课时5.1 曲线运动--2024-2025学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）

第五章　抛体运动 课时5.1　曲线运动 1. 通过观察，知道什么是曲线运动。 2. 会确定曲线运动速度的方向，知道曲线运动是一种变速运动。 3. 知道物体做曲线运动的条件，能运用牛顿运动定律分析讨论物体做曲线运动的条件。 4. 掌握速度方向、合力方向及轨迹弯曲情况之间的关系。 曲线运动的速度方向 1) 曲线运动：我们把轨迹是曲线的运动称为曲线运动。 2) 曲线运动的速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的切线方向。 3) 曲线运动特点：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。 物体做曲线运动的条件 合力与速度不共线，（垂直于速度的分量改变速度的方向，沿速度方向的分量改变速度的大小）。做曲线运动的物体一定有加速度。 1) 动力学角度：当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。 2) 运动学角度：当物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动。 3) 运动性质的判断： 4) 注：加速度不变，即加速度的大小和方向不变，未必是直线运动，如平抛运动，它是一种匀变速曲线运动。 曲线运动的轨迹与合力的关系 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合力方向与速度方向之间，且向合外力的方向弯曲。速度的方向与轨迹相切，合力的方向指向轨迹凹侧。 考点　物体做曲线运动的条件与轨迹分析 （1） 曲线运动的条件及特点 条件 特点 图示 质点所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一条直线上(v0≠0，F≠0) (1)轨迹是一条曲线 (2)某点的瞬时速度的方向，就是通过这一点的切线的方向 (3)曲线运动的速度方向时刻在改变，所以是变速运动，一定有加速度 (4)合外力F始终指向运动轨迹的内(或凹)侧 （2） 速度方向、合力方向及运动轨迹三者的联系   1. 轨迹、速度方向、受力方向之间的关系 物体做曲线运动，运动轨迹一定在合外力方向和速度方向之间，且向合外力所指的方向弯曲，即合外力指向轨迹的凹侧。理解此关系时要注意以下两点： (1) 速度方向要向合力的方向靠近，越来越接近合力的方向，但不会与合力的方向相同。 (2) 运动轨迹要向合力的方向靠近，但必始终夹在合力方向与速度方向之间，曲线的切线方向不会与合力的方向相同。 2. 合力方向与速度变化的关系——“分力方向明，分工各不同” (1) 可将合力F正交分解到平行于速度方向和垂直于速度方向，如图所示。平行于速度方向的分力F1只改变速度的大小，垂直于速度方向的分力F2只改变速度的方向，故物体做曲线运动。 （3） 合力方向与速率变化的关系 设合力方向与速度方向的夹角为α，则： ① 当0°<α<90°时，合力平行于速度方向的分力与速度方向相同，物体的速度增加。 ② 当90°<α<180°时，合力平行于速度方向的分力与速度方向相反，物体的速度减小。 ③ 当 α=90°时，合力与速度方向垂直，速度大小不变。 基础过关练 题组一　曲线运动的速度方向 1.(教材习题改编)跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动，我国跳水队多次在国际跳水赛上摘金夺银，被誉为跳水“梦之队”。如图虚线描述的是一位跳水运动员高台跳水时头部的运动轨迹，最后运动员沿竖直方向入水。整个运动过程中，在哪个位置头部的速度方向与入水时的速度方向相反 (　　) A.a点　　　　B.b点　　　　C.c点　　　　D.d点 题组二　物体做曲线运动的条件及特点 2.(2023江苏扬州质检)关于物体的运动，下列说法中正确的是 (　　) A.物体在恒力作用下一定做直线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动 C.物体的速度方向与合外力方向不在同一直线上时，物体做曲线运动 D.加速度不为零一定是匀变速运动 3.(2024江苏南京第二十九中学期末)航展中飞机的“喷雾”可以显示出飞机的运动轨迹。如图所示，某飞机某段时间内完成一段曲线轨迹飞行，则该飞机 (　　) A.在这段时间内速度可能不变 B.在这段时间内加速度一定在变化 C.在轨迹上某点所受合力沿轨迹上过该点的切线方向 D.在轨迹上某点所受合力若突然变为零，飞机将保持静止状态 4.(经典题)(2024山东泰安新泰一中月考)一个钢球在水平面上做直线运动。从不同方向给它施加力，如在钢球运动路线的旁边放一块磁铁，观察到钢球的运动轨迹为图中弯曲虚线。钢球做曲线运动过程，下列说法正确的是 (　　) A.速度可能不变 B.加速度可能为零 C.合力一定不为零 D.钢球所受磁铁的引力一定不变 5.(2024山东威海期末)树叶从空中下落的轨迹如图所示，P为轨迹上一点，下列说法正确的是　 (　　) A.树叶经P点时的速度一定为0 B.树叶经P点时的加速度一定为0 C.树叶经P点时的加速度的方向与轨迹相切 D.树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P 题组三　曲线运动的轨迹与合外力的关系 6.(2024江苏扬州期末)在某次救灾抢险过程中，直升机接近目的地时水平向右匀速飞行，消防员沿竖直绳加速滑下，该消防员 (　　) A.运动轨迹可能为① B.运动轨迹可能为② C.所受合力可能为F1 D.所受合力可能为F2 7.(2024江苏南京六校联合体期中)如图所示，一小球在光滑的水平面上以速度v0向右运动，运动中要穿过一段水平向北的风带ab，经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力，其余区域无风力，则小球穿过风带的运动轨迹及穿出风带时的速度方向正确的是 (　　) A　　　　　　　　B C　　　　　　　　D 8.(2024江苏宿迁中学期末)下面四个选项中的虚线均表示小鸟在竖直平面内沿曲线从左向右减速飞行的轨迹，小鸟在轨迹最低点时的速度v和空气对它的作用力F的方向可能正确的是 (　　) 　　　　　　　　 　　　　　　　　 9.(教材习题改编)一个物体在光滑水平面上运动，当物体运动到位置O时，受到向前偏左(沿着物体运动方向观测，下同)的合力F作用，如图所示。到达M时，这个合力F的方向突然变得与前进方向相同。到达N时，合力的方向又突然改为向前偏右，物体最终到达P。则物体由O至P的运动轨迹可能为 (　　) 　　　　　　　　 　　　　　　　　 10.(2024山东临沂第十八中学月考)运动员出色表现的背后，不仅有自身的努力付出，也有科技的加持。利用风洞实验室为运动装备做风阻性能测试和运动姿态风阻优化在我国已大量运用在各类比赛项目中，帮助运动员提高成绩。为了更加直观地研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和烟线辅助观察，如图甲所示。在某次实验中获得一重力可忽略不计的烟尘颗粒做曲线运动的轨迹，如图乙所示，下列说法中正确的是 (　　) 　 A.烟尘颗粒速度始终不变 B.烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动 C.烟尘颗粒在P点处的加速度方向可能水平向左 D.烟尘颗粒在Q点处的合力方向可能竖直向下 答案与分层梯度式解析 1　曲线运动 基础过关练 1.D　由于速度的方向沿轨迹的切线方向(破题关键)，可知在a点的速度方向水平向左，在b点的速度方向斜向左下方，在c点的速度方向竖直向下，与入水时的速度方向相同，在d点的速度方向竖直向上，与入水时的速度方向相反，故选D。 2.C　由物体做曲线运动的条件可知，当物体所受的恒力与速度方向不在一条直线上时，物体会做曲线运动，故A错误，C正确；如果变力的方向始终与速度共线，物体就做直线运动，B错误；加速度不为零且保持不变的运动是匀变速运动，加速度不为零且不断变化的运动是非匀变速运动，D错误。 3.B　做曲线运动的物体，速度沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹的凹侧(破题关键)，从运动轨迹上看，在这段时间内飞机的速度方向一定在不断变化，飞机的加速度方向在改变，所以速度和加速度均在变化，故A、C错误，B正确；飞机在轨迹上某点所受合力突然变为零，由牛顿第一定律可知飞机将做匀速直线运动，故D错误。 4.C　钢球运动路线的旁边放一块磁铁时，钢球做曲线运动，其速度的方向时刻改变，即速度发生变化，则加速度不为零，合力不为零，A、B错误，C正确；钢球所受磁铁的引力方向时刻在改变，D错误。 5.D　由图可知，树叶做曲线运动，速度不断发生变化，则树叶经P点时的速度不一定为0，经P点前后的速度的变化量一定不等于0(易错点)，可知树叶经P点时的加速度一定不为0，A、B错误；树叶做曲线运动，所受合外力方向指向轨迹凹侧，可知树叶经P点时的加速度的方向与轨迹不相切，C错误；平均速度=，可知平均速度的方向与位移的方向相同，树叶从A点运动到P点，平均速度的方向由A指向P，D正确。 6.B　直升机接近目的地时水平向右匀速飞行，消防员沿竖直绳加速滑下，可知消防员的加速度方向竖直向下，根据牛顿第二定律可知，消防员所受合力方向竖直向下，不可能为F1、F2，故C、D错误；消防员的加速度方向与初速度方向不在同一直线上，做曲线运动，根据曲线运动的合力指向轨迹的凹侧，可知运动轨迹可能为②，故A错误，B正确。故选B。 7.B　小球在光滑的水平面上以速度v0向右运动，给小球一个向北的水平恒力，小球做曲线运动，合外力指向运动轨迹的凹侧，且速度的方向沿着轨迹的切线方向，可知B正确，A、C、D错误。 方法技巧　判断运动轨迹的形状，主要看所受合外力的方向与初速度方向的关系，曲线运动的轨迹在合外力方向和速度方向之间，且曲线要向合力的方向弯曲。 8.C　根据曲线运动的特点可知，速度方向沿曲线的切线方向；小鸟沿曲线减速飞行，说明重力与F的合力方向指向运动轨迹的凹侧，且与速度方向成钝角，故选C。 方法技巧 曲线运动加速、减速的判断方法 9.B　物体在O点受到向前偏左的合力F作用，则运动轨迹向左弯曲(轨迹夹在速度方向与合力方向之间(破题关键))；物体在M点受到的合力方向与运动方向相同，物体做直线运动；物体在N点受到向前偏右的合力作用，则运动轨迹向右弯曲，故B正确，A、C、D错误。 10.D　烟尘颗粒做曲线运动，速度方向在变化，其速度不可能始终不变，A错误；由于做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹凹侧，可知烟尘颗粒所受的力在变化，故不可能是匀变速曲线运动，B错误；做曲线运动的物体所受的合力指向轨迹凹侧，故烟尘颗粒在P点处的加速度方向不可能水平向左，在Q点处的合力方向可能竖直向下，故C错误，D正确。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$