5.1 曲线运动-2021-2022学年高一物理精梳细讲 讲义（人教版2019必修第二册）

【基础知识梳理】 一、曲线运动的速度方向 1．曲线运动中，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向． 2．曲线运动中，质点的速度方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，加速度一定不为零． 二、物体做曲线运动的条件 1. 动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上．这包含三个层次的内容：①初速度不为零；②合力不为零；③合力方向与速度方向不共线． 2. 运动学条件：加速度方向与物体的速度方向不在同一直线上． 【强调】：物体做曲线运动时，所受合力可能变化. 【实例】 将一条形磁铁放在光滑水平桌面的不同位置，让小铁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1中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小铁珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小铁珠的运动轨迹是________(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． 图1 答案　b　c　不在 解析　因为磁铁对小铁珠只能提供引力，磁铁在A处时，F与v0同向，小铁珠做变加速直线运动，运动轨迹为b；当磁铁放在B处时，F与v0不在同一直线上，合力的方向指向轨迹的凹侧，运动轨迹为c.当物体所受合外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． 三、物体运动性质的判断 1. 直线运动或曲线运动的判断 看合力方向(或加速度的方向)和速度方向是否在同一直线上． 2. 匀变速运动或非匀变速运动的判断 合力为恒力(或加速度恒定)，物体做匀变速运动；合力为变力(或加速度变化)，物体做非匀变速运动． 3. 几种常见的运动类型 F(a)与v的方向 轨迹特点 加速度特点 运动性质 F(a)＝0 直线 a＝0 匀速直线运动 共线 a恒定 匀变速直线运动 a不恒定 非匀变速直线运动 不共线 曲线 a恒定 匀变速曲线运动 a不恒定 非匀变速曲线运动 【例题讲解】 1、 曲线运动的概念和性质 1．关于曲线运动的说法正确的是（　　） A．做曲线运动的物体其速度大小一定变化 B．曲线运动一定是变速运动 C．做匀速圆周运动的物体，所受合外力不一定时刻指向圆心 D．曲线运动一定是加速度不变的匀变速运动 【答案】B 【详解】A．做曲线运动的物体其速度大小不一定变化，如匀速圆周运动，A错误；B．根据曲线运动的性质可知，曲线运动一定是变速运动，B正确；C．做匀速圆周运动的物体，所受合外力一定时刻指向圆心，C错误；D．曲线运动的加速度可能发生变化非匀变速运动，D错误。故选B。 2．关于曲线运动，下面说法正确的是（　　） A．若物体运动速度改变，它一定做曲线运动 B．物体做曲线运动，它的运动速度不一定在改变 C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致 D．物体做曲线运动时，它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致 【答案】D 【详解】A．若物体只是运动的速度大小改变，方向不变，则物体做直线运动，选项A错误； B．物体做曲线运动，它的运动速度方向一定是变化的，则速度一定在改变，选项B错误；C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向不一致，选项C错误；D．根据牛顿第二定律可知，加速度与合外力同向，则物体做曲线运动时，它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致，选项D正确。故选D。 3．（多选）下列说法中正确的有（　　） A．在某一段时间内物体运动的位移为零，则该物体一定是静止的 B．力的单位“N”是国际单位制的基本单位，加速度的单位“m/s2”是导出单位 C．曲线运动一定是变速运动 D．速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零 【答案】CD 【详解】A．在某一段时间内物体运动的位移为零，可能是物体恰好返回到出发点，所以物体不一定是静止的，故A错误；B．力的单位“N”是导出单位，加速度的单位“m/s2”也是导出单位，故B错误；C．曲线运动的速度方向沿着运动轨迹的切线方向，所以曲线运动一定是变速运动，故C正确；D．速度与加速度没有必然的联系，速度很大的物体，其加速度可以很小，可以为零，故D正确。故选CD。 2、 曲线运动瞬时速度的方向 4．关于曲线运动，下列说法中正确的是（　　） A．曲线运动是变速运动，所受的合外力一定变化 B．做曲线运动的物体，速度的方向与所受的合外力方向不在一条直线上 C．做曲线运动的物体，速度的方向与所受的合外力的方向一定垂直 D．做曲线运动的物体，速度的大小与方向都时刻发生改变 【答案】B 【详解】AB．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；做曲线运动的条件是合外力与初速度不在一条直线上，与合外力是否变化无关，故A错