内容正文:
1.曲线运动
学习目标
核心素养
1.知道什么是曲线运动,理解曲线运动的速度方向。
2.理解曲线运动是一种变速运动。
3.理解物体做曲线运动的条件,会判断物体是做直线运动还是做曲线运动。
1.科学思维:利用无限接近的思想理解切线的概念。
2.科学探究:通过实验和生活实际归纳出物体做曲线运动的条件。
3.关键能力:对物体做曲线运动条件的理解能力。
[对应学生用书第1页]
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.曲线运动的位移与速度
(1)曲线运动的位移:质点沿曲线由B点运动到A点。由B到A的有向线段表示这一过程的位移。
(2)曲线运动的平均速度:
若质点在一段时间内从B点运动到A点,则质点的平均速度的方向由B点指向A点。当B点越来越靠近A点时,质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。
(3)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.曲线运动的性质
速度是矢量,既有大小,又有方向。由于曲线运动中速度的方向是变化的,所以曲线运动是变速运动。
二、物体做曲线运动的条件
1.动力学角度
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。
2.运动学角度
加速度的方向与速度的方向不在同一直线上,物体的速度方向要发生变化,物体就做曲线运动。
1.判断下列说法的正误(正确的画“√”,错误的画“×”)。
(1)曲线运动的速度方向可能不变。 (×)
(2)曲线运动的速度大小和方向一定同时改变。 (×)
(3)曲线运动一定是变速运动。 (√)
(4)物体做曲线运动时,合力一定是变力。 (×)
(5)物体做曲线运动时,合力一定不为零。 (√)
(6)物体做曲线运动时,加速度一定不为零。 (√)
2.关于做曲线运动的物体,下列说法中正确的是 ( )
A.物体的速度方向一定不断改变
B.物体的速度大小一定不断改变
C.物体的加速度方向一定不断改变
D.物体的加速度大小一定不断改变
解析 对于曲线运动来说,速度方向始终沿着轨迹某点的切线方向,其方向一定会发生变化,而大小则有可能不变,故选项A正确,B错误;曲线运动的加速度有可能不变,即有可能做匀变速曲线运动,故选项C、D错误。
答案 A
[对应学生用书第2页]
要点一 曲线运动的性质与特点
如图所示,下雨天在泥泞的道路上启动摩托车和转动雨伞时,
(1)车轮溅起的泥浆沿什么方向飞出?
(2)转动雨伞,伞边缘的水滴离开伞面时沿什么方向飞出?
(3)飞出后的泥浆和水滴做直线运动还是曲线运动?它们的加速度为0吗?为什么?
提示 (1)泥浆沿车轮边缘某点的切线方向飞出。
(2)水滴沿伞边缘某点的切线方向飞出。
(3)做曲线运动,加速度不为0,因为曲线运动的速度方向时刻在变化。
1.曲线运动的速度
(1)质点做曲线运动时,速度的方向是时刻改变的,质点在某一时刻(或某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处曲线的切线方向一致。
(2)物体做曲线运动时,运动方向不断变化,即速度方向一定变化,但速度的大小不一定变化。
2.曲线运动的性质及分类
(1)性质:速度是矢量,由于速度方向时刻在发生变化,所以曲线运动一定是变速运动。
(2)分类
[例1] 关于运动的性质,以下说法中正确的是 ( )
A.曲线运动一定是变速运动
B.变速运动一定是曲线运动
C.曲线运动一定是变加速运动
D.加速度不变的运动一定是直线运动
[解析] 物体做曲线运动时速度方向时刻变化,所以曲线运动一定是变速运动,A正确;变速运动可能是速度的方向在变化,也可能是速度的大小在变化,所以变速运动不一定是曲线运动,B错误;曲线运动可能是变加速曲线运动,也可能是匀变速曲线运动,C错误;加速度不变的运动可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动,D错误。
[答案] A
几种常见的运动形式
轨迹特点
加速度特点
运动性质
直线
加速度为零
匀速直线运动
加速度不变
匀变速直线运动
加速度变化
变加速直线运动
曲线
加速度不变
匀变速曲线运动
加速度变化
变加速曲线运动
1.翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。某一翻滚过山车(可看成质点)从高处向下运动,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。下列说法中正确的是 ( )
A.过A点时的速度方向沿AB方向
B.过B点时的速度方向沿水平方向
C.过A、C两点时的速度方向相同
D.在圆形轨道上与过M点时速度方向相同的点在AB段上
解析 翻滚过山车经过A、B、C三点的速度方向如图所示,由图可判断出B正确,A、C错误;翻滚过山车在圆形轨道AB段上的速度方向偏向左上方,不可能与过M点时的速度方向相同,D错误。
答案 B
要点二 对曲线