5.1 曲线运动-(PPT版)【满分思维】2026-2027学年高中物理必修第二册配套课件（人教版）

1 曲线运动 1 学习任务一 曲线运动的速度方向及其性质 学习任务二 对曲线运动条件的理解 素养提升 随堂巩固 ◆ ◆ 新课探究 课后习题 2 学习任务一 曲线运动的速度方向及其性质 ［教材链接］ 阅读教材，完成下列填空： (1) 物体的运动轨迹为______的运动叫作曲线运动. (2) 质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的__________. (3) 在曲线运动中，速度的______是变化的，由于速度是______，既有大小， 又有方向，所以曲线运动一定是______运动. 曲线 切线方向 方向 矢量 变速 学习任务一 3 ［科学探究］ 观察在砂轮上磨刀具和撑开的带着水的伞绕伞柄旋转的图片，请思考：刀具与 砂轮接触处的火星、伞面上的水滴分别沿什么方向飞出？ [答案] 均沿切线方向飞出. 学习任务一 4 【辨别明理】 (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) 做曲线运动的物体加速度一定不为零.( ) √ (4) 速度变化的运动一定是曲线运动.( ) × 学习任务一 5 例1 [2026·河北衡水中学高一月考] 2025年4月19日，天工 机器人参加2025 北京亦庄半程马拉松暨人形机器人半程马拉松，以2时40分42秒的成绩夺冠.若 如图所示为该机器人比赛过程中经过的、、、 四个位置，将机器人视为质 点，其中速度方向可能正确的是( ) A.点 B.点 C.点 D. 点 [解析] 做曲线运动的物体的速度方向与轨迹相切，故选D. √ 学习任务一 6 例2 ［人教必修二教材改编］如图所示，是从高空拍摄的一张地形照片，河水 沿着弯弯曲曲的河床做曲线运动.图中、、和处河水的速度方向跟 处流水 的速度方向几乎相同的是处为下游 ( ) A.和 B.和 C.和 D.和 √ 学习任务一 7 [解析] 根据曲线运动的特点可知，曲线运动速度方向为曲线上该点的切线方向， 画出各点的速度方向，如图所示，由图可知，跟 处流水的速度方向几乎相同 的是处和 处.故选B. 学习任务一 8 【要点总结】 曲线运动是变速运动,一定有加速度,当加速度恒定时为匀变速曲线运动,当加速 度变化时为非匀变速曲线运动. 学习任务一 9 学习任务二 对曲线运动条件的理解 ［教材链接］ 阅读教材,完成下列填空: (1) 动力学条件：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. (2) 运动学条件：当物体加速度的方向与它的速度方向________________时， 物体做曲线运动. 不在同一直线上 不在同一直线上 学习任务二 10 ［科学探究］ 如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的水平桌面上，使其底端与桌面相 切，让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度.为便于观察，从离开滑轨 处起沿小铁球运动方向用刻度尺在白纸上画一直线. (1) 图甲中，磁铁对小铁球的吸引力方向与小铁球的速度方向____(选填“在”或 “不在”)同一条直线上；图乙中，磁铁对小铁球的吸引力方向与小铁球的速度方 向______(选填“在”或“不在”)同一条直线上. 在 不在 (2) 小铁球做曲线运动时，受到的吸引力方向指向轨迹弯曲的______. 凹侧 学习任务二 11 【辨别明理】 (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的作用下不可能做曲线运动.( ) × (4) 合力恒定时，可能做曲线运动.( ) √ (5) 速度不为零,加速度也不为零时,物体一定做曲线运动.( ) × 学习任务二 12 例3 [2025·云南昭通高一期末] 一物体在光滑水平面上运动，运动到 点时，对 其施加水平恒力，物体在点的速度和恒力 的方向如图所示(俯视图).物体在 点以后的运动轨迹可能正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 施加恒力时，与 不在一条直线上，物体将做匀变速曲线运动，物体 的运动轨迹应处于和之间，且偏向恒力 的方向，故选A. √ 学习任务二 13 变式1 [2025·石家庄二中高一月考] 一个质点在恒力作用下，在平面上从 点运动到点的轨迹如图所示，且在点时的速度方向与轴平行，则恒力 的方 向可能是( ) A.沿轴正方向 B.沿 轴负方向 C.沿轴正方向 D.沿 轴负方向 [解析] 根据曲线运动的轨迹位于速度方向和合力方向夹角的范围内且向合力方 向弯曲，可知B、C错误；若恒力沿轴正方向，则速度方向不可能与 轴平行， 故A错误；恒力可能沿 轴负方向，故D正确. √ 学习任务二 14 【要点总结】 1.轨迹、速度方向、合力方向的关系 合力指向轨迹的凹侧，轨迹夹在速度方向与合力方向之间. 学习任务二 15 2.运动的分类 与 的方向 轨迹特点 加速度特点 运动性质 共线 直线 恒定 匀变速直线运动 不恒定 非匀变速直线运动 不共线 曲线 恒定 匀变速曲线运动 不恒定 非匀变速曲线运动 学习任务二 16 曲线运动特征 (1)运动学特征:曲线运动一定为变速运动. (2)动力学特征:物体所受的合力一定不为零且和速度方向始终不在一条直线上 (曲线运动条件).若合力方向与速度方向的夹角为<m></m> ，则： ①<m></m> 为锐角时，速率增大，如图甲. ②<m></m> 为直角时，速率不变，如图乙. ③<m></m> 为钝角时，速率减小，如图丙. (3)轨迹特征:曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间,而且向合力的一 侧弯曲,或者说合力的方向总指向曲线的凹侧,轨迹只能平滑变化,不会出现折线. 素 养 提 升 17 示例 [2025·广东深圳高一期中] 第十五届中国航展上，我国新一代中型隐身多 用途战斗机歼惊喜亮相.假设歼 某次飞行表演时正沿图示轨迹加速运 动，则歼 所受合力与速度关系可能为( ) A. B. C. D. [解析] 歼 做曲线运动时，速度方向沿轨迹的切线方向，轨迹夹在速度方 向与合力方向之间，且合力指向轨迹的凹侧，由于歼 加速运动，故速度方 向与合力方向夹角为锐角，故A正确. √ 素 养 提 升 18 变式2 [2026·湖南长沙一中高一月考] 在哈尔滨举行的第九届亚冬会短道速滑男 子500米决赛上，中国队选手林孝埈夺得冠军.比赛中林孝埈减速滑过弯道时所 受合力及速度方向可能正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 根据曲线运动的特点，速度沿切线方向，合外力指向曲线凹侧，又因为 是减速运动，所以合力方向的与速度方向夹角大于 ，故D正确. √ 素 养 提 升 19 1.(曲线运动轨迹分析)[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 的示意图可能正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 篮球做曲线运动，所受合力指向运动轨迹的凹侧, 故A正确. √ 随 堂 巩 固 20 2.(对曲线运动速度方向的理解)“嫦娥五号”返回器携带月球样品在地球上预定区 域安全着陆.在落地之前，它在地球大气层打个“水漂”，如图所示为返回器跳跃 式返回过程示意图，虚线圆为大气层的外边界，返回器从 点进入大气层，经 、、、、回到地面，其中、、 为轨迹和大气层外边界的交点.下列说法 正确的是( ) A.返回器经过、 两点时速度方向可能相同 B.返回器经过、 两点时速度方向可能相同 C.返回器经过、 两点时加速度方向可能相同 D.返回器经过 点时速度方向与加速度方向可能垂直 √ 随 堂 巩 固 21 [解析] 曲线运动中各点的速度方向沿该点的切线方向，由题图可知返回器经过 、两点时速度方向不同，经过、 两点时速度方向也不同，A、B错误；根据 曲线运动的知识可知，返回器所受的合外力和加速度方向应指向轨迹的凹侧， 返回器经过点时加速度方向大致向上，经过 点时加速度方向大致向下，故返 回器经过、两点时的加速度方向不同，C错误；返回器经过 点时速度方向沿 切线方向，加速度方向指向轨迹的凹侧，二者可能垂直，D 正确. 随 堂 巩 固 22 3.(曲线运动的条件)(多选)[2025·宁夏银川一中高一月考] 如图所示，质量为 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、 的方向恰好 在同一直线上.下列说法正确的是( ) A.若只撤去 ，物体做匀加速直线运动 B.若只撤去 ，物体做匀加速直线运动 C.若只撤去 ，物体做曲线运动，速度先减小后增大 D.若只撤去 ，物体做曲线运动，速度先减小后增大 √ √ 随 堂 巩 固 23 [解析] 由于初始时物体做匀速直线运动，则可知初始时合力为零.由于初始时合 力为零，则只撤去时，剩余三个力的合力与 等大反向，与速度方向相同， 则可知物体做匀加速直线运动，故A正确；由于初始时合力为零，则只撤去 时，剩余三个力的合力与 等大反向，与速度方向相反，则可知物体做匀减速 直线运动，故B错误；由于初始时合力为零，则只撤去 时，剩余三个力的合力 与等大反向，与速度方向夹角小于 ，则可知物体 做曲线运动且速度越来越大，故C错误；由于初始时合 力为零，则只撤去时，剩余三个力的合力与 等大反 向，与速度方向夹角大于 ，则可知物体做曲线运动 且速度先减小后增大，故D正确. 随 堂 巩 固 24 课后习题 25 知识点一 曲线运动的速度方向及其性质 1.一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内 ( ) A.速度一定在不断地改变，加速度也一定不断地改变 B.速度一定在不断地改变，加速度可以不变 C.速度可以不变，加速度一定不断地改变 D.因速度方向在时刻改变，所以曲线运动不可能是匀变速运动 [解析] 质点做曲线运动时，速度的方向一定是改变的，那么速度也就一定在变 化，但是合力不一定改变，所以加速度不一定改变，而加速度不变的曲线运动 叫匀变速曲线运动，故A、C、D错误，B正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 26 2.如图所示，从到 是某次双人花样滑冰比赛中女运动员入场时的某段运动轨 迹.运动员在轨迹上的四个点、、、 的速度方向标注正确的是( ) A.位置 B.位置 C.位置 D.位置 √ [解析] 曲线运动的速度方向沿着轨迹的切线方向，故C正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 27 3.[2025·天津滨海新区高一期末] 下列选项分别画出了福建舰沿曲线由驶向 转弯(俯视图)时所受合力和速度 的方向，其中可能正确的是( ) A. B. C. D. [解析] 福建舰做的是曲线运动，受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，速 度沿曲线的切线方向，指向运动方向,故选D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 28 4.[2025·陕西汉中高一开学考] 利用风洞实验室可以模拟运动员比赛时所受风阻 情况，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，可以借助 烟尘辅助观察，如图甲所示，在某次实验中获得烟尘颗粒做曲线运动的轨迹， 如图乙所示，则由该轨迹可推断出( ) A.烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动 B.烟尘颗粒一定做匀变速曲线运动 C.、 两点处的速度方向可能相反 D.、 两点处的速度方向可能垂直 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 29 [解析] 做曲线运动的物体，所受合力总是指向轨迹的凹侧，由题图乙可知，烟 尘颗粒所受合力的方向产生变化，烟尘颗粒做的不可能是匀变速曲线运动，A 正确，B错误；曲线运动在某点的速度方向是沿轨迹在该点的切线方向，由题 意可知，、 两点处的速度方向不可能相反，也不可能垂直，C、D错误. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 30 知识点二 对曲线运动条件的理解 5.下列说法正确的是( ) A.在恒力作用下，物体可能做曲线运动 B.在变力作用下，物体不可能做曲线运动 C.做曲线运动的物体，其运动状态可能不改变 D.物体做曲线运动时，其加速度与速度的方向可能一致 [解析] 物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，力可以是恒力也可以是 变力，故A正确，B错误；做曲线运动的物体，速度方向时刻发生变化，所以其 运动状态一定改变，故C错误；物体做曲线运动的条件是加速度与速度不共线， 故D错误. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 31 6.[2025·贵州遵义高一期末] 某次军事演习中，地面某处炮兵向空中目标发射炮 弹(可视为质点)，且击中目标.图中虚线为炮弹在空中的运动轨迹，其在上升阶 段做减速运动，点为该阶段中的某点.则炮弹在点所受合力 的示意图可能正 确的是( ) A. B. C. D. √ [解析] 做曲线运动的物体，合力指向轨迹凹侧，速度方向为轨迹的切线方向， 由于炮弹上升阶段做减速运动，可知速度方向与合力方向夹角为钝角，B选项 符合题意. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 32 7.一辆汽车在水平公路上转弯，沿曲线由向 行驶，如图所示，关于此时汽车 的运动情况，以下分析正确的是( ) A.汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于 ，因此汽车速度减小 B.汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于 ，因此汽车速度增加 C.汽车所受合外力方向与速度方向夹角大于 ，因此汽车速度增加 D.汽车所受合外力方向与速度方向夹角小于 ，因此汽车速度减小 √ [解析] 由题意，汽车此时的速度方向如图所示，由图可知，汽车所 受合外力方向与速度方向夹角小于 ，因此汽车速度增加.故选B. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 33 8.[2025·浙江学军中学高一月考] 如图所示，乒乓球从斜面滚下后，以某一速度 在水平的桌面上做匀速直线运动.在与乒乓球路径垂直的方向上放一个直径略大 于乒乓球的纸筒.当乒乓球经过纸筒正前方时，用吸管对着球横向吹气.下列说法 正确的是( ) A.乒乓球仍沿着直线运动 B.乒乓球将偏离原来的运动路径，但不进入纸筒 C.乒乓球一定能进入纸筒 D.只有用力吹气，乒乓球才能进入纸筒 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 34 [解析] 当乒乓球经过纸筒口时，对着乒乓球横向吹气，乒乓球所受合力的方向 与速度方向不在同一条直线上，乒乓球做曲线运动，故乒乓球会偏离原有的运 动路径，由于乒乓球仍有向左的速度，可知其不进入纸筒，故A、C、D错误， B正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 35 9.[2025·湖南雅礼中学高一月考] 某次风洞实验，乒乓球从静止开始下落一段时 间后，进入如图所示的斜风区下落一段时间，然后又进入无风区继续下落直至 落地，不计乒乓球受到的阻力，则选项中最接近乒乓球真实运动轨迹的是 ( ) A. B. C. D. [解析] 离开斜风区时乒乓球的速度斜向左下方，在无风区内只受重力作用，则 乒乓球的运动轨迹向下弯曲，故A、D错误；由于乒乓球具有水平方向的速度， 所以在落地前乒乓球的速度不可能竖直向下，故B错误，C正确. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 10.[2025·山西运城高一期末] 一个物体在光滑水平面上运动，当物体运动到 点 时，受到向前偏左(沿着物体运动方向观测，下同)的合力 作用，如图所示为物 体运动的俯视图.到达点时，这个合力 的方向突然变得与前进方向相同.到达 点时，合力的方向又突然改为向前偏右，物体最终到达点.则物体由 点至 点的运动轨迹可能为( ) A. B. C. D. √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 37 [解析] 物体在点受到向前偏左的合力 作用，则物体的加速度向前偏左，速度 方向也向偏左方向改变，运动轨迹也偏左；物体在 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 点受到向前偏右的合力作用，物体加速 度向前偏右，速度方向向偏右方向改变，运动轨迹开始逐渐偏右，综上可知A 符合题意. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 38 11.篮球无转动加速下落时轨迹如图甲所示，若在篮球释放瞬间给它一个转动速度， 其下落轨迹如图乙所示，球转动时沿轨迹乙运动的现象称为马格努斯效应，马格 努斯效应在球类运动项目中非常普遍.已知为甲轨迹上一点， 为乙轨迹上一点. 下列判断正确的是 ( ) A.篮球在 点受到的空气作用力可能斜向右上 B.篮球在 点受到的空气作用力可能大于篮球重力 C.篮球在 点受到的空气作用力可能水平向左 D.篮球在 点受到的空气作用力可能斜向右上 √ 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 39 [解析] 篮球无转动加速下落时，加速度的方向竖直向下，可知合力方向竖直向 下，球受到重力和空气的作用力，重力竖直向下，空气作用力竖直向上，且重 力大于空气作用力，故A、B错误；篮球在 点时，受重力和空气的作用力，根 据曲线运动的特点知，合力指向轨迹凹侧，可知空气的作用力可能斜向右上， 不可能水平向左，故C错误，D正确. 课 后 习 题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 40 $