第01讲 曲线运动-【寒假自学课】2022年高一物理寒假精品课（人教版2019 必修第二册）

第01讲 曲线运动 【学习目标】 1．知道曲线运动的概念、会判断曲线运动速度的方向。 2．知道曲线运动是变速运动。 3. 知道物体做曲线运动的条件。 4.会分析曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹的关系。 【基础知识】 知识点一、曲线运动 定义：运动轨迹是曲线的一种运动。例如天上围绕地球旋转的卫星的运动轨迹。 特点：曲线运动是一种变速运动，它的速度方向每时每刻都在发生改变，但是速度大小不一定发生改变。 分类：①匀变速曲线运动：即加速度不变的一种曲线运动。 ②变加速曲线运动：即加速度发生改变的一种曲线运动。 注意：其中匀速率曲线运动也是变加速运动：即速度大小不变，但是速度方向时刻在变的一种曲线运动。 知识点二、曲线运动的速度方向 1.切线：当在一条曲线上运动的一点A非常非常接近另一点B时，割线AB就叫做曲线在B点的切线。 2.曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3.标矢性：速度是矢量，既有大小，又有方向。 知识点三、物体做曲线运动的条件 1.运动学角度：物体的加速度方向跟他的速度方向不在同一条直线上。 2.动力学角度：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一条直线上。 3.曲线运动的特点： ①曲线运动中，物体的速度方向时刻发生变化，一定是一种变速运动； ②运动轨迹向合力的方向弯曲且合力的方向一定只想轨迹弯曲的内侧； 知识点四、曲线运动力、速度、轨迹的关系 判断方法：轨迹包着力。如图所示，在合外力F作用下，物体一定会继续沿着最下方的黑色曲线运动，运动轨迹把力包起来。 注意：同样也可以根据运动轨迹判断所受合外力的大致方向。 运动趋势： ①当合力和速度的夹角＞90°，物体会边拐弯边做减速运动； ②当合力和速度的夹角=90°，物体就只会拐弯，速度大小不变； ③当合力和速度的夹角＜90°，物体边拐弯边做加速运动。 【考点剖析】 例1.小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹，图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向________（选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动． 【答案】b，c，不在 【解析】解：磁体对钢珠有相互吸引力，当磁铁放在位置A时，即在钢珠的正前方，所以钢珠所受的合力与运动的方向在一条直线上，所以其运动轨迹为直线，故应是b； 当磁铁放在位置B时，先钢珠运动过程中有受到磁体的吸引，小钢珠逐渐接近磁体，所以其的运动轨迹是c； 当物体所受的合外力的方向与小球的速度在一条直线上时，其轨迹是直线；当不在一条直线上时，是曲线． 例2曲线运动是自然界中普遍存在的运动形式，下面关于曲线运动的说法中，正确的是（ ） A.物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动 B.物体在恒定的合力作用下一定会做直线运动 C.物体做曲线运动时，合力方向可能发生变化，也可能不变 D.若物体在大小不变的合力作用下做曲线运动，则一定是匀变速曲线运动 【答案】C 【解析】当物体所受合力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，A、B错误； 物体做曲线运动时，其所受合力的方向与速度方向不在同一直线上，合力的方向可能发生变化，也可能不变，C正确；做匀变速曲线运动的物体所受的合力恒定不变，而不只是合力大小不变，D错误. 例3　一辆汽车在水平公路上由直道进入广场转弯，沿曲线由M向N行驶，下图中分别画出了这辆汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为可能正确的是（ ） 【答案】CD 【解析】做曲线运动的物体，合力指向轨迹凹侧，故选项C、D正确. 【过关检测】 1、 下列关于曲线运动的说法正确的是（ ） A、 曲线运动可以是变速运动也可以是匀速运动 B、 曲线运动一定是变速运动 C、 匀速圆周运动是匀速曲线运动 D、 曲线运动收到的合外力可以为零 【答案】B 【解析】A选项中，匀速运动指的速度的大小方向都不变的运动，但是曲线运动的速度方向时刻在变，所以A不对；B选项中，变速运动包括速度的大小或者方向任一因素改变都是变速运动，由于曲线运动的方向时刻都在变，所以曲线运动一定是变速运动，故B正确；C选项中，匀速圆周运动的速率大小不变，但是方向时刻在变，不存在匀速曲线运动，故C不变；D选项中，由于曲线运动的速度发生了改变，所以一定受到不为零的合外力，故D错误。 2.如图所示，小锐同学正在荡秋千，他经过最低点P时的速度方向是（ ） A.a方向 B.b方向 C.c方向 D