高一物理：曲线运动公开课课件

公开课高一物理《曲线运动》公开课课件现象·切线·条件·化曲为直授课教师：物理教研组授课时间：2026年课程导览01曲线运动初探从生活现象到切线速度方向02运动条件探究实验与理论揭示产生条件03化曲为直方法运动合成与分解及典型模型04易错辨析提升高频易错点与核心素养总结曲线运动初探轨迹是曲线的运动，速度方向时刻在变从砂轮火星到链球飞出，一起走进曲线运动01曲线运动就在身边轨迹是曲线的运动，在自然界中远比直线运动普遍“轨迹是曲线的运动，在自然界中远比直线运动普遍。”思考一下这些运动轨迹有何共同特点？速度方向又该如何确定？篮球入筐运动员奋力投球，沿优美弧线落入篮筐弧线地球公转亿万年来绕太阳在近圆形轨道上不停运行近圆赛车过弯过山车俯冲、掷出铁饼，轨迹皆为曲线曲线对比直线与必修一相比，轨迹不再是笔直一条线直线对比什么是曲线运动从直线到曲线，是运动形式认识的重要拓展定义：运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动观察上述现象可以发现，它们的轨迹都不是直线直线运动速度方向与运动轨迹方向一致研究起来相对直接特点A曲线运动轨迹弯曲，速度方向不再与轨迹重合需要重新寻找确定方法特点B速度方向指向何方直线运动中速度方向与轨迹一致，曲线运动中速度方向又指向何处做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化现象一：砂轮切线飞屑砂轮打磨刀具时，炽热铁屑沿砂轮边缘的切线飞出。现象二：链球放手即飞运动员牵引链球做曲线运动，一旦放手链球即刻飞出，放手的时刻不同，飞出的方向也不同。追问核心追问如何确定物体在某一时刻的速度方向？实验探究速度的方向第1环实验要素实验要素准备器材：水平桌面、白纸、弧形轨道弯道、沾有红色印泥的钢球第2环实验步骤双出口轨迹记录步骤①

钢球以一定速度从弯道一端滚入，出口离开后在白纸上留下痕迹，记录该点运动方向②

拆去一段轨道，改变出口位置，用同样方法记录另一出口处钢球的运动方向第3环观察结论交点揭示切线观察：白纸上的痕迹与轨道曲线有什么关系结论：痕迹与轨道只有一个交点，痕迹所在直线就是轨道曲线在该点的

切线从割线到切线的极限思想数学准备1过曲线上两点作直线，这条直线叫做曲线的割线2让其中一点沿曲线逐渐向另一点移动，割线的位置不断发生变化3当两点无限接近时，割线趋于一个确定的位置，这就是曲线在该点的切线运动学推理1质点在这两点间运动时，平均速度方向由起点指向终点2当时间间隔趋于零时，平均速度方向趋于切线方向，即瞬时速度方向沿该点的切线方向曲线运动的两类曲线运动一定是变速运动按合外力是否为恒力可分为两类：匀变速曲线运动变加速曲线运动小结变速运动不一定是曲线运动，匀变速曲线运动确实存在受力与加速度的恒定与否，是判断曲线运动类型的关键依据。两类曲线运动的对比类型受力特点加速度特点典型实例匀变速曲线运动恒力作用加速度恒定恒力作用下的抛体轨迹变加速曲线运动变力作用加速度变化圆周运动运动条件探究力与速度不共线，轨迹便弯向力的一侧实验与理论双路径，揭示曲线运动的产生条件02磁铁让小钢球拐弯1直线滚动钢球沿直线滚动，轨迹笔直›2侧方磁铁磁铁置于轨迹一侧，轨迹向磁铁一侧弯曲›3正前方磁铁力与速度同向，钢球仍做直线运动是什么让钢球的运动偏离了直线？物体做曲线运动的条件动力学角度合外力方向与速度方向不在同一直线运动学角度加速度方向与速度方向不在同一直线由牛顿第二定律可知，两表述本质相同三个必备要素物体具有初速度，且不为零合外力不为零，物体受非平衡力作用合外力方向与速度方向不共线对照记忆：合外力与速度共线或合外力为零时，物体做直线运动轨迹为何弯向力的一侧力与速度夹着轨迹，轨迹永远偏向力的一侧合外力沿切线方向的分力改变速度大小，沿垂直方向的分力改变速度方向——这是判断轨迹形状、确定受力方向的重要依据轨迹夹在速度方向与合力方向之间，并向合力方向弯曲相切轨迹与速度方向相切夹逼轨迹夹在速度与合力之间，弯向合力一侧凹侧合外力指向轨迹的凹侧力与速度夹角决定速率交角—速率变化对照合外力与速度的夹角速率变化典型情形锐角速率增大加速通过的曲线段钝角速率减小减速通过的曲线段直角速率不变匀速圆周运动“交角决定速率增减，合力方向决定轨迹向哪一侧弯曲。”从现象到条件的三步推理01现象层砂轮打磨的铁屑沿切线飞出，磁铁使钢球轨迹向一侧弯曲02概念层曲线运动的速度方向沿轨迹切线方向且时刻改变，所以它一定是变速运动03条件层合外力方向与速度方向不在同一直线时，轨迹向合力一侧弯曲因迁移与铺垫迁移由受力情况可以预判轨迹形状，由轨迹形状也可以反推受力方向铺垫这条线索把实验现象、矢量概念与牛顿第二定律连为一体化曲为直方法把复杂曲线拆成两个简单直线运动的合成与分解，让曲线问题迎刃而解03为什么能够化曲为直典型示范：初速度水平且只受重力作用时，水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动合成，得到平抛运动。核心主张运动的合成与分解，是解决曲线问题的通用工具拆解依据复杂→简单复杂曲线运动，可拆解为两个相互垂直方向上的直线运动。独立研究逐方向处理每个方向上的直线运动，都能用必修一学过的方法独立研究。先分后合二维→一维把二维问题化为一维问题，再合成得到实际运动。分运动与合运动的关系合运动：物体实际发生的运动实际路线·合成结果分运动：为研究方便分解出的两个方向上的运动分解方向·便于研究运动合成与分解的三条性质等效性：各分运动叠加的效果与合运动完全相同等时性：各分运动与合运动经历的时间相等独立性：各分运动相互独立，互不干扰位移、速度、加速度都是矢量，均可进行合成与分解。判断依据：物体实际运动的方向就是合运动的方向。平行四边形定则矢量的合成与分解遵循平行四边形定则两种定则2条以两个分矢量为邻边作平行四边形，从公共起点出发的对角线即为合矢量三角形定则两个分矢量首尾相接，从起点指向终点的有向线段即为合矢量定量计算2类垂直定量计算当两个分运动方向相互垂直时，可用直角三角形的边角关系定量计算常见关系式合速度的平方等于两个分速度平方之和小船渡河模型200m河宽3m/s水流速度5m/s船静水速度探究渡河模型两个分运动核心概念随水漂流与自身划行的合运动探究一怎样渡河所用时间最短—船头垂直河岸探究二怎样渡河位移最短—合速度垂直河岸提示：一切渡河问题，都要先判断哪个运动是合运动渡河时间最短方案1关键动作01船头垂直河岸垂直分速度最大渡河时间只由垂直于河岸的分速度决定2关键动作02计算最短时间最短时间=河宽

÷

船速200m

÷

5m/s=40s3关键动作03随流漂移合位移方向偏向下游船随水流向下游漂移渡河位移最短方案船速大于水速：可垂直渡河船速大于水速：可垂直渡河船头向上游偏转船头向上游偏转一定角度合速度垂直河岸合速度方向垂直于河岸，垂直抵达对岸最短位移=河宽最短位移等于河宽，本例中为二百米船速小于水速：无法垂直渡河无法垂直抵达合速度方向无法垂直于河岸，不能垂直抵达正对岸对比记忆时间最短看垂直分速度，位移最短看合速度方向绳端速度的分解物体实际运动的速度是

合速度

，不能把绳端速度当作合速度沿绳方向与垂直于绳方向分解，是处理绳、杆关联问题的基本方法分解方法沿绳方向分速度大小相等，是连接两端物体运动的纽带垂直绳方向分速度将实际速度沿绳方向与垂直绳方向分解解题顺序1确定实际运动方向2作分解3列式求解易错辨析提升辨清概念边界，方能真正掌握规律辨析易错点，让曲线运动知识落地生根04易错辨析之变速运动常见误区辨析4项误区一速度大小不变就不是变速运动辨析：曲线运动的速度方向时刻改变，速度是矢量，方向改变就属于变速运动误区二曲线运动一定是匀变速运动辨析：恒力作用：加速度恒定，属于匀变速曲线运动；变力作用：加速度变化，属于变加速曲线运动核心结论1项易错结论曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动速度是矢量，方向或大小任一改变即为变速运动；直线变速运动仍属变速而不属曲线。易错辨析之受力分析误区一：向心力是独立存在的力误区把向心力当成一种独立存在的力，单独画在受力图上辨析向心力是效果力，由重力、弹力、摩擦力或它们的合力提供要点受力分析只画物体实际受到的力，不画效果力误区二：曲线运动必有垂直力误区认为做曲线运动一定受到一个始终与速度垂直的力辨析只有匀速圆周运动才满足合力与速度始终垂直，此时速率不变判断合外力沿速度方向的分力改变速度大小，垂直方向的分力改变速度方向例题精讲之轨迹判断无动力飞行爱好者在同一竖直平面内，滑出一段曲线轨迹判轨迹判断四连问正确判断一·合外力不可能沿切线方向——合外力指向轨迹凹侧错误判断二·速度可能保持不变——曲线运动中速度方向一直在变化错误判断三·速度与加速度始终垂直——只有匀速圆周运动满足错误判断四·合外力与速度成锐角时速度减小——成锐角时速率增大速度沿切线，合力指向

凹侧

，轨迹夹在两者之间例题精讲之撤力判断质点在三个力共同作用下保持平衡，突然撤去其中一个力撤力前合力为零不要认为撤去哪个力，合力就一定沿哪个力的方向三条判断判断一该合力为恒力，加速度恒定，质点一定做匀变速运动判断二若合力方向与原速度方向共线，质点做匀变速直线运动判断三若合力方向与原速度方向不共线，质点做匀变速曲线运动本课知识网络梳理一条主线现象观察→概念建构→条件探究→方法迁移核一个核心方向速度方向沿轨迹切线方向改变方向时刻改变（切线方向）件一个条件合力合外力方向与速度方向不在同一直线上律一条规律轨迹轨迹夹在速度与合力之间弯曲向合力一侧弯曲，合力指向轨迹凹侧法一种