内容正文:
第五章 抛体运动
课时5.1 曲线运动
1. 通过观察,知道什么是曲线运动。
2. 会确定曲线运动速度的方向,知道曲线运动是一种变速运动。
3. 知道物体做曲线运动的条件,能运用牛顿运动定律分析讨论物体做曲线运动的条件。
4. 掌握速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系。
一、曲线运动的速度方向
1.曲线运动
轨迹是曲线的运动称为曲线运动。
2.速度方向
(1)做曲线运动的物体,其速度方向在不断变化 ,所以曲线运动是变速运动。物体做曲线运动时,其加速度不为零,合外力不为零。
(2)质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向,如图所示。
3.对曲线运动速度方向的分析
如图所示曲线是某一质点的运动轨迹,分析曲线运动中一段时间内的平均速度。
若质点在一段时间内从B点运动到A点,则平均速度的方向由B点指向A点;当选取的时间Δt越来越小时,平均速度方向逐渐向曲线在A点的切线方向靠近;当时间Δt足够小时,割线的方向就是该点的切线方向,即质点在某一点的瞬时速度方向沿曲线在该点的切线方向。
易错警示:
(1)若质点从A点沿曲线运动到B点,则它经过A点时的速度方向为图中的v1方向;
(2)若质点从B点沿曲线运动到A点,则它经过A点时的速度方向为图中的v2方向。
二、物体做曲线运动的条件
动力学条件
物体所受合力方向与它的速度方向不在同一直线上
运动学条件
物体的加速度方向与速度方向不在同一直线上
易错提醒:物体是否做曲线运动,与其受到的合力大小是否变化无关。
基础过关练
题组一 曲线运动的速度方向
1.(2022江苏淮安期末)某质点沿光滑水平面在水平恒力F作用下,从A点运动到B点,轨迹如图所示。若经过B点时,力F突然撤去,则它从B点开始可能沿图中的哪条虚线运动 ( )
A.a
B.b
C.c
D.d
2.(2021北京丰台期末)排球是大家很熟悉的一项体育运动。在国际赛事中,中国女排姑娘们凭借团结协作、顽强拼搏的女排精神创造了一个又一个辉煌,极大地激发了中国人的自豪、自尊和自信。如图所示,在排球场上发球运动员将排球斜向上击出,排球运动一段时间后落至A点。已知排球在空中运动轨迹的最高点为O点,排球可视为质点。关于排球运动过程中的速度方向和受力方向,下列图中正确的是 ( )
题组二 物体做曲线运动的特点及条件
3.(2022江苏泰州中学期末)关于曲线运动,下列说法正确的是 ( )
A.曲线运动不一定是变速运动
B.速度的大小和方向一定都在不断变化
C.物体的加速度可能变化,也可能不变化
D.物体所受合力一定不为零,其大小和方向一定都在不断变化
4.(2022江苏盐城质检)取一根稍长的细杆,一端固定一枚小铁钉,另一端用羽毛做成尾翼,这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。在空旷处,某人将飞镖水平掷出,落至地面插入泥土,运动轨迹如图所示(不计空气阻力)。下列说法正确的是 ( )
A.飞镖在空中飞行时速度方向与合力方向相同
B.飞镖在空中飞行时速度方向与合力方向相反
C.飞镖插入泥土的方向就是飞镖落地时的速度方向
D.飞镖插入泥土的方向就是飞镖落地时的合力方向
5.(2022江苏宿迁沭阳修远中学测试)翻滚过山车是大型游乐园里比较刺激的一种娱乐项目。如图所示,过山车(可看成质点)从高处冲下,过M点时速度方向如图所示,在圆形轨道内经过A、B、C三点。下列说法正确的是 ( )
A.过山车做匀速运动
B.过山车做变速运动
C.过山车受到的合力等于零
D.过山车经过A、C两点时的速度相同
能力提升练
题组一 物体做曲线运动的条件
1.(2021江苏扬州中学测试)如图所示,高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的轨迹,则图中扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的是 ( )
2.(2022福建三明宁化六中期中)如图所示,一质点在恒力作用下做曲线运动,从M点运动到N点的过程中,质点的速度方向恰好改变了90°,则 ( )
A.质点在M点受到的合力方向水平向右
B.质点在N点受到的合力方向竖直向下
C.质点在M点和N点的速率相等
D.质点从M点到N点做匀变速曲线运动
3.(2022重庆南开中学期末)如图所示,物体仅在四个恒力F1、F2、F3和F4作用下以速率v0向右做匀速直线运动。若撤去其中某个力(其他三个力保持不变),经一段时间t又恢复该作用力,物体恰能恢复到原速率v0。则撤去的这个力是 ( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
题组二 物体做曲线运动时,速度方向与合力方向及轨迹的联系
4.(2022湖北武汉期末)运动员出色表现的背后,不仅有自身的努力付