第一章 第1节 认识曲线运动-【高考领航】2023-2024学年高中物理必修第二册同步核心辅导与测评（教科版）

第1节　认识曲线运动 新课程目标 核心素养 1.了解曲线运动的含义，知道曲线运动的位移和瞬时速度的方向，能在曲线运动的轨迹图上画出各点的速度方向。 2.知道物体做曲线运动的条件，能运用牛顿第二定律分析曲线运动的条件。 1.物理观念：知道什么是曲线运动，理解曲线运动的速度方向，理解物体做曲线运动的条件，形成正确的物理观念。 2.科学思维：理解曲线运动是一种变速运动，会判断物体是做直线运动还是曲线运动，培养科学思维。 3.科学探究：研究曲线运动的速度方向，通过实验归纳物体做曲线运动的条件，进行科学探究。 　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称为曲线运动。 2．曲线运动的速度方向：质点经过某一位置时的速度方向就是曲线在这一点的切线方向。 3．曲线运动的性质：曲线运动的速度方向时刻在变化，所以曲线运动是一种变速运动。 　物体做曲线运动的条件 当运动物体所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动。 [课前小练] 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)喷泉中斜射出的水流，其速度方向沿切线方向。(√) (2)曲线运动的速度可以不变。(×) (3)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。(√) (4)做曲线运动的物体，加速度一定不为零。(√) (5)做曲线运动的物体所受的合力一定是变力。(×) 2．关于曲线运动，下列说法正确的是(　　) A．曲线运动可能不是变速运动 B．曲线运动不可能是匀变速运动 C．做曲线运动的物体速度大小可能不变 D．做曲线运动的物体可能没有加速度 解析：选C　既然是曲线运动，它的速度方向必定是改变的，所以曲线运动一定是变速运动，故A错误；在恒力作用下，物体做匀变速曲线运动，故B错误；做曲线运动的物体，速度大小可能不变，故C正确；做曲线运动的物体一定具有加速度，因为合外力不为零，故D错误。 　曲线运动的速度方向 [思考探究] 如图所示，长袖舞演员将长长的袖子在空中摇摆，形成美丽的弧线，袖子上的某点的速度方向与该点的切线方向是否相同？ 提示：相同。 [思维深化] 1．曲线运动的速度方向为沿曲线轨迹的切线方向。 2．曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动。 3．曲线运动性质的两种判断方法 (1)看物体所受的合外力：若物体所受的合外力为恒力，则它做匀变速曲线运动；若物体所受的合外力为变力，则它做非匀变速曲线运动。 (2)看物体的加速度：若物体的加速度不变，则它做匀变速曲线运动；若物体的加速度变化，则它做非匀变速曲线运动。 　如图所示的陀螺是民间的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时向陀螺上滴墨水，则被甩出的墨水径迹可能是图中的哪一个(　　) 解析：选D　陀螺的边缘上的墨水沿切线方向飞出，所以A、B错误；陀螺立在某一点顺时针匀速转动，故C错误、D正确。 [针对训练] 1.如图所示是我国著名网球运动员李娜的精彩比赛瞬间，如果网球离开球拍后，沿图中虚线做曲线运动，则图中能正确表示网球在相应点的速度方向的是(　　) A．v1 B．v2 C．v3 D．v4 解析：选B　网球离开球拍后的运动轨迹为曲线，网球在某点的速度方向沿该点在轨迹的切线方向，故B正确。 2.高台跳水比赛时，运动员起跳后在空中做出各种动作，最后沿竖直方向进入水中。若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示，a、b、c、d为运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向，下列说法中正确的是(　　) A．经过a、b、c、d四个点的速度方向均可能竖直向下 B．只有经过a、c两个点的速度方向可能竖直向下 C．只有经过b、d两个点的速度方向可能竖直向下 D．只有经过c点的速度方向可能竖直向下 解析：选B　由于曲线运动的速度方向为该点轨迹的切线方向，所以在图中的a、c点速度方向竖直向下，b、d点的速度方向竖直向上，故B正确，A、C、D错误。 　物体做曲线运动的条件 [思考探究] 如图所示，喷出的水为什么做曲线运动？ 提示：喷出的水所受的合力(重力)与喷出的水的速度不在一条直线上。 [思维深化] 1．物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件：合力与速度方向不共线是物体做曲线运动的充要条件，这包含三个方面的内容： ①速度不为零； ②合力不为零； ③合力与速度方向不共线。 (2)运动学条件：加速度与速度方向不共线。 2．物体的运动与合力的关系 曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的凹侧。(如图所示，不考虑空气阻力时，水平抛出的物体的受力方向和速度方向)物体运动时其轨迹总偏向合力所指的一侧，或者说合力总指向运动轨迹的凹侧。 3．合外力与速率变化的