第一章 第一节 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（粤教版2019）

第一节　曲线运动 课程内容要求 核心素养提炼 1.通过实验，了解曲线运动，知道曲线运动的速度方向． 2．知道物体做曲线运动的条件． 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． [对应学生用书P1] 运动轨迹是曲线的运动，称为曲线运动．如货物沿着弯曲的传送带前进，如水平抛出的物体的运动、绕太阳转动的地球的运动等． 1．切线：如图所示，当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫作曲线在A点的切线． 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．运动性质：曲线运动是变速运动． [思考] 下面两幅图中篮球和过山车的运动轨迹都是曲线．它们的速度方向是否变化？ 提示　篮球和过山车在运动时，它们的速度方向时刻在变化着． 1．从动力学角度：当物体所受合外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．从运动学角度：当加速度的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动． [判断] (1)曲线运动的加速度可以一直为零．(×) (2)在平衡力作用下，物体可以做曲线运动．(×) (3)在恒力作用下，物体可以做曲线运动．(√) [对应学生用书P1] 探究点一　曲线运动速度方向的特点 如图甲所示，在泥泞的道路上骑摩托车时，车轮溅起的泥浆沿什么方向飞出？如图乙所示，转动雨伞，伞边缘的雨滴离开伞面时沿什么方向飞出？ 提示　泥浆沿车轮边缘某点的切线方向飞出；雨滴沿伞边缘某点的切线方向飞出． 1．曲线运动的速度 (1)曲线运动中物体在某时刻(或某位置)的速度方向，就是运动轨迹曲线上这一点的切线方向． (2)速度是矢量，既有大小，又有方向．物体做曲线运动时，速度大小可能变化、可能不变化，速度方向一定变化． 2．曲线运动的分类 (1)匀变速曲线运动：加速度恒定的曲线运动，即物体在恒力作用下的曲线运动． (2)变加速曲线运动：加速度变化的曲线运动，即物体在变力作用下的曲线运动． 曲线运动分类实例 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(　　) 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．] [训练1]　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 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点速度方向可能竖直向下，b点的速度方向竖直向上，c点的速度方向可能竖直向下，d点的速度方向竖直向上，故B正确，A、C、D错误．] [训练2]　如图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 C　[物体做曲线运动条件是合力方向与速度方向不在同一条直线上，速度的大小可以不变，但方向时刻变化，由于外力的作用，钢球的状态不断改变，当离开末端时，由于惯性，仍保持原来运动的方向，即沿着曲线的切线方向，故C正确，A、B、D错误．] 探究点二　物体做曲线运动的条件 如图喷出的水，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． 1．物体做曲线运动的条件 (1)动力学条件：合外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．合外力与运动轨迹的关系 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． 3．合外力与速率的关系 (1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做速率越来越大的曲线运动． (2)合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时，物体做速率不变的曲线运动． (3)合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做速率越来越小的曲线运动． 曲线运动的速度改变与受力的关系 4．确定曲线运动的轨迹的方法 (1)做曲线运动的物体，运动轨迹不断改变，其改变后的轨迹处在运动方向与合外力方向构成的夹角之间，且偏向合外力所指的一侧． (