(讲义)第1章 第1节 曲线运动-【提分教练】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 学习任务 1．了解曲线运动的概念，知道曲线运动是变速运动，初步形成运动观。 2．会确定曲线运动速度的方向。 3．通过实验观察归纳曲线运动的特点，知道物体做曲线运动的条件。 4．知道曲线运动的本质，体验科学探索的魅力，提高学习物理的兴趣。 知识点一　认识曲线运动及物体做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．速度的方向 在曲线运动中，质点在某一位置的速度方向与曲线在这一点的切线方向一致。 3．运动性质 由于曲线运动的速度方向时刻都在改变，所以曲线运动是一种变速运动。 　物理学中的切线和数学中的切线是一回事吗？ 提示：不是。 数学中的切线不考虑方向，但物理学中的切线具有方向。如图所示，若质点沿曲线从A运动到B，则质点在a点的速度方向(切线方向)为v1的方向，若从B运动到A，则质点在a点的速度方向(切线方向)为v2的方向。 1：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)曲线运动的速度可以不变。 (　　) (2)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。 (　　) (3)做曲线运动的物体，加速度一定不为零。 (　　) [答案]　(1)×　(2)√　(3)√ 知识点二　物体做曲线运动的条件 1．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．当物体加速度的方向与速度的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 说明：物体在做曲线运动时，它所受的合外力总是指向运动轨迹曲线的凹侧。 2：思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)做曲线运动的物体，速度与合力不可能在同一条直线上。 (　　) (2)物体受恒力作用不可能做曲线运动。 (　　) [答案]　(1)√　(2)× 3：填空 如图所示，图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)。实验表明，当物体所受合力的方向跟它的速度方向________(选填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动。 [答案]　b　c　不在 下面两幅图片分别为抛出的篮球和过山车的运动情况。 (1)如何确定它们运动过程中某一位置的速度方向？ (2)它们运动过程中的速度恒定吗？ 提示：(1)某一位置的速度方向为这一位置轨迹的切线方向。 (2)它们做曲线运动时速度大小或许不变，速度方向时刻发生改变，故其速度不恒定。 考点1　曲线运动的性质与特点 1．曲线运动的速度 (1)质点在某一时刻(某一位置)速度的方向与这一时刻质点所在位置处的切线方向一致如图所示，故其速度的方向时刻改变。 (2)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．物体运动性质的判断 (1)直线运动或曲线运动的判断 看合力方向(或加速度的方向)与速度方向是否在同一直线上。 (2)匀变速运动或非匀变速运动的判断 合力为恒力，物体做匀变速运动；合力为变力，物体做非匀变速运动。 (3)几种常见的运动类型 F(a)与v的方向 轨迹特点 加速度特点 运动性质 F(a)＝0 直线 a＝0 匀速直线运动 共线 a恒定 匀变速直线运动 a不恒定 非匀变速直线运动 不共线 曲线 a恒定 匀变速曲线运动 a不恒定 非匀变速曲线运动 【典例1】　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，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。下列说法中正确的是(　　) 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．在圆形轨道上与过M点时速度方向相同的点在AB段上 思路点拨：过山车做曲线运动，在任一位置的速度方向沿轨迹上该点的切线方向。 B　[过山车经过A、B、C三点的速度方向如图所示，由图可判断出B正确，A、C错误；过山车在圆形轨道AB段上的速度方向偏向左上方，不可能与过M点时速度方向相同，D错误。 ] 　确定某点速度方向的两关键 (1)明确物体沿轨迹的运动方向。 (2)确定轨迹在该点的切线方向。 [跟进训练] 1．如图所示的曲线为某同学抛出的铅球的运动轨迹(铅球视为质点)，A、B、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，说法正确的是(　　) A．为AB的方向　 B．为BD的方向 C．为BC的方向 D．为BE的方向 B　[物体做曲线运动的速度方向为运动轨迹上经过该点的切线方向，如题图中铅球实际沿ABC方向运动，故它在B点的速度方向应为切线BD的方向，B正确。] 考点2　物体做曲线运动的条件 1．物体做曲