第五章 第1节 曲线运动（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

第1节　曲线运动 物理观念 科学思维 科学探究 科学态度与责任 1．知道曲线运动的瞬时速度方向。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。 1．能运用极限思想理解瞬时速度的方向。 2．通过分析曲线运动体会牛顿第二定律和分解与合成的方法运用。 通过实验探究得出瞬时速度的方向并观察运动的轨迹。 通过曲线运动的实例分析，体会物理学在生产、生活中的应用。 [对应学生用书P1] 一、曲线运动的速度方向 1．曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动。 2．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．物体做曲线运动的速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为 0，物体所受的合力一定不为 0。 2．曲线运动的条件 (1)从动力学的观点看，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)从运动学观点看，当物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 1．(物理与体育)某中学正在举行篮球比赛，一名同学正在投篮的情景如图所示。判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)篮球做曲线运动，速度可能不变。(　　×　　) (2)篮球的运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(　　√　　) (3)篮球的速度方向时刻变化。(　　√　　) (4)篮球在空中运动时，只受重力，是恒力，一定做直线运动。(　　×　　) 2．(教材拓展P3)曲线运动为什么是变速运动？ 提示：物体沿曲线运动，其各点的速度方向沿曲线在这点的切线方向，所以物体运动中速度方向是变化的，由于速度是矢量，既有大小，又有方向，所以曲线运动是变速运动。 [对应学生用书P1] 探究点一 曲线运动的速度方向 生活中，人们有这样的经历——雨后在泥泞的道路上骑自行车，当自行车无后挡泥板时，骑车人的后背会被甩一身泥。 [问题设计] 为什么会出现这种情况？ 提示：泥浆沿车轮边缘某点的切线方向飞出。 1．曲线运动的性质：变速运动。 2．曲线运动的分类 (1)加速度恒定：匀变速曲线运动； (2)加速度变化：非匀变速曲线运动。 3．曲线运动的速度特点 (1)速度方向总是沿切线方向。 (2)速度时刻改变。 【例1】 钢球做曲线运动时，下列图示中P点的速度v方向可能正确的是(虚线是曲线上过P点的切线)(　　) B　解析：钢球做曲线运动时，钢球过题图所示P点的速度v方向在过P点的切线上，B正确，A、C、D错误。 [练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。如图所示，翻滚过山车(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．圆形轨道上与过M点时的速度方向相同的点在AB段上 B　解析：过每点时的速度方向为轨道在该点的切线方向，故过A点时的速度方向竖直向上，与过C点时的速度方向相反，过B点时的速度方向水平向左，圆形轨道上与过M点时的速度方向相同的点在CD段上，B正确。 探究点二 物体做曲线运动的条件 一同学在体育课上，学习投掷铅球，他把铅球斜向上掷出。 [问题设计] 铅球为什么做曲线运动？ 提示：铅球的初速度方向与重力方向不在同一条直线上。 1．物体做曲线运动的条件：初速度方向与合力方向不在同一直线上。 2．曲线运动的特点 (1)合外力指向轨迹凹部内侧。 (2)曲线运动轨迹始终夹在合外力方向与速度方向之间。 3．速度与合力夹角的关系 (1)合力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率越来越大； (2)合力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率越来越小。 【例2】 (2023·湖北武汉高一检测)图甲为2022年北京冬奥会我国运动员参加冰壶比赛的场景。比赛中投壶手在投出冰壶时会带有一定的旋转(自旋)，擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰)，减小冰壶前侧受到的摩擦力，可使冰壶做曲线运动。在图乙所示的各图中，圆表示冰壶，ω表示冰壶自旋的方向，v表示冰壶前进的方向，则在刷冰的过程中，冰壶运动的轨迹(虚线表示)可能正确的是(　　) 　 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ B　解析：由题意可知，擦冰手在冰壶运动的前方高速摩擦冰面(刷冰)，减小冰壶前侧受到的摩擦力，而后侧所受摩擦力几乎不变，若冰壶按如图①的逆时针方向旋转，则沿垂直于速度的方向，摩擦力的合力向左，则冰壶运动轨迹将向左偏转；同理若冰