速度反方向的2 N的力水平旋转90后，其受力如图所示，其中FxFy2 N，F是Fx、Fy的合力，即F2 N，且大小、方向都不变，是恒力，那么物体的加速度为a m/s2 m/s2恒定。又因为F与v夹角90，所以物体做速度越来越大、加速度恒为 m/s2的匀变速曲

13、线运动，故选项B、C正确。答案BC例3解析如图所示，物资的实际运动可以看做是竖直方向的匀速直线运动和水平方向的匀速直线运动两个分运动的合运动。(1)分运动与合运动具有等时性，故物资实际运动的时间与竖直方向分运动的时间相等。所以t s20 s。(2)物资落地时vy5 m/s，vx1 m/s，由平行四边形定则得v m/s m/s。(3)物资水平方向的位移大小为xvxt120 m20 m。答案(1)20 s(2) m/s(3)20 m变式3 解析(1)小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动，有yv0t则有t s2 s，在x轴水平方向做初速度为0的匀加速直线运动，有xat2，解得：a cm/s22 cm/

14、s2，则此时R的速度大小：vcm/s5 cm/s。(2)因合力沿x轴，由合力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图D正确。答案(1)52(2)D 【目标检测】1.解析物体受到变力作用时，若合力方向与速度方向共线，则物体做直线运动，A错误；物体受到恒力作用时，若合力方向与速度方向有夹角，则物体做曲线运动，B错误，C正确；如果合力方向与速度方向相反，则物体的速度成为零后反向加速运动，D错误。答案C2.解析质点做曲线运动时，速度方向是曲线上这一点的切线方向，选项A错误；质点所受合力和加速度的方向指向运动轨迹的凹侧，选项B、C错误，只有选项D正确。答案D3.(对曲线运动3.解析笔尖参与了向右的匀速直线运动

15、和向上的加速直线运动，加速度方向向上，合速度的方向与合加速度的方向不在同一条直线上，笔尖做曲线运动，加速度的方向指向轨迹的凹侧。故C正确，A、B、D错误。答案C4.解析(1)如图所示，由合速度与分速度的关系可得飞机飞行速度方向与正西方向的夹角的正弦值sin (v1是风速，v2是飞机的飞行速度)，得30，故飞机应朝西偏南30方向飞行。(2)飞机的合速度vv2cos 3040 km/h。所需时间t h0.1 h。【课后作业】1AC做曲线运动的物体的速度方向时刻变化，速度大小可以不变，也可以变化，曲线运动一定是变速运动，故A、C对，B错；做曲线运动的物体所受合外力可以是恒力、也可以是变力，故D错2B

16、物体速度为0时，加速度不一定为零，例如竖直上抛运动到达最高点时，速度为零，加速度为g，故A错误；物体加速度方向与速度方向相反，加速度变大，速度将会减小，故B正确；做曲线运动的物体，速度方向一定变化，则其速度一定变化，选项C错误；做曲线运动的物体所受的合力不一定是变化的，选项D错误；故选B.3D由小钢球的运动轨迹知小钢球受力方向指向凹侧，即磁铁应在其凹侧，即B位置，磁铁的两极都可以吸引钢球，因此不能判断磁铁的极性故D正确4D本题考查速度的合成以帆板为参照物，帆船在东西方向以速度v向东运动，南北方向以速度v向北运动，根据矢量合成的平行四边形定则可以求得帆船以帆板为参照物是以大小为v的速度向北偏东45运动，故选D.5DA选项中力的方向与速度方向相同，B选项中力的方向与速度方向相反，这两种情况下汽车会做直线运动，不符合实际，A、B错误；物体做曲线运动时，合力的方向指向运动轨迹的凹侧，故C错误，D正确6BC质点原来做匀速直线运动，说明所受合外力为0，当对其施加一恒力后，恒力的方向与原来运动的速度方向关系不确定，则质点可能做直线运动，也可能做曲线运动，但加速度的方向一定与该恒力的方向相同，选项B、C正确7BC根据运动的独立性原理，水平方向