1.1 曲线运动-2020-2021学年高一物理精讲精练（新粤教版必修第二册）

1.1 曲线运动 考点精讲 考点1：曲线运动的速度特点 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：加速度不断变化的曲线运动，即物体在变力作用下的曲线运动。 【例1】　假如在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车，关于脱离赛车后的车轮的运动情况，以下说法正确的是(　　) A．仍然沿着赛车行驶的弯道运动 B．沿着与弯道垂直的方向飞出 C．沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道 D．上述情况都有可能 【解析】赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向。被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向。选项C正确。 【技巧与方法】 曲线运动中判断某点速度方向的步骤 1．找出物体运动轨迹的方向。 2．确定该点的切线方向。 3．画出带箭头的切线，箭头指向为该点的速度方向。 【针对训练】 1．一质点从a点运动到d点的轨迹如图所示，速度方向图示正确的位置是(　　) A．d点　　　　 B．c点 C．b点 D．a点 【解析】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，故速度方向图示正确的位置是b点，故C正确。 考点2：物体做曲线运动的条件 1．物体做曲线运动时速度方向一定变化，一定有加速度，由牛顿第二定律可知，物体所受合外力一定不为零，且由于加速度与合外力同方向，所以物体所受合外力的方向与速度方向不在同一条直线上。因此物体做曲线运动的条件还可表述为：物体的加速度方向与它的运动方向不在一条直线上。 2．只要物体所受合外力(或加速度)方向与速度方向不在一条直线上，物体一定做曲线运动。物体所受合外力(或加速度)可能变化，也可能恒定，因此做曲线运动的物体可能做匀变速运动，也可能做非匀变速运动。 3．把加速度沿速度和垂直于速度的两个方向分解，也就是把合外力沿这两个方向分解，如图甲、乙所示。 甲　　　　　　　　　乙 在甲图中加速度a1与速度v的方向相同，使速度v增大；加速度a2与速度v方向垂直，使v的方向改变。 在乙图中加速度a1与速度v的方向相反，使速度v减小；加速度a2与速度v方向垂直，使v的方向改变。 当a1＝0，a2垂直于速度v时，速度大小不变，方向改变，则物体做速度大小不变的曲线运动。 物体所受合外力不为零时，若合外力方向与速度方向夹角为θ，由以上分析，可以得出如下结论： θ角的大小 运动性质 力的作用效果 θ＝0° 加速直线运动 只改变速度的大小， 不改变速度的方向 θ＝180° 减速直线运动 0°<θ<90° 速度变大的曲线运动 既改变速度的大小， 又改变速度的方向 90°<θ<180° 速度变小的曲线运动 θ＝90° 速度大小不变 的曲线运动 只改变速度的方向， 不改变速度的大小 4.物体受到的合外力方向总指向曲线的凹侧 设质点按图所示方式做曲线运动，t1时刻在A点，t2时刻运动到B点，经历的时间为Δt＝t2－t1，分别用v1、v2表示A、B两点的速度，将v2平移到A点，按照平行四边形定则作矢量图，速度变化的方向如图中Δv所示，则质点从A到B的平均加速度＝，因为加速度的方向与速度改变量Δv方向相同，所以加速度方向总是指向曲线弯曲的一侧(凹侧)。当Δt足够小，趋近于零时，平均加速度就无限接近质点在A点的瞬时加速度，它的方向与足够小的Δv方向相同，指向曲线的凹侧。由牛顿第二定律可知，质点受到的合外力的方向与加速度方向相同，总指向曲线的凹侧。 【例2】　曲线运动是自然界更为普遍的运动形式，下面关于曲线运动的一些说法中，正确的是(　　) A．物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动 B．物体在方向不变的外力作用下一定会做直线运动 C．物体在与速度方向不共线的外力作用下一定会做曲线运动 D．物体在大小不变的外力作用下必做匀变速曲线运动 【解析】若力与初速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，A、B错。物体在与速度方向不共线的外力作用下一定会做曲线运动，C对。做匀变速曲线运动的物体受力恒定不变，而不光是受力大小不变，D错。 【技巧与方法】 物体做曲线运动时，关于受力(加速度) 的“一定”与“不一定” 1．“一定”：物体受到的合外力(加速度)一定不为零。物体所受合外力(加速度)的方向与其速度方向一定不在同一条直线上。 2．“不一定”：物体受到的合外力(加速度)不一定变化，即物体受到的合外力可以是恒力，也可以是变力。 【针对训练】 训练角度1　曲线运动条件的理解 2．(多选)