5.1 曲线运动-2023-2024学年高一元创物理提前学+强基础（人教版2019必修第二册）

2023-2024学年 高一 元创物理 提前学 + 强基础 必修二第五章：抛体运动 第五章 抛体运动 1 曲线运动 核心目标 1. 知道什么是曲线运动，能确定曲线运动中速度的方向，理解速度方向、合力分析和轨迹之间的关系。 2. 理解曲线运动是变速运动，知道物体做曲线运动的条件及加速度、合力特征，会分析简单曲线运动问题。 【阅读+理解】----提前学知识要点 我们把轨迹是曲线的运动称为曲线运动。 自然界中的曲线运动是很常见的。抛出的篮球、公转的地球，它们运动的轨迹都是曲线。 研究直线运动时的基本思路和方法，原则上同样可以用来处理曲线运动。 问题 物体做直线运动时，速度方向与运动轨迹一致，做曲线运动时，速度方向又是怎样的呢？ 1. 曲线运动的速度方向 讨论这一问题时要明确一个数学概念——曲线的切线。 如图，过曲线上的 A、B 两点作直线，这条直线叫作曲线的割线。设想 B点逐渐沿曲线向 A点移动，这条割线的位置也就不断变化。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（tangent）。 演示 观察做曲线运动物体的速度方向 如图，在水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道。使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的 C 端滚入，钢球从出口A离开后会在白纸上留下一条运动的痕迹，它记录了钢球在A点的运动方向。 拆去一段轨道，出口改在B。用同样的方法可以记录钢球在B点的运动方向。 根据上面的分析，可以得到结论 ：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 做一做 用飞镖显示曲线运动的速度方向 如图，取一根稍长的细杆，一端固定一枚铁钉，另一端用羽毛或纸片做成尾翼，这样就得到了一个能够显示曲线运动速度方向的“飞镖”。 在空旷地带把飞镖抛出，飞镖在空中各点的指向就是它在该点的速度方向。飞镖落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬时的速度方向。 改变飞镖的投射角，观察它在飞行过程 中直到插入泥土时的速度方向。联系飞镖在空中做曲线运动的轨迹，体会曲线运动的速度方向与轨迹曲线的关系。 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。 2. 物体做曲线运动的条件 思考与讨论 物体如果不受力，将静止或做匀速直线运动。那么，你认为物体在什么条件下做曲线运动呢？ 物体做曲线运动时，由于速度方向时刻改变，物体的加速度一定不为0，因此，物体所受的合力一定不为 0。物体受什么样的力才会做曲线运动？ 演示 观察钢球的运动轨迹 一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力，例如在钢球运动路线的正前方或旁边放一块磁铁，观察钢球的运动。 由实验可以看出，当钢球受到的合力的方向与速度方向不在同一条直线上时，钢球做曲线运动。 例如，向斜上方抛出的石子，它所受重力的方向与速度的方向不在同一条直线上，石子做曲线运动。 根据牛顿第二定律，物体加速度的方向与它受力的方向总是一致的。当物体受力的方向与速度的方向不在同一直线上时，加速度的方向也就与速度的方向不在同一直线上了，于是物体的速度方向要发生变化，物体就做曲线运动。 【理解+记忆】----常思考笔记重点 一、曲线运动的速度方向 1. 曲线运动：质点运动的轨迹是 的运动． 2. 速度的方向：质点在某一点的速度方向沿曲线在这一点的 ． 3. 运动性质：做曲线运动的质点的速度 　时刻发生变化，即速度时刻发生变化，因此曲线运动一定是　 运动． 二、物体做曲线运动的条件 1. 当物体所受合力的方向与它的速度方向不在 时，物体做曲线运动． 2. 当物体加速度的方向与速度的方向 时，物体做曲线运动． 【例题+解析】----当检测深究错题 1.　(2021·新丰一中)如图所示是一位跳水队员在空中完成动作时头部的运动轨迹，最后运动员以速度v沿竖直方向入水．则在轨迹的a、b、c、d四个位置中，头部的速度沿竖直方向的是(　　) A. a位置 B. b位置 C. c位置 D. d位置 2. （2022广东省广州市广东实验中学高一（下）3月）曲线运动是自然界更为普遍的运动形式，下面关于曲线运动的一些说法中，正确的是（　　） A. 物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动 B. 物体在方向不变的外力作用下一定会做直线运动 C. 物体在大小不变的外力作用下必做匀变速直线运动 D. 物体所受合外力方向不断变化，则一定会做曲线运动 3. (2020·青岛高一检测)关于曲线运动，下列说法中正确的是 (　　) A. 曲线运动不一定是变速运动 B. 曲线运动