（新教材）高中物理（浙江）人教版必修第二册课件：5.1曲线运动

第五章抛体运动1.曲线运动必备知识·自主学习一、曲线运动的速度方向【情境思考】如图长袖舞演员将长长的袖子在空中摇摆,形成美丽的弧线,袖子上的某点的速度方向与该点的切线方向是否相同?提示:相同。1.曲线运动的速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的__________。2.曲线运动的性质:曲线运动中速度的方向是_____(选填“不变化”或“变化”)的,所以曲线运动是_____运动。切线方向变化变速二、物体做曲线运动的条件1.从动力学角度:当物体所受_____的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。2.从运动学角度:当_______的方向与速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。合力加速度【易错辨析】(1)曲线运动一定是变速运动。(

)(2)做曲线运动的物体,速率一定发生变化。(

)(3)做曲线运动的物体,速度一定发生变化。(

)(4)做曲线运动的物体,加速度一定发生变化。(

)(5)曲线运动的加速度可以一直为零。(

)(6)在平衡力作用下,物体可以做曲线运动。(

)(7)在恒力作用下,物体可以做曲线运动。()√×√×××√关键能力·合作学习知识点一曲线运动速度方向的特点1.曲线运动的速度:(1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向,就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向。(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物体做曲线运动时,速度大小可能变化、可能不变化,速度方向一定变化。2.曲线运动的分类:(1)匀变速曲线运动:加速度恒定的曲线运动,即物体在恒力作用下的曲线运动。(2)变加速曲线运动:加速度变化的曲线运动,即物体在变力作用下的曲线运动。【问题探究】“丢沙包”游戏是一个经典的群体性游戏,非常受孩子们的欢迎。

(1)沙包被丢出后,其运动速度一定变化?提示:一定变化。(2)沙包的运动一定是变速运动?提示:一定是变速运动。【典例示范】【典例】如图,篮球沿优美的弧线穿过篮筐,图中能正确表示篮球在相应点速度方向的是 (

)

A.v1

B.v2

C.v3

D.v4【解析】选C。物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向,所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v3,故选项C正确。【素养训练】高台跳水比赛时,运动员起跳后在空中做出各种动作,最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向,下列说法中正确的是 (

)A.经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下B.只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下C.只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下D.只有经过c点的速度方向可能竖直向下【解析】选B。由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向,所以在图中的a点速度方向可能竖直向下,b点的速度方向竖直向上,c点的速度方向可能竖直向下,d点的速度方向竖直向上,故B正确,A、C、D错误。【加固训练】下列说法正确的是 (

)A.曲线运动一定是匀速运动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.曲线运动的速度大小一定发生变化【解析】选C。既然是曲线运动,它的速度方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,故A、B错误,C正确;曲线运动的速度大小可以不变,故D错误。知识点二物体做曲线运动的条件1.物体做曲线运动的条件:(1)动力学条件:合外力与速度方向不共线。(2)运动学条件:加速度与速度方向不共线。2.合外力与运动轨迹的关系:曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的方向弯曲,即合力指向轨迹的凹侧。3.合外力与速率的关系:(1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做速率越来越大的曲线运动。(2)合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时,物体做速率不变的曲线运动。(3)合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做速率越来越小的曲线运动。4.确定曲线运动的轨迹的方法:(1)做曲线运动的物体,运动轨迹不断改变,其改变后的轨迹处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间,且偏向合外力所指的一侧。(2)若物体在恒力作用下做曲线运动,物体的运动轨迹越来越接近力的方向,但不会与力的方向相同。【问题探究】如图喷出的水,为什么做曲线运动?

提示:喷出的水所受的合力(重力)与喷出的水的速度不在一条直线上。【典例示范】【典例】如图为赛车弯道超车的图示,外侧的赛车在水平弯道上加速超越前面的赛车。若外侧的赛车沿曲线由M向N行驶,速度逐渐增大。如图中A、B、C、D分别画出了外侧的赛车在弯道超车时所受合力F的四种方向,你认为正确的是 (

)【解析】选B。赛车做的是曲线运动,赛车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由于赛车是从M向N运动的,并且速度在增大,所以合力与赛车的速度方向的夹角要小于90°,故B正确,A、C、D错误。【素养训练】1.(教材二次开发·教材P2【问题】变式)下列说法正确的是(

)A.离开砂轮的炽热微粒处于平衡状态B.链球在手的牵引下做曲线运动,链球可能处于平衡状态C.飞出去的链球受到一个向前的力D.不计空气阻力,飞出去的链球做匀变速曲线运动【解析】选D。离开砂轮的微粒受到外力作用,不是处于平衡状态,故选项A错误;链球在手的牵引下做曲线运动,链球所受合力不为零,链球不可能处于平衡状态,故选项B错误;飞出去的链球由于惯性向前运动,并不受到一个向前的力,故选项C错误;不计空气阻力,飞出去的链球只受重力,加速度不变,故链球做匀变速曲线运动,所以选项D正确。2.设想如果自行车轮子没有了挡泥板,当轮子上所粘的泥巴因车轮快速转动而被甩落时,如果不考虑空气阻力的作用,下列说法正确的是 (

)A.泥巴在最初一段时间内,将做匀速直线运动B.任何情况下被甩落,泥巴都是做曲线运动C.泥巴离开轮子时的速度方向没有任何规律可循D.泥巴做曲线运动的条件是所受重力与它的速度方向不在同一直线上【解析】选D。泥巴在离开轮子的瞬间,若速度的方向竖直向上或竖直向下,则速度的方向与重力的方向相反或相同,泥巴将做直线运动,在其余的情况下泥巴速度的方向与重力的方向不在同一条直线上,所以将做曲线运动,故A、B错误,D正确;泥巴离开轮子时的速度方向与轮子的切线的方向是相同的,故C错误。【加固训练】

(多选)一物体受到两个外力的作用,沿某方向做匀速直线运动。若将其中一个力的方向旋转90°,保持这个力的大小和另一个力不变,则物体可能做

(

)A.匀速直线运动 B.匀加速直线运动C.匀减速直线运动 D.轨迹为曲线的运动【解析】选B、C、D。旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向相同时,物体做匀加速直线运动;旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向相反时,物体做匀减速直线运动;旋转后两个力的合力与物体原来的运动的方向不共线时,物体的运动轨迹为曲线,由于旋转后合力不为零,则不能做匀速直线运动,故B、C、D正确。【拓展例题】考查内容:物体运动轨迹的判断【典例】质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,则质点 (

)A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动C.一定做非匀变速运动 D.一定做曲线运动【解析】选A。质点受到三个共点的恒力作用而处于平衡状态,当撤去恒力F1时,质点的合力与F1大小相等、方向相反,说明质点受到的合力恒定不变,加速度不变,质点做匀变速运动;在撤去F1之前,质点保持平衡,有两种可能:一是质点处于静止状态,则撤去F1之后,它一定做匀变速直线运动;二是质点处于匀速直线运动状态,则撤去F1之后,质点可能做直线运动(条件是F1的方向和速度方向在一条直线上),也可能做曲线运动(条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上),故A正确,B、C、D错误。曲线运动特点1.速度方向不断变化。2.质点在某点速度方向，沿曲线切线方向。分类1.匀变速曲线运动（a不变）2.变加速曲线运动（a改变）条件动力学：合外力与速度不共线运动学：加速度与速度不共线合外力与轨迹的关系合外力与速率的关系轨迹：始终夹在合外力与速度的方向之间，合外力指向凹侧速率：锐角时，速率增加；钝角时，速率减小；直角时，速率不变。【体育情境】2019年1月21日,李娜正式入选国际网球名人堂,成为亚洲网坛第一个享受此项荣誉的球员。探究:如图是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间,如果网球离开球拍后,沿图中虚线做曲线运动,则:情境·模型·素养(1)图中画出的各点的速度方向是否正确?(2)网球离开球拍后,忽略空气阻力,网球做匀变速运动吗?【解析】(1)物体做曲线运动时,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方向,故v2方向正确,v1方向、v3方向、v4方向均错误。(2)网球离开球拍后,忽略空气阻力,网球只受重力,加速度恒定,故网球做匀变速运动。答案:(1)v2方向正确,v1方向、v3方向、v4方向错误(2)网球做匀变速运动【生产情境】“歼-20”战斗机列装空军作战部队,意味着中国是继美国之后世界上第二个走完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全部阶段的国家。探究: