内容正文:
第五章 抛体运动
1 曲线运动
物理
[定位·学习目标]
1.知道曲线运动的瞬时速度方向,能运用极限思想理解瞬时速度的方向,
并会在轨迹图上画出某点的速度方向。
2.理解曲线运动是变速运动,知道物体做曲线运动的条件。
3.能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动,进一步理解运动与相互作用的观念。
物理
探究·必备知识
突破·关键能力
提升·核心素养
检测·学习效果
物理
探究·必备知识
知识点一 曲线运动的速度方向
探究新知
1.速度方向特点:做曲线运动的物体,速度的方向在 。
2.速度方向:质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的 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 .
。
不断变化
切线
变速
运动
物理
想想议议
(教材第2页“问题”改编)在砂轮上磨刀具时,刀具与砂轮接触处的炽热微粒沿什么方向飞出?转动雨伞时,雨伞上的水滴沿什么方向飞出?运动员掷链球时,飞出的链球沿什么方向运动?由以上现象你能得出什么结论?
答案:炽热微粒将沿砂轮与刀具接触处的切线方向飞出。雨滴将沿伞边上各点所在圆周的切线方向飞出。链球沿手松开时的切线方向飞出。由这些现象可以看出,物体做曲线运动时,在某点时的速度方向应沿该点所在轨迹的切线方向。
物理
知识点二 物体做曲线运动的条件
探究新知
1.理论分析:曲线运动是变速运动,由于速度 时刻改变,物体的 .
一定不为0,故物体所受的 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 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 同一直线上。
方向
加速度
合力
不在
不在
物理
想想议议
某人骑自行车以恒定速率通过一段水平弯道,自行车的运动性质是匀速运动还是变速运动?请说明理由。
答案:变速运动。因为以恒定速率通过一段水平弯道,虽然自行车速度的大小没有变化,但是由于其做曲线运动,速度方向时刻发生变化,所以自行车做的是变速运动。
物理
突破·关键能力
要点一 对曲线运动及性质的理解
情境探究
以初速度v0抛出一个物体,物体在空中做曲线运动。
探究:(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向是怎样的?
答案:(1)物体经过A、B、C、D点时的速度方向沿相应点的切线方向。
(2)物体的运动是一种什么性质的运动?
答案:(2)因速度方向时刻在变化,故物体的运动为变速运动。
物理
要点归纳
1.曲线运动的速度
(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向,就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向,也就是曲线上这一点的切线方向。
(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。
物理
典例研习
[例1] 下列说法中正确的是( )
A.做曲线运动的物体,速度的方向必定变化
B.速度变化的运动必定是曲线运动
C.加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D.加速度变化的运动必定是曲线运动
A
物理
解析:在曲线运动中,运动质点在某点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向,所以曲线运动的速度方向一定变化,故A正确;速度是矢量,若速度大小变化,方向不变,且速度方向与加速度方向在同一直线上,则物体就做变速直线运动,故B错误;物体做曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不在同一直线上,与加速度是否为恒量无关,故C错误;加速度是矢量,若加速度方向不变,只是大小发生变化,且加速度方向与速度方向在同一直线上,物体就做变速直线运动,故D错误。
物理
规律方法
(1)曲线运动是变速运动,但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线
运动。
(2)曲线运动是变速运动,速度方向一定变化,但速度大小不一定变化。
(3)曲线运动是变速运动,一定有加速度,但加速度不一定变化(如将物体沿水平方向抛出,其加速度不变),既可以是匀变速曲线运动,也可以是非匀变速曲线运动。
物理
[即时训练1] 如图所示为乒乓球在空中的运动轨迹,A、B、C为曲线上的三点,AB、BC为两点连线,ED为B点的切线。乒乓球在运动过程中可视为质点,若不考虑空气阻力的影响,则下列说法正确的是( )
A.乒乓球的运动是匀变速运动,在B点的速度沿BD方向
B.乒乓球的运动