第一章 第一节 曲线运动-（配套课件）2023-2024学年高一新教材物理必修第二册 【步步高】学习笔记（粤教版）

DIYIZHANG 第一章 第一节　曲线运动 1.知道什么是曲线运动，会判断曲线运动速度的方向(重点)。 2.理解曲线运动是一种变速运动(重点)。 3.掌握物体做曲线运动的条件(重难点)。 4.掌握曲线运动轨迹、速度与合力方向间的关系(重点)。 学习目标 2 学习目标 内容索引 一、认识曲线运动　物体做曲线运动的速度方向 二、物体做曲线运动的条件 课时对点练 3 一 认识曲线运动　物体做曲线运动的速度方向 4 如图所示，蘸有墨水的小球从C端滚入，从A端离开，白纸上留下的痕迹记录了小球在A点的运动方向。把出口改在B点，用同样的方法记录小球在B点的运动方向。 答案　沿轨道的切线方向 (1)小球离开轨道时沿什么方向飞出？ 答案　发生变化 (2)小球离开轨道前速度方向是否发生变化？ 1.曲线运动：物体的运动轨迹为 的运动。 生产和生活中的运动，可根据其运动轨迹的特点，分成 运动和____运动。 2.物体做曲线运动的速度方向 (1)速度方向：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 一致。 (2)曲线运动的性质：曲线运动的速度方向 都在改变，曲线运动是一种 运动。 梳理与总结 曲线 直线 曲线 切线方向 变速 时刻 做曲线运动的物体加速度可能为零吗？ 答案　做曲线运动的物体速度方向时刻改变，加速度一定不为零。 讨论与交流 (1)做曲线运动的物体，速度可能不变。(　　) (2)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。(　　) (3)速度方向发生变化的运动一定是曲线运动。(　　) × × × 辨析 　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，曲线在a、b、c、d四个点的切线方向均沿竖直方向。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.a、b、c、d四个点的速度方向均竖直向下 B.a、c两个点的速度方向竖直向下 C.b、d两个点的速度方向竖直向下 D.c点的速度方向竖直向上 例1 √ 由于曲线运动的速度方向为该点运动轨迹的切线方向，所以在题图中a点速度方向竖直向下，b点速度方向竖直向上，c点速度方向竖直向下，d点速度方向竖直向上，故选B。 二 物体做曲线运动的条件 11 1.图甲为抛出的石子在空中运动的部分轨迹，图乙是水平面上一小钢球在磁体作用下的部分运动轨迹。请在图中画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向。(不计空气阻力与摩擦阻力) 答案　各点受力方向和速度方向如图所示 2.试由甲、乙两种情景总结物体做曲线运动的条件。 答案　受力的方向与速度方向不在同一直线上。 3.通过甲、乙两图分析轨迹、速度方向与合力方向之间的关系。 答案　三者不共线，合力指向轨迹的凹侧，轨迹夹在速度方向与合力方向之间。 1.物体做曲线运动的条件 物体所受合外力的方向与它的速度方向 。 2.曲线运动的特点：轨迹、速度方向、合力方向三者不共线，合力指向轨迹的凹侧，轨迹夹在速度方向与合力方向之间。 梳理与总结 不在同一直线上 根据合力与速度方向的关系判断物体的运动性质： 讨论与交流 F合(a)与v的 方向关系 轨迹特点 合力(加速度)特点 运动性质 F合(a)与v共线 直线运动 F合(a)＝0 运动 F合(a)≠0 F合(a)恒定 运动 F合(a)变化 运动 F合(a)与v不共线 曲线运动 F合(a)恒定 运动 F合(a)变化 运动 匀速直线 匀变速直线 非匀变速直线 匀变速曲线 非匀变速曲线 (1)物体受到的合力不为零时一定做曲线运动。(　　) (2)物体受变力作用才做曲线运动。(　　) (3)物体在方向不变的力作用下不可能做曲线运动。(　　) (4)合力恒定时，物体可能做曲线运动。(　　) (5)做曲线运动的物体，加速度一定变化。(　　) × × × √ × 辨析 　(2022·宣城市高一期末)如图所示，水平桌面上一小铁球沿直线运动。若在铁球运动的正前方A处或旁边B处放一块磁体，下列关于小铁球运动的说法正确的是 A.磁体放在A处时，小铁球做匀速直线运动 B.磁体放在A处时，小铁球做匀加速直线运动 C.磁体放在B处时，小铁球做加速度不变的曲线运动 D.磁体放在B处时，小铁球做加速度变化的曲线运动 例2 √ 磁体放在A处时，小铁球所受吸引力与速度方向 相同，且越靠近磁体，小铁球所受吸引力越大， 则小铁球做加速度增大的加速直线运动，故A、 B错误； 磁体放在B处时，小铁球所受吸引力与速度方向不在同一条直线上，且靠近磁体的过程中吸引力的大小和方向不断变化，则小铁球做加速度变化的曲线运动，故C错误，D正确。 (2023·广东肇庆市一中期中)某球员利用任意球破门，如图所示为足球的轨迹示意图。足球飞行经过P点时所受的合力方向和速度方向的关系可能正确的是 例3 当足球所受合力方向与速度方向不在同一条直线上时，足球做曲线运动，并且速度方向沿轨迹的切线方向，合力指向轨迹的凹侧，故选D。 √ (多选)(2022·江苏盐城高一月考)如图所示，质量为m的物体在四个共点力的作用下做匀速直线运动，速度方向与力F1、F3的方向恰好在同一直线上，且速度方向与F3方向相同，下列说法正确的是 A.若只撤去F1，物体做匀加速直线运动 B.若只撤去F3，物体做匀加速直线运动 C.若只撤去F2，物体做匀变速曲线运动 D.若只撤去F4，物体做匀变速曲线运动 √ 例4 √ √ 若只撤去F1，合力方向与速度方向同向，则 物体做匀加速直线运动；若只撤去F3，合力 方向与速度方向反向，物体做匀减速直线运 动，A正确，B错误； 若只撤去F2或F4，合力方向与速度方向不在同一直线上，且合力为恒力，则物体做匀变速曲线运动，C、D正确。 三 课时对点练 考点一　曲线运动的速度方向 1.对于曲线运动的速度，下列说法正确的是 A.速度的大小与方向都在时刻变化 B.速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化 C.质点在某一点的速度方向与在这一点的受力方向相同 D.质点在某一点的速度方向沿曲线上该点的切线方向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 基础对点练 √ 14 2.(2023·湖州市高一期末)如图为一圆规在水平纸面上画出的曲线，与笔尖经过位置P时的速度方向可能相同的是笔尖经过位置 A.1　　　　B.2　　　　C.3　　　　D.4 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 物体做曲线运动时其速度方向为曲线上该点的切线方向，故与笔尖经过位置P时的速度方向可能相同的是笔尖经过位置1时的速度方向。故选A。 3.假如在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车，关于脱离赛车后的车轮的运动情况，以下说法正确的是 A.仍然沿着赛车行驶的弯道运动 B.沿着与弯道垂直的方向飞出 C.沿着脱离时车轮前进的方向做直线运动，离开弯道 D.上述情况都有可能 √ 在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车，由于惯性，脱离赛车后的车轮沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道，C正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 考点二　物体做曲线运动的条件 4.(2023·辽宁卷)某同学在练习投篮，篮球在空中的运动轨迹如图中虚线所示，篮球所受合力F的示意图可能正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧。故选A。 √ 5.(多选)(2023·广东江门高一期末)如图所示，弧旋球是指运动员踢出足球后使足球在空中向前做弧线运动。下列关于弧旋球的说法正确的是 A.足球所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上 B.足球所受合外力的方向指向轨迹凹侧 C.足球的速度方向沿轨迹的切线方向 D.足球的速度方向指向轨迹凹侧 √ √ 弧旋球的运动轨迹是曲线，根据足球做曲线运动的条件可知，足球所受合外力的方向指向轨迹凹侧，足球的速度方向沿轨迹的切线方向，故B、C正确，A、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 6.(多选)如图所示，虚线为质点运动的轨迹，质点通过位置P时的速度方向、加速度方向及P附近的一段轨迹都在图上标出，其中可能正确的是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 曲线运动的速度方向沿运动轨迹上该点的切线方向，加速度方向指向曲线凹侧，故A、C正确。 7.(2022·福建宁德高一期末)图甲为研究小铁球做曲线运动条件的装置，小铁球以初速度v0在水平纸面上运动。忽略阻力，观察到小铁球沿图乙中实线轨迹运动，则磁体可能放在 A.A位置 B.B位置 C.C位置 D.D位置 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 磁体对小铁球的作用力为引力，轨迹向引力的方向偏转，所以磁体可能放在D位置。故选D。 8.质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去F1，保持其他力不变，则质点 A.一定做匀变速运动 B.一定做直线运动 C.一定做非匀变速运动 D.一定做曲线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动，故选项A正确，C错误； 在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，质点做匀变速直线运动；二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动(条件是：F1的方向和质点的速度方向在同一直线上)，也可能做曲线运动(条件是：F1的方向和质点的速度方向不在同一直线上)，故选项B、D错误。 9.(2022·武汉市高一期末)运动员出色表现的背后，不仅有自身努力的付出，也有科技的加持。利用风洞实验室进行运动装备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。为了更加直观的研究风洞里的流场环境，我们可以借助丝带和点燃的烟线辅助观察，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.在P点处的加速度方向可能水平向左 D.在Q点处的合力方向可能竖直向下 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 能力综合练 做曲线运动的物体速度大小可能不变，但方向一定在变，故A错误； 做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧，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，故B错误； 做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧，故P点处的加速度方向不可能水平向左，故C错误； 做曲线运动的物体所受合力指向轨迹凹侧，故Q点处的合力方向可能竖直向下，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 10.在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体，受几个共点力作用做匀速直线运动。现突然将与速度方向相反的2 N的力水平旋转90°，则关于物体运动情况，下列叙述正确的是 A.物体做速度大小不变的曲线运动 B.物体做加速度大小变化的曲线运动 C.物体做加速度大小为　 m/s2的匀变速曲线运动 D.物体做加速度大小为1 m/s2的匀变速曲线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 物体原来所受合力为零，当将与速度方向相反的2 N的力水平旋转90°后，其受力如图所示，其中Fx＝Fy＝2 N，F是Fx、Fy的合力，即F＝2 N，且大 大小恒定，方向与速度方向不在同一直线上，故物体做匀变速曲线运动，故C正确。 11.如图，乒乓球从斜面上滚下，以一定的速度沿直线运动。在与乒乓球路径相垂直的方向上放一个纸筒(纸筒的直径略大于乒乓球的直径)，当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，则关于乒乓球的运动，下列说法中正确的是 A.乒乓球将保持原有的速度继续前进 B.乒乓球将偏离原有的运动路径，但不进入纸筒 C.乒乓球一定能沿吹气方向进入纸筒 D.只有用力吹气，乒乓球才能沿吹气方向进入纸筒 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 当乒乓球经过筒口正前方时，对着球横向吹气，乒乓球开始做曲线运动，运动轨迹不会经过纸筒，所以乒乓球不可能进入纸筒，故选B。 12.在光滑水平面上运动的物体，受到水平恒力F作用后做曲线运动，其从M到N过程中，速度方向改变了90°，如图所示，则此过程中，物体受到的恒力可能是 A.F1 　　　 B.F2 　　　C.F3 　　　D.F4 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由物体做曲线运动的条件可知，F为恒力且指向运动轨迹的凹侧，且轨迹夹在速度方向与合力方向之间，故选B。 13.一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风力突然停止，则其运动的轨迹可能是 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 尖子生选练 当有水平向右的风力时，合力斜向右下方，轨迹向右弯曲，风力停止时，合力向下，轨迹向下弯曲，且轨迹不能突变，故C项正确。 14 √ 14.(多选)在光滑平面上的一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴成α角(如图所示)，与此同时，质点上加有沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则 A.因为有Fx，质点一定做曲线运动 B.如果Fy>Fx，质点向y轴一侧做曲线运动 C.如果Fy＝Fxtan α，质点做直线运动 D.如果Fy<Fxtan α，质点偏向x轴一侧做曲线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 √ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 质点所受合外力方向与速度方向不在同一直线上时，质点做曲线运动；若所受合外力始终与速度同方向，则做直线运动。若Fy＝Fxtan α，则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上(如图所示)，此时质点做直线运动；若Fy<Fxtan α，即tan α> ，则Fx、Fy的合力F与x轴的夹角β<α，则质点偏向x轴一侧做曲线运动。如果Fy>Fx，由于不知道α角为 多少，所以无法判断质点受到的合力与速度v的方向关系， 因此无法判断质点的运动性质，故A、B错误，C、D正确。 41 BENKEJIESHU 本课结束 更多精彩内容请登录：www.xinjiaoyu.com 小、方向都不变，为恒力，物体的加速度大小为a＝＝ m/s2＝ m/s2，   $$