教科版(2019)必修第二冊-1.1認(rèn)識曲線運動-課【精品課件】

1、第一章拋體運動1.認(rèn)識曲線運動 必備知識自主學(xué)習(xí)一、隨處可見的曲線運動曲線運動的速度方向【情境思考】如圖長袖舞演員將長長的袖子在空中搖擺,形成美麗的弧線,袖子上的某點的速度方向與該點的切線方向是否相同?提示:相同。1.曲線運動:物體_是曲線的運動。2.曲線運動的速度方向:質(zhì)點在某一點的速度方向,沿曲線在這一點的_。3.曲線運動的性質(zhì):曲線運動中速度的方向是_(選填“不變化”或“變化”)的,所以曲線運動是_運動。運動軌跡切線方向變化變速二、物體做曲線運動的條件【情境思考】足球被運動員踢出后,在空中飛行的過程中,不計空氣阻力,足球為什么會做曲線運動? 提示:足球所受重力的方向與它的速度方向不在同一

2、直線上。1.從動力學(xué)角度:當(dāng)運動物體所受_的方向跟它的速度方向不在同一直線上時,物體就做曲線運動。2.從運動學(xué)角度:當(dāng)_的方向與速度方向不在同一直線上時,物體做曲線運動。合外力加速度【易錯辨析】(1)曲線運動一定是變速運動。( )(2)做曲線運動的物體,速率一定發(fā)生變化。( )(3)做曲線運動的物體,速度一定發(fā)生變化。( )(4)做曲線運動的物體,加速度一定發(fā)生變化。( )(5)曲線運動的加速度可以一直為零。( )(6)在平衡力作用下,物體可以做曲線運動。( )(7)在恒力作用下,物體可以做曲線運動。( )關(guān)鍵能力合作學(xué)習(xí)知識點一曲線運動速度方向的特點1.曲線運動的速度:(1)曲線運動中物體在

3、某時刻(或某位置)的速度方向,就是運動軌跡曲線上這一點的切線方向。(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物體做曲線運動時,速度大小可能變化、可能不變化,速度方向一定變化。2.曲線運動的分類:(1)勻變速曲線運動:加速度恒定的曲線運動,即物體在恒力作用下的曲線運動。(2)變加速曲線運動:加速度變化的曲線運動,即物體在變力作用下的曲線運動。【問題探究】“丟沙包”游戲是一個經(jīng)典的群體性游戲,非常受孩子們的歡迎。(1)沙包被丟出后,其運動速度一定變化?提示:一定變化。(2)沙包的運動一定是變速運動?提示:一定是變速運動?！镜淅痉丁?【典例】(2020揚州高一檢測)如圖所示,假如在彎道上高速行駛的賽車

4、,突然后輪脫離賽車,關(guān)于脫離賽車后的車輪的運動情況,以下說法正確的是()A.仍然沿著汽車行駛的彎道運動B.沿著與彎道垂直的方向飛出C.沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動,離開彎道D.上述情況都有可能【解析】選C。賽車沿彎道行駛,任一時刻賽車上任何一點的速度方向都是賽車運動的曲線軌跡上對應(yīng)點的切線方向。脫離的后輪的速度方向就是脫離點所在軌跡的切線方向。所以C選項正確?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】如圖為水平桌面上的一條彎曲軌道。鋼球進入軌道的M端沿軌道做曲線運動,它從出口N端離開軌道后的運動軌跡是() A.aB.bC.cD.d【解析】選C。物體做曲線運動的條件是合力方向與速度方向不在同一條直線上,速度的大小可以不

5、變,但方向時刻變化,由于外力的作用,鋼球的狀態(tài)不斷改變,當(dāng)離開末端時,由于慣性,仍保持原來運動的方向,即沿著曲線的切線方向,故C正確,A、B、D錯誤。【加固訓(xùn)練】1.下列說法正確的是()A.曲線運動一定是勻速運動B.曲線運動的速度方向可能不變C.曲線運動一定是變速運動D.曲線運動的速度大小一定發(fā)生變化【解析】選C。既然是曲線運動,它的速度方向必定是改變的,所以曲線運動一定是變速運動,故A、B錯誤,C正確;曲線運動的速度大小可以不變,故D錯誤。2.高臺跳水比賽時,運動員起跳后在空中做出各種動作,最后沿豎直方向進入水中。若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖中虛線所示,a、b、c、d為運動軌

6、跡上的四個點。關(guān)于運動員頭部經(jīng)過這四個點時的速度方向,下列說法中正確的是()A.經(jīng)過a、b、c、d四個點的速度方向均可能豎直向下B.只有經(jīng)過a、c兩個點的速度方向可能豎直向下C.只有經(jīng)過b、d兩個點的速度方向可能豎直向下D.只有經(jīng)過c點的速度方向可能豎直向下【解析】選B。由于曲線運動的速度方向為該點軌跡的切線方向,所以在圖中的a點速度方向可能豎直向下,b點的速度方向豎直向上,c點的速度方向可能豎直向下,d點的速度方向豎直向上,故B正確,A、C、D錯誤。知識點二物體做曲線運動的條件1.物體做曲線運動的條件:(1)動力學(xué)條件:合外力與速度方向不共線。(2)運動學(xué)條件:加速度與速度方向不共線。2.合

7、外力與運動軌跡的關(guān)系:曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的方向彎曲,即合力指向軌跡的凹側(cè)。3.合外力與速率的關(guān)系:(1)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體做速率越來越大的曲線運動。(2)合外力方向與速度方向的夾角始終為直角時,物體做速率不變的曲線運動。(3)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體做速率越來越小的曲線運動。4.確定曲線運動的軌跡的方法:(1)做曲線運動的物體,運動軌跡不斷改變,其改變后的軌跡處在運動方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間,且偏向合外力所指的一側(cè)。(2)若物體在恒力作用下做曲線運動,物體的運動軌跡越來越接近力的方向,但不會與力的方向相同?！締栴}

8、探究】如圖噴出的水,為什么做曲線運動? 提示:噴出的水所受的合力(重力)與噴出的水的速度不在一條直線上。【典例示范】【典例】如圖為賽車彎道超車的圖示,外側(cè)的賽車在水平彎道上加速超越前面的賽車。若外側(cè)的賽車沿曲線由M向N行駛,速度逐漸增大。如圖中A、B、C、D分別畫出了外側(cè)的賽車在彎道超車時所受合力F的四種方向,你認(rèn)為正確的是()【解析】選B。賽車做的是曲線運動,賽車受到的合力應(yīng)該指向運動軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),由于賽車是從M向N運動的,并且速度在增大,所以合力與賽車的速度方向的夾角要小于90,故B正確,A、C、D錯誤。【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.(2020泰州高一檢測)在足球場上罰任意球時,運動員踢出的足球,在行

9、進中繞過“人墻”轉(zhuǎn)彎進入了球門,守門員“望球莫及”,軌跡如圖所示。關(guān)于足球在這一飛行過程中的受力方向和速度方向,下列說法中正確的是()A.合外力的方向與速度方向在一條直線上B.合外力的方向沿軌跡切線方向,速度方向指向軌跡內(nèi)側(cè)C.合外力方向指向軌跡內(nèi)側(cè),速度方向沿軌跡切線方向D.合外力方向指向軌跡外側(cè),速度方向沿軌跡切線方向【解析】選C。足球做曲線運動,則其速度方向為軌跡的切線方向,根據(jù)物體做曲線運動的條件可知,合外力的方向一定指向軌跡的內(nèi)側(cè),故C正確。2.設(shè)想如果自行車輪子沒有了擋泥板,當(dāng)輪子上所粘的泥巴因車輪快速轉(zhuǎn)動而被甩落時,如果不考慮空氣阻力的作用,下列說法正確的是() A.泥巴在最初一

10、段時間內(nèi),將做勻速直線運動B.任何情況下被甩落,泥巴都是做曲線運動C.泥巴離開輪子時的速度方向沒有任何規(guī)律可循D.泥巴做曲線運動的條件是所受重力與它的速度方向不在同一直線上【解析】選D。泥巴在離開輪子的瞬間,若速度的方向豎直向上或豎直向下,則速度的方向與重力的方向相反或相同,泥巴將做直線運動,在其余的情況下泥巴速度的方向與重力的方向不在同一條直線上,所以將做曲線運動,故A、B錯誤,D正確;泥巴離開輪子時的速度方向與輪子的切線的方向是相同的,故C錯誤?！炯庸逃?xùn)練】(多選)一物體受到兩個外力的作用,沿某方向做勻速直線運動。若將其中一個力的方向旋轉(zhuǎn)90,保持這個力的大小和另一個力不變,則物體可能做(

11、)A.勻速直線運動B.勻加速直線運動C.勻減速直線運動D.軌跡為曲線的運動【解析】選B、C、D。旋轉(zhuǎn)后兩個力的合力與物體原來的運動的方向相同時,物體做勻加速直線運動;旋轉(zhuǎn)后兩個力的合力與物體原來的運動的方向相反時,物體做勻減速直線運動;旋轉(zhuǎn)后兩個力的合力與物體原來的運動的方向不共線時,物體的運動軌跡為曲線,由于旋轉(zhuǎn)后合力不為零,則不能做勻速直線運動,故B、C、D正確。【拓展例題】考查內(nèi)容:物體運動軌跡的判斷【典例】質(zhì)點在三個恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài),若突然撤去F1,則質(zhì)點()A.一定做勻變速運動B.一定做直線運動C.一定做非勻變速運動D.一定做曲線運動【解析】選A。質(zhì)點受到

12、三個共點的恒力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)撤去恒力F1時,質(zhì)點的合力與F1大小相等、方向相反,說明質(zhì)點受到的合力恒定不變,加速度不變,質(zhì)點做勻變速運動;在撤去F1之前,質(zhì)點保持平衡,有兩種可能:一是質(zhì)點處于靜止?fàn)顟B(tài),則撤去F1之后,它一定做勻變速直線運動;二是質(zhì)點處于勻速直線運動狀態(tài),則撤去F1之后,質(zhì)點可能做直線運動(條件是F1的方向和速度方向在一條直線上),也可能做曲線運動(條件是F1的方向和速度方向不在一條直線上),故A正確,B、C、D錯誤。曲線運動特點1.速度方向不斷變化。2.質(zhì)點在某點速度方向，沿曲線切線方向。分類1.勻變速曲線運動（a不變）2.變加速曲線運動（a改變）條件動力學(xué)：合外力與

13、速度不共線運動學(xué)：加速度與速度不共線合外力與軌跡的關(guān)系合外力與速率的關(guān)系軌跡：始終夾在合外力與速度的方向之間，合外力指向凹側(cè)速率：銳角時，速率增加；鈍角時，速率減?。恢苯菚r，速率不變?！倔w育情境】2019年1月21日,李娜正式入選國際網(wǎng)球名人堂,成為亞洲網(wǎng)壇第一個享受此項榮譽的球員。情境模型素養(yǎng)探究:如圖是我國著名網(wǎng)球運動員李娜精彩的比賽瞬間,如果網(wǎng)球離開球拍后,沿圖中虛線做曲線運動,則:(1)圖中畫出的各點的速度方向是否正確?(2)網(wǎng)球離開球拍后,忽略空氣阻力,網(wǎng)球做勻變速運動嗎?【解析】(1)物體做曲線運動時,任意時刻的速度方向是曲線上該點的切線方向,故v2方向正確,v1方向、v3方向、v

14、4方向均錯誤。(2)網(wǎng)球離開球拍后,忽略空氣阻力,網(wǎng)球只受重力,加速度恒定,故網(wǎng)球做勻變速運動。答案:(1)v2方向正確,v1方向、v3方向、v4方向錯誤(2)網(wǎng)球做勻變速運動【生產(chǎn)情境】“殲-20”戰(zhàn)斗機列裝空軍作戰(zhàn)部隊,意味著中國是繼美國之后世界上第二個走完第五代戰(zhàn)斗機論證評價、設(shè)計、研發(fā)、原型機測試、定型生產(chǎn)、最終服役全部階段的國家。探究:(1)如果殲-20在某次飛行過程中沿曲線MN加速向上爬升,請問在飛行過程中其所受合力與速度方向夾角有何特點?(2)在圖中最能表示殲-20在P點的速度方向與其受到合力方向的分別為哪個?【解析】(1)由于殲-20沿曲線加速爬升,所以其所受合力方向與速度方向

15、的夾角為銳角。(2)由于速度方向與軌跡切線方向一致,所以在P點的速度方向是;由于殲-20所受合力方向與速度方向的夾角為銳角,所以它所受合力方向應(yīng)該為。答案:見解析課堂檢測素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2020泰州高一檢測)某質(zhì)點在一段時間內(nèi)做曲線運動,則在此段時間內(nèi)()A.速度可以不變,加速度一定在不斷變化B.速度可以不變,加速度也可以不變C.速度一定在不斷變化,加速度可以不變D.速度一定在不斷變化,加速度一定在不斷變化【解析】選C。既然是曲線運動,它的速度方向必定是改變的,那么速度也就一定在變化,但加速度可以不變,故A、B、D錯誤,C正確。2.如圖的陀螺是民間較早的娛樂工具,也是我們很多人小時候喜歡玩的玩具

16、。從上往下看(俯視),若陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動,此時滴一滴墨水到陀螺,則被甩出的墨水徑跡可能如圖中的()【解析】選D。陀螺的邊緣上的墨水從切線方向飛出,所以A、B錯誤;陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動,所以墨水滴的方向要與順時針方向的前方一致,故C錯誤,D正確。3.如圖所示是某品牌的電動車,當(dāng)這種電動車在平直公路上行駛時,車前照燈的光束跟平直的道路吻合。當(dāng)該車轉(zhuǎn)彎時,其前、后車輪在地面上留下了不同的曲線軌跡,則此時前照燈光束的指向跟下列哪條軌跡相切()A.后輪的軌跡B.前輪的軌跡C.在車前、后輪連線中點的運動軌跡D.條件不夠,無法確定【解析】選B。因為電動車的車燈固定在車頭上,隨前輪一起轉(zhuǎn)動,所以前照燈光束的指向與前輪在地面上留下的曲線軌跡相切,故B正確。4.質(zhì)量為m的物體,在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動,保持F1、F2不變,僅將F3的方向改變90(大小不變)后,物體可能做()A.加速度大小為 的勻變速直線運動B.加速度大小為 的勻變速直線運動C.加速度大小為 的勻變速曲線運動D.勻速直線運動【解析】選B。物體在F1、F2、F3三個共點力作用下做勻速直線運動,三力平衡,必有F3與