5.1 曲线运动 教学设计-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

高中物理人教版必修第二册 第五章《抛体运动》 第1节 曲线运动 教学设计 上课班级 上课时间 年 月 日 课时： 1 节 课题 第1节 曲线运动 学习目标 1.知道什么是曲线运动，会确定曲线运动中速度的方向，知道曲线运动是变速运动。 2.知道物体做曲线运动的条件和特点。 3.理解物体所受合力、运动轨迹和速度方向之间的关系。 学习重点、难点 1.曲线运动的性质与特点 2.物体做曲线运动的条件 教学过程 一、教学引入 图为砂轮打磨下来的炽热微粒飞离砂轮时的情形，微粒离开砂轮的时刻不同，飞离时的速度方向也不一样。 （1） 微粒离开砂轮瞬间速度方向如何？ ［提示］微粒未离开砂轮前，随着砂轮一起做匀速圆周运动，轨迹为圆，离开砂轮瞬间速度为圆周上该点的切线方向，也即沿离开砂轮时该点的切线方向。 （2） 微粒在离开砂轮前速度是否变化？ ［提示］微粒在离开砂轮前做圆周运动，速度是不断变化的。 （3） 微粒做曲线运动时，加速度可以是零吗？为什么？ ［提示］微粒做曲线运动时，速度方向发生变化，即运动状态发生改变，微粒受到的合外力不为零，所以加速度不可以是零。 二、教学过程 （一）曲线运动的速度方向 1.切线：如图所示，当 点非常非常接近 点时，这条割线就叫作曲线在 点的切线。 2.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.运动性质：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。 （二）物体做曲线运动的条件 1.物体如果不受力或合力为零，将静止或做匀速直线运动；物体做曲线运动时，由于速度方向时刻改变，所以物体的加速度一定不为0，所受的合力一定不为0。 2.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：当物体加速度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。 3.曲线运动的分类 （1）匀变速曲线运动：加速度恒定的曲线运动，即物体在恒力作用下的曲线运动。 （2）变加速曲线运动：加速度不断变化的曲线运动，即物体在变力作用下的曲线运动。 三、例题分析 1.光滑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Fx>Fy cot α，质点向x轴一侧做曲线运动 D　[若Fx＝Fy cot α，则合力方向与速度方向在同一条直线上，质点做直线运动，故A、C错；α角大小未知，则Fy＞Fx时，运动方向不能确定，故B错；若Fx＞Fy cot α，则合力方向偏向于速度方向下侧，质点向x轴一侧做曲线运动，故D对。] 2.翻滚过山车是大型游乐园里的一种比较刺激的娱乐项目。如图所示，翻滚过山车（可看成质点）从高处冲下，过 点时速度方向如图所示，在圆形轨道内经过 、 、 三点。下列说法正确的是( ) A. 过 点时的速度方向沿 方向 B. 过 点时的速度方向沿水平方向 C. 过 、 两点时的速度方向相同 D. 在圆形轨道上与过 点时速度方向相同的点在 段上 [解析]翻滚过山车经过 、 、 三点的速度方向如图所示，由图可判断出 正确， 、 错误；翻滚过山车在圆形轨道 段上的速度方向偏向左上方，不可能与过 点时速度方向相同， 错误。 3．一物体由静止开始自由下落，下落的同时受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个(　　) A　　　 　B　　　　　C　　　　　D B　[物体在风力和重力的合力作用下沿斜向右下方做直线运动，风停后，物体在重力作用下其运动轨迹向重力方向弯曲，B项正确。] 板书设计 1.轨迹与合外力的关系 2.轨迹与速度的关系 课后作业（分层设计） 一、基础训练 1.判断下列说法是否正确。 （1） 曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动。( √ ) （2） 物体的速度不断改变，物体一定做曲线运动。( × ) （3） 做曲线运动的物体的速度与物体所受合外力不可能在同一条直线上。( √ ) （4） 做曲线运动的物体所受合外力的方向一定是变化的。( × ) （5） 物体受恒力作用时不可能做曲线运动。( × ) 2.图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知质点在B点的速度方向与加速度方向相互垂直，则下列说法中正确的是(　　) A．经过一段时间速度方向与加速度方向重合 B．在A点的加速度方向与速度方向的夹角小于90° C．在A点的加速度比在D点的加速度大 D．从A到D过程中，加速度方向与速度方向的夹角一直减小 答案　D 解析　质点做匀变速曲线运动，合外力的大小和方向均不变，加速度不变，故C错误；由在B点的速度方向与加速度方向相互垂直可知，合外力方向与轨迹上过B点的切线垂直且向下，质点在A点的加速度方向与速度方向的夹角大于90°，故B错误；从A到D过程中，加速度方向与速度方向的夹角一直变小，故D正确；在曲线运动中，速度方向越来越趋近于合力方向，不会与合力方向重合，所以也不与加速度方向重合，故A错误． 3．(多选)一辆汽车在水平公路上由直道进入广场转弯，沿曲线由M向N行驶，下列图中分别画出了这辆汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为可能正确的是(　　) 答案　CD 解析　做曲线运动的物体，合力指向轨迹凹侧，故选项C、D正确． 4．(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 答案　AD 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的方向相反，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的方向和速度方向不在同一直线上)，选项B错误，D正确． 5.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示意图，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 答案　C 解析　头部的运动轨迹是曲线，曲线上任一点的切线方向为头部在该点的速度方向，由题图可知，c点的速度方向竖直向下，故C正确。 二、巩固提高 6. 一小球在水平面内做曲线运动，从 点运动到 点，某运动轨迹如图中虚线 ，小球在 点时的速度方向是 ( B ) A. 方向 B. 方向 C. 方向 D. 方向 [解析]选 。物体做曲线运动，则物体在任意时刻速度的方向都是沿着该点的切线方向，由题意可知，轨迹 点的切线方向为 的方向，即小球在 点的速度方向为 的方向。 7.(多选)如图所示，弧旋球是指运动员运用脚法，踢出球后使球在空中向前做弧线运动的踢球技术。下列关于弧旋球的说法正确的是(　　) A.球所受合外力的方向与速度的方向在同一直线上 B.球所受合外力的方向指向轨迹内侧 C.球的速度方向沿轨迹的切线方向 D.球的速度方向指向轨迹内侧 答案　BC 解析　弧旋球的运动轨迹是曲线，根据物体做曲线运动的条件可知球所受合外力的方向指向轨迹内侧，曲线运动的速度方向沿轨迹的切线方向，故B、C正确。 8.如图所示，为一选手骑摩托车在空中运动的频闪照片。若选手和摩托车可视为一质点，图中虚线为其运动轨迹，则选手和摩托车经过最高点时速度方向(　　) A.水平向右 B.水平向左 C.竖直向上 D.竖直向下 答案　B 解析　做曲线运动的物体，经过最高点时速度方向沿轨迹上该点的切线方向，即水平向左，故B正确，A、C、D错误。 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $