5.1 曲线运动（导学案）-2022-2023学年高一物理同步备课精编优选课件+导学案（人教版2019必修第二册）

第1节　曲线运动 【知识梳理】 一、曲线运动的速度方向 1．速度方向特点：做曲线运动的物体，速度的方向在不断变化。 2．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：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．理论分析：曲线运动是变速运动，速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为0，故物体所受的合力一定不为0。 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直线上。 3．运动学角度：物体加速度的方向与速度的方向不在同一直线上。 【方法突破】 一、对曲线运动的理解 ■方法归纳 1．曲线运动的速度 (1)曲线运动的速度方向：做曲线运动的物体，在任一时刻(或位置)的瞬时速度方向与该时刻质点所在位置处曲线的切线方向一致，并指向物体运动的方向．如图所示． (2)速度是一个矢量，既有大小，又有方向，假如在运动过程中只有速度大小的变化，而物体的速度方向不变，则物体只能做直线运动，因此，若物体做曲线运动，表明物体的速度方向发生了变化。 2．曲线运动的性质 (1)运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。 (2)动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动。 【例1】如图所示，一质点沿曲线由a点经b点运动到c点，图中用箭头标出了质点经过b点时的速度方向，正确的是（　　） A． B． C． D． 【针对训练1】如图所示的陀螺，是汉族民间最早的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看（俯视），若陀螺立在某一点逆时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺，则被甩出的墨水径迹可能如图（　　） A． B． C． D． 二、对曲线运动条件的理解 ■方法归纳 1．物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件：合力方向与速度方向不共线，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：加速度方向与速度方向不共线． 2．曲线运动的轨迹与速度、合力的关系 做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切，并向合力方向弯曲，(如图所示)夹在速度方向与合力方向之间． 3．合外力与速率变化的关系 若合力方向与速度方向的夹角为α，则： 甲　　　　　 乙　　　　 　丙 【例2】在2022年卡塔尔世界杯赛场上，阿根廷职业足球运动员梅西在球场上的完美表现圆了全世界球迷的球王梦，在足球场上与队员的配合中带球射门时，梅西踢出的足球，在行进中绕过对方球员转弯进入了球门，守门员“望球莫及”，轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是（　　） A．合外力的方向与速度方向不在一条直线上 B．合外力的方向与速度方向在一条直线上 C．合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 D．合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 【针对训练2】赛车弯道超车如图，外侧的赛车在水平弯道上加速超越前面的赛车。若外侧的赛车沿曲线由向行驶，速度逐渐增大。选项图中、、、分别画出了外侧的赛车在弯道超车时所受合力的四种方向。你认为正确的是（　　） A． B． C． D． 【巩固提升】 1．如图所示，一游客在武夷山九曲溪乘竹筏漂流，曲线为该游客的运动轨迹。已知该游客从M点漂流到N点的路程为6.0km，用时1h，M、N间的直线距离为1.8km，则从M点漂流到N点的过程中（　　） A．该游客的位移为1.8km B．该游客的平均速率为6.0m/s C．该游客的平均速度大小为1.8m/s D．M点和N点速度方向不相同 2．一列以速度v匀速行驶的列车内有一水平桌面，桌面上A处有一相对桌面静止的小球，由于列车运动状态的改变，车厢中的旅客发现小球沿如图（俯视图）中的虚线从A点运动到B点，则说明列车是加速且在向北拐弯的图是（　　） A． B． C． D． 3．物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图如图所示。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直，则下列说法中正确的是（　　） A．C点的速率小于B点的速率 B．A点的加速度比C点的加速度大 C．C点的速率大于B点的速率 D．从A点到C点，加速度与速度的夹角先增大后减小，速率是先减小后增大 4．无动力翼装飞机是一种专业的滑翔运动，如图，某翼装飞行者在某次飞行过程中，在同一竖直平面内从 A 到 B 滑出了一段曲线轨迹，下列说法正确的是（　　） A．飞行者速度保持不变 B．飞行者所受合外力