《5.1曲線運動》課件與同步練習(xí)、導(dǎo)學(xué)案

第一節(jié)曲線運動第五章拋體運動新知導(dǎo)入我手上是一塊糖，現(xiàn)在我將糖豎直向上拋出,你觀察到的糖的運動軌跡是怎樣的呢？實驗1：豎直向上將糖拋出糖的運動軌跡是直線。新知導(dǎo)入實驗2：斜拋出糖果現(xiàn)在我再來拋一次糖，誰接住了，這塊糖就歸誰了。但是不能光忙著接糖，要注意觀察糖的運動軌跡發(fā)生了怎樣的變化？可以看到糖的運動軌跡已經(jīng)不再是直線了，糖在空中劃過了一道優(yōu)美的曲線。今天咱們就來研究這種不同于直線運動的運動形式——曲線運動新知講解一、曲線運動及其速度的方向1、曲線運動：軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。新知講解思考：曲線運動和直線運動相比，除運動軌跡不同，還有什么不同？你能舉例說明嗎？2、曲線運動的速度方向除運動軌跡不同，還有曲線運動的速度方向在不斷變化。例如運動員擲鏈球時的運動。新知講解運動員擲鏈球的視頻新知講解運動員擲鏈球時，鏈球在手的牽引下做曲線運動，一旦運動員放手，鏈球即刻飛出。放手的時刻不同，鏈球飛出的方向也不一樣?？梢姡銮€運動的物體，速度的方向在不斷變化。新知講解下面我們來研究做曲線運動的物體在某一時刻的速度方向。觀察做曲線運動物體的速度方向演示1、實驗器材白紙、幾段弧形軌道、沾有紅色印泥的鋼球。ABC新知講解（1）在水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。（2）使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從出口A離開后會在白紙上留下一條運動的痕跡，即為鋼球在A點的運動方向。2、實驗步驟新知講解（3）拆去一段軌道，出口改在B。用同樣的方法可以記錄鋼球在B點的運動方向。思考討論：白紙上的印跡與軌道（曲線）有什么關(guān)系？ABC白紙上的印跡與軌道（曲線）相切。新知講解知識拓展：數(shù)學(xué)概念——曲線的切線在初中數(shù)學(xué)里我們已經(jīng)知道了圓的切線。對于其他曲線，切線指的是什么？BOA新知講解如圖：過曲線上的A、B兩點作直線，這條直線AB叫作曲線的割線。切線

BA設(shè)想B點逐漸沿曲線向A點移動，這條割線的位置也就不斷變化。當(dāng)B點非常非常接近A點時，這條割線就叫作曲線在A點的切線。新知講解假設(shè)圖中的曲線是某一質(zhì)點在時間△t內(nèi)的運動軌跡。這段時間內(nèi)的位移即為割線AB，平均速度的方向就是割線AB的方向。如果△t取得越小，平均速度的方向依次變?yōu)楦罹€AC、AD、AE、AF…的方向。當(dāng)△t→0時,割線就成了切線，即平均速度極限值即為A點的瞬時速度，它的方向便在過A的切線方向上。

BA切線CDEF新知講解3、實驗結(jié)論曲線運動中速度的方向是時刻改變的，質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向。火星飛出的方向為砂輪邊緣上接觸點的切線方向。V火星新知講解常見曲線運動中的瞬時速度的方向。新知講解思考：請同學(xué)們結(jié)合已有知識來判定曲線運動是勻速運動還是變速運動？速度是矢量，既有大小，又有方向。由于曲線運動中速度的方向是變化的，所以曲線運動是變速運動。練習(xí)1：質(zhì)點沿曲線從左向右運動，畫出質(zhì)點在A、B、C三點的速度方向。ABCvAvCvB練習(xí)2：下列說法正確的是（）A、做曲線運動物體的速度方向必定變化B、速度變化的運動必定是曲線運動C、曲線運動中質(zhì)點在某點的瞬時速度方向，就是曲線上這一點的切線方向D、物體做曲線運動，速度大小必定變化新知講解AC注意事項：（1）變速運動指速度變化的運動。速度的變化有：速度大小變化、速度方向變化、速度大小和方向都變化。在物體運動的過程中，即使速度大小不變，但方向變化，仍為曲線運動。（2）做曲線運動的物體，不管速度大小是否變化，只要其方向變化，速度就會發(fā)生變化，因此曲線運動必定是變速運動。（3）作直線運動的物體，如果速度方向不變，其大小變化，也稱為變速運動。新知講解新知講解思考與討論：物體如果不受力，將靜止或做勻速直線運動。那么，你認為物體在什么條件下做曲線運動呢？物體做曲線運動時，由于速度方向時刻改變，物體的加速度一定不為0，因此，物體所受的合力一定不為0。但如果物體所受的合力方向與物體運動的方向在一條直線上時，物體會做變速直線運動。那么，物體受什么樣的力才會做曲線運動呢？二、物體做曲線運動的條件新知講解觀察鋼球的運動軌跡演示實驗器材：鋼球、磁鐵、帶有斜槽的桌面。實驗步驟：（1）讓鋼球從斜槽上沿直線下滑，在水平面上做直線運動。（2）在鋼球運動路線的正前方或旁邊放一塊磁鐵觀察鋼球的運動。新知講解觀察鋼球的運動軌跡視頻新知講解實驗結(jié)論：當(dāng)物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上時，物體做曲線運動。1、物體做曲線運動的條件（1）物體具有初速度。（2）物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上，而是成一角度。2、做曲線運動的物體，所受合力的方向總是與速度方向不共線且指向曲線的凹側(cè)。vF軌跡凹凸新知講解無力不拐彎，拐彎必有力新知講解直線運動曲線運動F（或a）跟v在一條直線上F（或a）跟v不在一條直線上a恒定a變化a恒定a變化勻變速直線運動變加速直線運動勻變速曲線運動變加速曲線運動3、直線運動和曲線運動以及勻變速和變加速運動的判定判斷直線還是曲線運動關(guān)鍵看a與v是否同一直線；判斷勻變速還是變加速關(guān)鍵看a是否恒定。新知講解做一做用飛鏢顯示曲線運動的速度方向取一根稍長的細桿，一端固定一枚鐵釘，另一端用羽毛或紙片做成尾翼，這樣就得到了一個能夠顯示曲線運動速度方向的“飛鏢”。飛鏢的運動軌跡新知講解在空曠地帶把飛鏢拋出，飛鏢在空中各點的指向就是它在該點的速度方向。飛鏢落至地面插入泥土后的指向就是它落地瞬時的速度方向。改變飛鏢的投射角，觀察它在飛行過程中直到插入泥土?xí)r的速度方向。課堂練習(xí)1．物體受恒力作用，合力與速度成銳角，則物體做_______運動（選填“直線“或“曲線”），速率將_______（選填“增大”或“減小”）。2．當(dāng)物體所受__________的方向與它的_______方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。曲線增大合外力速度課堂練習(xí)3、一質(zhì)點在某段時間內(nèi)做曲線運動，則在這段時間內(nèi)（）A、速度一定在不斷地改變，加速度也一定不斷地改變B、速度方向一定不斷地改變，加速度可以不變C、速度大小可以不變，加速度一定不斷地改變D、速度可以不變，加速度也可以不變B課堂練習(xí)4、下列有關(guān)曲線運動的說法中，正確的是（）A、曲線運動是一種變速運動；B、做曲線運動的物體合外力一定不為零；C、做曲線運動的物體所受的合外力一定是變化的；D、曲線運動不可能是一種勻變速運動。A、B拓展提高1、物體受幾個恒力作用恰做勻速直線運動，如果突然撤去其中的一個力F2，則它可能做（）A、勻速直線運動B、勻加速直線運動C、勻減速直線運動D、勻變速曲線運動BCD課堂練習(xí)2、如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A點運動到B點，這時突然使它所受的力反向，但大小不變，即由F變?yōu)?F，在此力的作用下，關(guān)于物體以后的運動情況，下列說法中正確的是（）A．物體不可能沿曲線Ba運動B．物體不可能沿直線Bb運動C．物體不可能沿曲線Bc運動D．物體不可能沿原曲線BA返回ABabcABD課堂總結(jié)1、曲線運動：軌跡是曲線的運動叫做曲線運動。2、曲線運動的速度方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向。3、物體做曲線運動的條件（1）物體具有初速度。（2）物體受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上，而是成一角度。板書設(shè)計一、曲線運動及其速度的方向1、軌跡是曲線的運動2、速度方向（1）速度不斷變化（2）沿著曲線的切線方向二、曲線運動的條件物體所受合力方向跟它的速度方向不在同一直線上。謝謝《1曲線運動》分層練習(xí)第五章拋體運動梳理教材夯實基礎(chǔ)011.質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的

.2.曲線運動是

運動.(1)速度是矢量，既有大小，又有

.(2)在曲線運動中，速度的

是變化的，所以曲線運動是

運動.曲線運動的速度方向一切線方向變速方向方向變速1.物體如果不受力，將

或做

運動.2.物體做曲線運動時，由于速度

時刻改變，物體的加速度一定

；物體所受的合力一定

.3.物體做曲線運動的條件：(1)動力學(xué)角度：物體所受合力的方向與它的速度方向

時，物體做曲線運動.(2)運動學(xué)角度：物體的加速度方向與速度方向

時，物體做曲線運動.物體做曲線運動的條件二靜止勻速直線方向不為0不為0不在同一直線上不在同一直線上即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)做曲線運動的物體，速度可能不變.(

)(2)曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動.(

)(3)做曲線運動的物體的位移大小可能與路程相等.(

)(4)做曲線運動的物體所受的合力一定是變力.(

)(5)做曲線運動的物體加速度一定不為零.(

)×√××√2.將一條形磁鐵放在光滑水平桌面的不同位置，讓小鐵珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運動，得到不同軌跡.圖1中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A時，小鐵珠的運動軌跡是________(填軌跡字母代號)，磁鐵放在位置B時，小鐵珠的運動軌跡是________(填軌跡字母代號).實驗表明，當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向________(選填“在”或“不在”)同一直線上時，物體做曲線運動.圖1bc不在解析因為磁鐵對小鐵珠只能提供引力，磁鐵在A處時，F(xiàn)與v0同向，小鐵珠做變加速直線運動，運動軌跡為b；當(dāng)磁鐵放在B處時，F(xiàn)與v0不在同一直線上，合力的方向指向軌跡的凹側(cè)，運動軌跡為c.當(dāng)物體所受合外力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動.探究重點提升素養(yǎng)02曲線運動的速度方向一導(dǎo)學(xué)探究圖2為砂輪打磨下來的熾熱微粒飛離砂輪時的情形，微粒離開砂輪的時刻不同，飛離時的速度方向也不一樣.(1)微粒離開砂輪瞬間速度方向如何？答案沿砂輪的切線方向(2)微粒在離開砂輪前速度是否變化？答案是(3)微粒做曲線運動時，加速度可以是零嗎？為什么？答案不為零.因為速度的方向在變化，即速度在變化.圖2知識深化1.曲線運動中，質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的切線方向.2.曲線運動中，質(zhì)點的速度方向時刻改變，所以曲線運動一定是變速運動，加速度一定不為零.例1如圖3所示，物體沿曲線由a點運動至b點，關(guān)于物體在ab段的運動，下列說法正確的是A.物體的速度可能不變B.物體的加速度可能為零C.a點的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定小于路程解析做曲線運動的物體的速度方向時刻改變，即使速度大小不變，速度方向也在不斷發(fā)生變化，故速度一直在變，A項錯誤；做曲線運動的物體速度在變化，加速度必定不為零，B項錯誤；a點的速度方向沿a點的切線方向，C項錯誤；做曲線運動的物體的位移大小必小于路程，D項正確.圖3√物體做曲線運動的條件二導(dǎo)學(xué)探究1.圖4甲為拋出的石子在空中運動的軌跡，圖乙是水平面上一小鋼球在磁鐵作用下的部分軌跡.請畫出物體在A、B、C、D四點的受力方向和速度方向.圖4答案各點受力方向和速度方向如圖所示2.物體做曲線運動的條件是什么？答案物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上.知識深化1.物體做曲線運動的條件(1)動力學(xué)條件：合力方向與物體的速度方向不在同一直線上.(2)運動學(xué)條件：加速度方向與物體的速度方向不在同一直線上.說明：物體做曲線運動時，所受合力可能變化，也可能不發(fā)生變化.2.物體運動性質(zhì)的判斷(1)直線或曲線的判斷看合力方向(或加速度的方向)和速度方向是否在同一直線上.(2)勻變速或非勻變速的判斷合力為恒力，物體做勻變速運動；合力為變力，物體做非勻變速運動.(3)變速運動的幾種類型軌跡特點加速度與速度方向的關(guān)系加速度特點運動性質(zhì)直線共線加速度不變勻變速直線運動加速度變化非勻變速直線運動曲線不共線加速度不變勻變速曲線運動加速度變化非勻變速曲線運動例2曲線運動是自然界中普遍存在的運動形式，下面關(guān)于曲線運動的說法中，正確的是A.物體只要受到變力的作用，就會做曲線運動B.物體在恒定的合力作用下一定會做直線運動C.物體做曲線運動時，合力方向可能發(fā)生變化，也可能不變D.物體在大小不變的合力作用下必做勻變速曲線運動解析當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動，A、B錯誤；物體做曲線運動時，其所受合力的方向與速度方向不在同一條直線上，合外力的方向可能發(fā)生變化，也可能不變，C正確；做勻變速曲線運動的物體所受的合力恒定不變，而不只是合力大小不變，D錯誤.√曲線運動中合力方向、速度方向與軌跡的關(guān)系三由于曲線運動的速度方向時刻改變，合力不為零.合力垂直于速度方向的分力改變速度的方向，所以合力總指向運動軌跡的凹側(cè)，即曲線運動的軌跡總向合力所指的一側(cè)彎曲.例3

(多選)如圖5所示，質(zhì)量為m的物體在四個共點力的作用下做勻速直線運動，速度方向與力F1、F3的方向恰好在同一直線上，則下列說法正確的是A.若只撤去F1，物體做勻加速直線運動B.若只撤去F3，物體做勻加速直線運動C.若只撤去F2，物體做勻變速曲線運動D.若只撤去F4，物體做非勻變速曲線運動解析若只撤去F1，合力方向與速度v同向，則物體做勻加速直線運動；若只撤去F3，合力方向與速度v反向，物體做勻減速直線運動，A項正確，B項錯誤.若只撤去F2或F4，合力方向與速度方向不在同一直線上，且合力大小不變，則物體做勻變速曲線運動，C項正確，D項錯誤.圖5√√例4如圖6所示，高速攝像機記錄了一名擅長飛牌、射牌的魔術(shù)師的發(fā)牌過程，虛線是飛出的撲克牌的運動軌跡，則撲克牌所受合力F與速度v關(guān)系正確的是圖6√解析做曲線運動的物體速度方向沿軌跡的切線方向，合力指向運動軌跡的凹側(cè)，所以A正確.針對訓(xùn)練在光滑水平面上以速度v做勻速直線運動的小球，受到一個跟它的速度方向不在同一直線上的水平恒力F的作用后，獲得加速度a.下列四幅圖中，能正確反映v、F、a及小球運動軌跡(虛線)之間的關(guān)系的是√解析小球做勻速直線運動時，受力平衡，當(dāng)受到一個與運動方向不在同一直線上的水平恒力F的作用時，因合力方向與速度方向不在同一直線上，所以小球一定做曲線運動且合力的方向指向運動軌跡的凹側(cè)，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向與合力方向相同，故C正確.隨堂演練逐點落實031.(曲線運動的速度方向)在F1賽事中，若在彎道上高速行駛的賽車車輪脫落，則關(guān)于脫落的車輪的運動情況，下列說法中正確的是A.仍然沿著賽車的彎道行駛B.沿著與彎道切線垂直的方向飛出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賽車沿彎道行駛，任一時刻賽車的速度方向是賽車運動軌跡上的對應(yīng)點的切線方向，脫落的車輪的速度方向也就是脫落點軌跡的切線方向，車輪脫落后，不再受到車身的約束，受到與速度方向相反的阻力作用，車輪做直線運動，離開彎道，故C正確.√12342