5.1 曲线运动-【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第二册（人教版）

　　 ▶导语:本章是必修第一册动力学内容的拓展和延伸,既要讨论曲线运动的规律,又要用牛顿运动定律对曲线运动问题进行分析。用动力学知识分析曲线运动的形成原因,对力与运动关系的认识由简单到复杂、由浅入深,逐渐深化。对力与运动关系的认识的深化体现在两个方面:一是研究的运动形式从直线运动拓展到复杂的曲线运动;二是从运动现象的描述加深到对曲线运动形成原因的解释。学习中要注重概念、规律的得出过程,突出科学思维和科学探究素养的培养。通过大量的实例体验曲线运动和平抛运动与情境的联系,提高在真实情境中解决问题的能力。掌握“化曲为直”的解题思路,提高知识的运用能力。 要点精准概括 1个条件:物体做曲线运动的条件 1个实例:蜡块运动的轨迹、速度 1个实验:探究平抛运动的特点 2个思想方法:极限思想、等效思想 3种解题方法:用动力学方法分析曲线运动轨迹、用平行四边形定则合成或分解运动、用“化曲为直”法分析平抛运动 3个关键能力:概念、规律的推理能力,从复杂的情境中提炼物理模型的能力,理论分析和实验探究能力 1.曲线运动 　 1.知道曲线运动的瞬时速度方向,能运用极限思想理解瞬时速度的方向,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。 3.能运用牛顿第二定律和分解与合成的方法分析曲线运动,进一步理解运动与相互作用的观念。 　　在我们生活的广阔空间里,物体在做各种各样的运动,其中有很多是直线运动, 更普遍的则是曲线运动。如向空中喷出的水、在弯曲公路上行驶的汽车、游乐场的过山车,等等,它们的运动都是曲线运动。 曲线运动有什么样的运动规律?如何来研究曲线运动呢? 　 知|识|梳|理 一、曲线运动的速度方向 1.质点做曲线运动时,速度方向是时刻改变的。 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.在曲线运动中,速度的方向是不断变化的,物体有加速度,所以曲线运动是变速运动。 二、物体做曲线运动的条件 1.动力学角度: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.运动学角度:当物体的加速度方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)做曲线运动的物体,速度可能不变。 (×) (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)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。 (×) (4)做曲线运动的物体一定有加速度。 (√) (5)做曲线运动的物体所受合力一定是变力。 (×) 2.如图所示,一辆汽车正行驶在盘山公路上,下列说法中正确的是 (　　) A.若车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,则汽车的速度一直保持不变 B.若车上的时速表指针一直在摆动,则沿图中盘山公路行驶的汽车不可能有速度方向相同的两点 C.若车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,则图中行驶的汽车的加速度一直为0 D.即使车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,图中行驶汽车的加速度也不能一直是0 解析　若车上的时速表指针一直指在36 km/h处不动,则汽车的速率一直保持不变,速度方向变化时,加速度不为0,A、C两项错误,D项正确;汽车沿题图中盘山公路行驶时,题图中轨迹的切线方向有相同的点,则速度方向有相同的点,B项错误。 答案　D 　 探究一 曲线运动的速度方向 1.曲线运动的速度方向时刻改变,它一定是变速运动,加速度一定不为零,但加速度不一定变化。 2.物体所受的合外力为恒力时,它一定做匀变速运动,但可能是匀变速直线运动,也可能是匀变速曲线运动。 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。 【例1】　(多选)2022年2月5日,中国短道速滑队胜利斩获北京冬奥会中国首金,为中国代表团在北京冬奥会实现了开门红。运动员在短道上的轨迹是曲线,关于曲线运动,下列说法正确的是 (　　) A.运动员的速度方向沿轨迹的切线方向 B.运动员的速度大小和方向一定时刻改变 C.运动员受到的合外力可能是变力 D.运动员的加速度一定是恒定的 解析　运动员的速度方向一定沿轨迹的切线方向,速度方向一直在变化,但速度大小可能不变,所以A项正确,B项错误;运动员做曲线运动,其受到的合外力不为零,且与速度方向不在同一直线上,但合外力的大小和方向的变化情况无法确定,可能是恒力也可能是变力,则运动员的加速度可能是恒定的也可能是变化的,C项正确,D项错误。 答案　AC 【针对训练1】　 如图所示,物体沿曲线由a点运动至b点,关于物体在ab段的运动,下列说法正确的是 (　　) A.物体的速度可能不变 B.物体的速度方向一定变化 C.a点的速度方向由a指向b D.ab段的位移大小一定大于路程 解析　物体