内容正文:
第五章 抛体运动
5.1 曲线运动
课程解读
课标要点
学科素养
链接浙江学考
链接浙江选考
1.通过实验,了解曲线运动,知道物体做曲线运动的条件
2.观察生活中的曲线运动,如投篮时篮球的运动轨迹
物理观念:理解物体做曲线运动的条件,能运用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件。
科学探究:通过实验探究过程总结出曲线运动的速度方向,并给予理论证明
1.曲线运动的速度方向
2.物体做曲线运动的条件
1.曲线运动的速度方向
2.物体做曲线运动的条件
知识点一 曲线运动的速度方向
1.曲线运动:轨迹是__曲线__的运动。
2.如图所示,过曲线上的A、B两点作直线,这条直线叫作曲线的割线。当B点非常非常接近A点时,这条割线就叫作曲线在A点的__切线__。
3.做曲线运动的质点在某一点(或某一时刻)的速度方向,沿曲线在这一点的__切线__方向。
【思辨】
思考题
(1)如图甲所示,从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿什么方向飞出?
甲
乙
丙
(2)如图乙所示,质点沿曲线从左向右运动,画出质点在A、B、C 三点的速度方向。
(3)如图丙所示为水平桌面上的一条弯曲轨道。钢球进入轨道的M端沿轨道做曲线运动,它从出口N端离开轨道后的运动轨迹沿哪个方向?
【答案】(1)打磨点的切线方向。
(2)如图所示。
(3)当钢球离开N端时,由于惯性,仍保持原来运动的方向,即沿着N端曲线的切线c的方向。
知识点二 物体做直线运动、曲线运动的条件
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
共线
不共线
直线
曲线
a=0
匀速直线运动
a恒定
匀变速直线运动
a不恒定
非匀变速直线运动
a恒定
匀变速曲线运动
a不恒定
非匀变速曲线运动
【思辨】
1.判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)做曲线运动的物体,速度可能不变。( × )
(2)曲线运动一定是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动。( √ )
(3)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。( × )
(4)做曲线运动的物体所受的合力一定是变力。( × )
(5)做曲线运动的物体的加速度一定不为零。( √ )
2.思考题
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,得到不同的轨迹。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__b__(填字母),小钢珠的运动轨迹为d时,磁铁__不可能__(填“可能”或“不可能”)放在位置B。实验表明,当物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做__曲__(填“直”或“曲”)线运动。
1.曲线运动的速度方向应沿曲线的切线方向。
2.合外力指向轨迹凹部内侧。
3.如图所示,曲线运动的轨迹夹在合外力方向与速度方向之间。
如图所示,一个物体在合力F的作用下沿光滑的水平面沿曲线从M减速运动到N,下面关于合力F和速度的方向的图示正确的是( A )
【解析】 将合力F沿轨迹切线和垂直切线方向正交分解,由于物体沿曲线从M减速运动到N,故合力F沿切线方向的分量应与速度方向相反,即合力F方向与速度方向成钝角,故A正确,B错误;速度方向应沿曲线的切线方向,故C错误;合力方向应指向曲线的内侧,故D错误。
如图是篮球投出到入筐经多次曝光得到的照片,篮球在P位置时受力方向可能是( C )
A.① B.② C.③ D.④
【解析】由照片可知,篮球从投出到P位置做减速曲线运动,所受合力应该指向轨迹的内侧,且与速度方向成钝角,所以篮球在P位置时受力方向可能是③,选项C正确。
1.速度是矢量,它既有大小,又有方向。不论速度的大小是否改变,只要速度的方向发生改变,就表示速度矢量发生了变化,也就有了速度的变化。
2.在曲线运动中,速度的方向是不断变化的,所以曲线运动是变速运动。
3.曲线运动一定有加速度,加速度可以变化,也可以不变,因此曲线运动一定是变速运动,但不一定是匀变速运动。
关于曲线运动,下列说法正确的是( B )
A.变速运动一定是曲线运动
B.曲线运动一定是变速运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.变加速运动一定是曲线运动
【解析】 物体做曲线运动的条件是速度方向与加速度方向不在同一直线上,做曲线运动物体