第5章 1.曲线运动 -【金版教程】2024-2025学年高中物理必修第二册创新导学案课件PPT（人教版2019）

第五章　抛体运动 1.曲线运动 1．知道曲线运动的速度方向，知道曲线运动是变速运动。2.知道物体做曲线运动的条件，并能分析曲线运动的一些实例。 2 目录 1 课后课时作业 任务 2 任务 如图所示，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或拆去一段轨道后从出口B离开时的速度方向有什么特点？ 提示：与弯道在A点或B点处的切线重合。 任务1 　　曲线运动的速度方向 任务 5 1．把轨迹是______的运动称为曲线运动。 2．做曲线运动的物体，速度的方向在____________。 3．如图所示，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______。 曲线 不断变化 切线 任务 6 4．做曲线运动时，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的______方向。 5．速度是矢量，既有大小，又有______。由于曲线运动中速度的方向是变化的，所以曲线运动是______运动。 切线 方向 变速 任务 7 思考：物体做曲线运动时，所受合力可能为0吗？ 提示：物体做曲线运动时，速度方向一定发生改变，则速度一定改变，加速度一定不为0，所受合力一定不为0。 任务 8 1．判一判 (1)做曲线运动的物体，速度一定发生变化。(　　) (2)抛出去的铅球在空中运动时其速度方向指向地心。(　　) 提示： (1) √ 　(2) × 任务 9 2．想一想 如图甲所示，运动员掷链球时，链球在运动员的牵引下沿圆周做曲线运动，一旦运动员放手，链球立即飞出。链球如果要向运动员正前方的场地飞出，运动员应在图乙中什么位置放手？ 提示：运动员应在链球运动到位置1时放手，链球沿圆周切线方向飞出，能够向运动员正前方的场地飞出。 任务 10 1．曲线运动的性质：曲线运动一定是变速运动，加速度一定不为0，所受合力一定不为0。 2．运动的五种类型 轨迹特点 加速度特点 运动性质 直线 加速度为零 匀速直线运动或静止 加速度不变 匀变速直线运动 加速度变化 非匀变速直线运动 曲线 加速度不变 匀变速曲线运动 加速度变化 非匀变速曲线运动 任务 11 例1　如图所示，某青年旋转烟火庆祝节日，关于图中轨迹上烟火瞬时速度方向正确的是(　　) A．A B．B C．C D．D 解析　由题意结合题图可知，轨迹上烟火的速度方向就是曲线在这一点的切线方向，所以只有A点的瞬时速度方向正确，故选A。 任务 12 例2　(2024·广东省潮州市高一下期末)关于运动的性质，以下说法中正确的是(　　) A．曲线运动一定是变速运动 B．变速运动一定是曲线运动 C．曲线运动一定是变加速运动 D．加速度不变的运动一定是直线运动 任务 13 解析　做曲线运动的物体，速度方向时刻变化，所以曲线运动一定是变速运动，A正确。变速运动可能是速度的大小在变化而速度的方向不变，所以不一定是曲线运动，B错误。曲线运动可能是变加速曲线运动(即非匀变速曲线运动)，也可能是匀变速曲线运动，C错误。加速度不变的运动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，D错误。 任务 14 曲线运动性质的两种判断方法 (1)看物体所受的合力。做曲线运动的物体所受的合力若为恒力，则物体做匀变速曲线运动；若为变力，则物体做非匀变速曲线运动。 (2)看物体的加速度。做曲线运动的物体的加速度若恒定不变，则物体做匀变速曲线运动；若加速度变化，则物体做非匀变速曲线运动。 任务 15 图中所示的钢球在以v0的速度运动，把磁铁放在A、B两点，钢球的运动轨迹将沿a、b、c哪条线？说明了什么？ 提示：如果磁铁放在位置A，钢球的运动轨迹沿b。说明合力的方向与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动。如果磁铁放在位置B，钢球的运动轨迹沿c。说明合力的方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，轨迹向合力的方向发生弯曲。 任务2　物体做曲线运动的条件 任务 16 当物体所受合力的方向与它的速度方向__________________时，物体做曲线运动。 温馨提示：根据牛顿第二定律可知，物体加速度的方向与它所受合力方向相同，故上述条件也可表述为：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。 不在同一直线上 任务 17 判一判 (1)在平衡力作用下，物体可以做曲线运动。(　　) (2)物体做曲线运动时，合力一定是变力。(　　) 提示：(1)× (2)×　物体做曲线运动时，合力一定与速度不共线，但不一定变化。 任务 18 1．物体做曲线运动的条件 合力方向(或加速度方向)与速度方向不共线是物体做曲线运动的充要条件。 这包含三个层次的内容：①初速度不为零；②合力不为零；③合力方向与速度方向不共线。 物体做曲线运动时合力可以是恒力也可以是变力。 任务 19 2．曲线运动中合力方向、速度方向与轨迹的关系 (1)速度方向沿轨迹的切线方向。 (2)合力指向轨迹的凹侧。也可以说轨迹向合力的方向弯曲，或者说轨迹夹在速度方向和合力方向之间。 如图甲、乙所示。 若物体在恒力作用下做曲线运动，物体的运动轨迹越来越接近力的方向，但不会与力的方向相同。 任务 20 例3　在足球场上罚任意球时，运动员踢出的“香蕉球”，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及”，其轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法正确的是(　　) A．合力的方向与速度方向在一条直线上 B．合力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧 C．合力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D．合力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向 任务 21 (1)曲线运动的轨迹与速度的方向关系如何？ (2)曲线运动的轨迹与所受合力的方向关系如何？ 提示：速度方向沿曲线轨迹的切线方向。 提示：所受合力方向指向曲线轨迹的凹侧。 解析　足球做曲线运动，合力的方向与速度方向不在一条直线上，且合力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向，C正确，A、B、D错误。 任务 22 [跟进训练]　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突然停止，则其运动的轨迹可能是(　　) 解析：物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力，此时合力向右下方，则轨迹应向右弯曲，且拐弯点的切线方向应与速度方向相同，即竖直向下；风停止后，物体只受重力，即合力竖直向下，轨迹应向下弯曲，只有C符合，故选C。 任务 23 课后课时作业 知识点一　曲线运动的速度方向 1．如图所示，篮球沿优美的弧线穿过篮筐，图中能正确表示篮球在相应点的速度方向的是(　　) A．v1 B．v2 C．v3 D．v4 解析：物体做曲线运动时，任意时刻的速度方向均沿曲线在该点的切线方向，所以图中能正确表示篮球在相应点的速度方向的只有v3，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 2．(2023·广东省肇庆市高一统考期末)如图所示为某游乐场中过山车运动轨道的简化图，已知过山车从右侧入口处沿箭头方向水平进入轨道，①、②、③、④为过山车在轨道上先后经过的四个位置，且②为轨道最高点，则在上述四个位置中与入口处速度方向相反的位置是(　　) A．① B．② C．③ D．④ 解析：过山车做曲线运动，其速度方向沿曲线在该点的切线方向，由图可知只有②位置的速度方向水平向右，与入口处速度方向相反。故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 3．(2024·北京市昌平区高一下期末)如图中的曲线是某一质点的运动轨迹。若质点在一段时间内从B点运动到A点，当B点越来越靠近A点时，质点的平均速度方向将越来越接近A点的切线方向。当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向沿过A点的切线方向。下列说法中不正确的是(　　) A．平均速度和瞬时速度的方向总是一致的 B．平均速度的方向与位移方向总是一致的 C．当Δt→0时，平均速度趋于瞬时速度 D．瞬时速度的定义用到极限的思想方法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 4．做曲线运动的物体，在运动过程中，一定发生变化的物理量是(　　) A．速度的大小 B．速度的方向 C．加速度的大小 D．加速度的方向 解析：物体做曲线运动，其速度的方向一定变化，但大小可能变化，也可能不变，B正确，A错误；做曲线运动的物体一定具有加速度，加速度的大小、方向可能不变，也可能变化，故C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 知识点二　物体做曲线运动的条件 5．物体做曲线运动的条件为(　　) A．物体运动的初速度不为0 B．物体所受合力为变力 C．物体所受的合力的方向与速度的方向不在同一条直线上 D．物体所受的合力的方向与加速度的方向不在同一条直线上 解析：当物体受到的合力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，故C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 6．(2023·广东省广州市七区高一下期末联考)中国著名科学家钱学森于20世纪40年代提出“助推—滑翔”弹道设想。这种弹道的特点是将两种导弹的轨迹融合在一起，使之既有突防性能力，又兼具灵活性。如图所示，是分析导弹运行的轨迹示意图，其中导弹在各点的速度v和所受合力F可能正确的是(　　) A．目标点 B．中段变轨点 C．末端机动点 D．导弹最高点 解析：做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向，所受的合力指向轨迹的凹侧，由图可知只有导弹在中段变轨点的速度v和所受合力F可能正确，故选B。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 7．(2023·安徽省滁州市高一统考期末)如图所示为一辆正在水平路面上转弯的汽车。关于汽车转弯过程中的描述正确的是(　　) A．合力方向与速度方向在一条直线上 B．合力一定为恒力，速度方向指向弯道的内侧 C．合力方向指向弯道的内侧，速度方向沿轨迹切线方向 D．合力方向指向弯道的外侧，速度方向沿轨迹切线方向 解析：汽车转弯时做曲线运动，合力方向与速度方向不在一条直线上，指向弯道内侧，速度方向沿轨迹切线方向，故C正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 8．(多选)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．可能做曲线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 解析：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，由题意可知，当突然撤去F1时，质点受到的合力大小等于F1的大小，方向与F1相反，故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的方向和速度方向在同一条直线上)，也可能做曲线运动(条件是：F1的方向和速度方向不在同一条直线上)，故B错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 9．一个质点在恒力F作用下，在xOy平面上从O点运动到B点的轨迹如图所示，且在A点时的速度方向与x轴平行，则恒力F的方向可能是(　　) A．沿＋x方向 B．沿－x方向 C．沿＋y方向 D．沿－y方向 解析：根据曲线运动的轨迹位于速度方向和合力方向所夹的范围内且向合力方向弯曲，可知A、B、C错误，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 10．(2023·江西省南昌市南昌大学附属中学高一联考阶段练习)下雨天，某同学在雨中将雨伞旋转起来，某雨滴在雨伞边缘飞出后恰好在竖直面内运动，不计空气阻力，则该雨滴的运动轨迹可能是(　　) 解析：若雨滴做曲线运动，由于雨滴只受重力作用，而雨滴受到的合力指向运动轨迹的凹侧，故C可能正确，A、B、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 11．(2023·江西省九江市都昌县第二中学高一期末)光滑水平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角(如图所示)，与此同时对质点施加沿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．质点不可能做直线运动 D．如果Fy<Fxtanα，质点向x轴一侧做曲线运动 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 解析：若Fy＝Fxtanα，则Fx和Fy的合力F与v在同一条直线上，此时质点做直线运动。若Fy<Fxtanα，则Fx、Fy的合力F与x轴正方向的夹角β<α，则质点向x轴一侧做曲线运动。同理可知，若Fy＞Fxtanα，则质点向y轴一侧做曲线运动。故D正确，A、B、C错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 12．(2023·四川省绵阳市高一期中)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。利用风洞实验室为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。为了更加直观地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．P点处的加速度方向可能斜向右上方 D．Q点处的合力方向可能竖直向上 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 解析：烟尘颗粒做曲线运动，速度方向时刻改变，故A错误；做曲线运动的物体，所受合力指向轨迹凹侧，由图乙可知，烟尘颗粒的轨迹在Q点附近向下弯曲，在P点附近向上弯曲，故烟尘颗粒所受的合力方向发生改变，是变力，则烟尘颗粒一定做非匀变速曲线运动，B错误；P点处的合力指向轨迹凹侧，加速度方向与合力方向相同，故P点处的加速度方向可能斜向右上方，同理可知，Q点处的合力方向不可能竖直向上，C正确，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 13．汽车在水平地面转弯时，坐在车里的小云发现车内挂饰偏离了竖直方向，如图所示。设转弯时汽车所受的合力为F，关于本次转弯，下列图示可能正确的是(　　) 解析：根据题图可知，车内的挂饰偏向了右方，则汽车正在向左转弯，由于汽车做曲线运动，故合力F指向轨迹的内侧，故A可能正确，B、C、D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 课后课时作业 　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　 R 解析：根据速度定义式v＝eq \f(Δx,Δt)可知，一段运动过程中的平均速度方向与位移方向总是一致的，故B正确；在曲线运动中，其瞬时速度的方向沿运动轨迹的切线方向，结合题干和B项分析可知，平均速度的方向与瞬时速度的方向不总是一致的，故A错误；由v＝eq \f(Δx,Δt)可知，当Δt→0时，平均速度趋于瞬时速度，故C正确；瞬时速度的定义用到极限的思想方法，故D正确。本题选说法不正确的，故选A。 $$