内容正文:
1 认识曲线运动
[学业要求与核心素养]
1.知道什么是曲线运动。
2.会确定曲线运动的位移和速度方向,知道曲线运动是变速运动。
3.通过实验探究,知道物体做曲线运动的条件。
一、随处可见的曲线运动
物体运动轨迹是__曲线__的运动叫曲线运动。
二、曲线运动的速度方向
1.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。
2.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__。
三、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.(多选)下列说法正确的是( )
A.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变
B.曲线运动一定是变速运动
C.物体做曲线运动时,合力一定是变力
D.物体做曲线运动时,加速度一定不为零
答案 BD
2.(2021·广西壮族自治区月考)如图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是( )
A.a B.b
C.c D.d
答案 C
知识点一 曲线运动的性质与特点
1.曲线运动的速度
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
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
●核心素养·思维升华
运动分类
1.(多选)关于质点做曲线运动的说法,正确的是( )
A.速度大小一定在时刻变化
B.速度的方向一定在时刻变化
C.它一定在做变速运动
D.它可能是速率不变的运动
解析 做曲线运动的物体,速度方向时刻变化,但大小不一定变化。
答案 BCD
知识点二 对曲线运动条件的理解
1.物体做曲线运动的条件
合力与速度方向不共线,即加速度与速度方向不共线。
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
如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点时的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是( )
A.D点的速率比C点的速率大
B.A点的加速度与速度的夹角小于90°
C.A点的加速度比D点的加速度大
D.从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小
[解析] 质点做匀变速曲线运动,合力的大小方向均不变,加速度不变,故C错误;由B点速度与加速度相互垂直可知,合力方向与B点切线垂直且向下,故质点由C到D过程,合力方向与速度方向夹角小于90°,速率增大,A正确;A点的加速度方向与过A的切线,即速度方向夹角大于90°,B错误;从A到D加速度与速度的夹角一直变小,D错误。
[答案] A
●核心素养·思维升华
力和运动轨迹关系的两点提醒
(1)物体的运动轨迹由初速度、合外力两个因素决定,轨迹在合外力方向与速度方向之间且与速度方向相切。
(2)物体在恒力作用下做曲线运动时,速度的方向将越来越接近力的方向,但不会与力的方向相同。
2.(2021·涟水县第一中学高一考试)一质点在某段时间内做曲线运动,则在这段时间内( )
A.速度一定不断变化,加速度也一定变化
B.速度可能不变,加速度一定不断变化
C.速度一定不断变化,加速度可能不变
D.速度可能不变,加速度也可能不变
解析 物体做曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,速度一定在变化,但是合力不一定改变,所以加速度不一定改变,如平抛运动,故A、B、D错误,C正确。
答案 C
[随堂巩固]
1.(曲线运动的性质)(多选)物体做曲线运动时,其加速度( )
A.一定不等于零 B.可能不变
C.一定改变 D.一定不变
解析 物体做曲线运动的条件是其合力方向与速度方向不在一条直线上,故合力肯定不为零,其加速度必定不为零,A对。合力可能是恒力,也可能是变