2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章拋體運(yùn)動(dòng)第1節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)案新人教版必修2

PAGE1-第1節(jié)曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.建立曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡模型,強(qiáng)化速度的概念,加深運(yùn)動(dòng)與相互作用的觀念。2.借助數(shù)學(xué)極限思想,利用直線運(yùn)動(dòng)速度的定義建構(gòu)曲線的速度模型;運(yùn)用力與運(yùn)動(dòng)的觀念,借助科學(xué)推理,來(lái)論證曲線運(yùn)動(dòng)的條件。3.通過(guò)試驗(yàn)來(lái)探究曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。4.通過(guò)分析生活中和試驗(yàn)中的現(xiàn)象,實(shí)事求是地分析成功與失敗的緣由,探尋曲線運(yùn)動(dòng)的本質(zhì),尋求解決曲線運(yùn)動(dòng)相關(guān)問(wèn)題的方法。自主預(yù)習(xí)一、對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)的位移和速度的理解(1)曲線運(yùn)動(dòng)的定義:物體運(yùn)動(dòng)軌跡是的運(yùn)動(dòng)。

(2)速度方向:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的方向。

(3)曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),速度時(shí)刻發(fā)生變更,即速度時(shí)刻發(fā)生變更,因此,曲線運(yùn)動(dòng)肯定是運(yùn)動(dòng)。

二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)從動(dòng)力學(xué)角度看:物體所受的方向與它的速度方向不在同始終線上。

(2)從運(yùn)動(dòng)學(xué)角度看:物體的方向與它的速度方向不在同始終線上。

課堂探究[情境設(shè)問(wèn)]試驗(yàn)1:雙手空中接球小嬉戲。試驗(yàn)2:①演示“在肯定高度自由釋放一個(gè)小紙團(tuán)”;②演示“在同一高度水平拋出同一個(gè)紙團(tuán)”。一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向[情境設(shè)問(wèn)]在第一個(gè)試驗(yàn)中你認(rèn)為小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線?你真的看清晰了嗎?你是如何推斷出它的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線還是曲線的?[學(xué)生分組試驗(yàn)]旋轉(zhuǎn)滴有墨水的小雨傘試驗(yàn)說(shuō)明:如圖所示,在一張白色硬紙板中心扎一個(gè)小孔,將自制小雨傘從中間穿過(guò)。在雨傘邊緣處滴加適量墨水,快速旋轉(zhuǎn)傘柄,“雨滴”將飛出,在紙板上留下痕跡。結(jié)論1:質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的方向。

結(jié)論2:曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻。

[科學(xué)推理與論證]請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合你學(xué)習(xí)的數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn),通過(guò)下圖嘗試證明結(jié)論1。二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件[情境設(shè)問(wèn)]拿出一枚粉筆頭,水平拋出后在空中(空氣阻力較小,可認(rèn)為合外力就是重力)將做曲線運(yùn)動(dòng)。[提出問(wèn)題]我們已經(jīng)知道曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng),依據(jù)力變更物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),請(qǐng)大家思索曲線運(yùn)動(dòng)應(yīng)當(dāng)滿意什么條件?[科學(xué)探究]請(qǐng)每組同學(xué)在白紙上面呈現(xiàn)運(yùn)動(dòng)軌跡和力,結(jié)合老師的問(wèn)題進(jìn)行思索。結(jié)論3:當(dāng)物體所受的的方向與它的速度方向直線上時(shí),物體做曲線運(yùn)動(dòng)。

[思索與探討]粉筆頭做曲線運(yùn)動(dòng),它的速度方向、合力方向和運(yùn)動(dòng)軌跡之間滿意什么樣的關(guān)系?[例題展示]【例題1】下圖是一質(zhì)點(diǎn)由A運(yùn)動(dòng)到C的軌跡曲線,畫(huà)出曲線中A、B、C三點(diǎn)的速度方向?！咀兪接?xùn)練1】在第23屆冬奧會(huì)閉幕式上“北京八分鐘”的表演中,輪滑演員在舞臺(tái)上滑出美麗的曲線軌跡(如圖所示)。在此過(guò)程中輪滑演員的 ()A.速度始終保持不變B.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)始終保持不變C.速度方向沿曲線上各點(diǎn)的切線方向D.所受合力方向始終與速度方向一樣【例題2】在越野賽車時(shí),一輛賽車在水平馬路上減速轉(zhuǎn)彎,從俯視圖中可以看到賽車沿曲線由M向N行駛,下圖中分別畫(huà)出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向,正確的是()【變式訓(xùn)練2】小鋼球m以初速度v0在光滑水平面上運(yùn)動(dòng),后受到磁極的側(cè)向作用力而做曲線運(yùn)動(dòng),從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),如圖所示,過(guò)軌跡上M、N兩點(diǎn)的切線劃分了四個(gè)區(qū)域,由此可知,磁鐵可能處在哪個(gè)區(qū)域()A.①區(qū) B.③區(qū)C.②或④區(qū) D.均不行能[課堂練習(xí)]1.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,肯定變更的物理量是()A.速率 B.速度 C.加速度 D.合外力2.在紀(jì)念中國(guó)人民抗日斗爭(zhēng)暨世界反法西斯斗爭(zhēng)成功70周年大會(huì)的閱兵式中,空中梯隊(duì)的表演震撼人心,更令人驕傲的是,參閱飛機(jī)全部是國(guó)產(chǎn)先進(jìn)飛機(jī)。如圖所示,虛線為一架殲-15戰(zhàn)斗機(jī)飛過(guò)天安門上空時(shí)的一段軌跡,P是軌跡上的一點(diǎn)。四位同學(xué)分別畫(huà)出了帶有箭頭的線段甲、乙、丙、丁來(lái)描述飛機(jī)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度方向,其中描述最精確的是()A.甲 B.乙 C.丙 D.丁3.(多選)關(guān)于質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),下列描述中正確的是 ()A.做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn),瞬時(shí)速度的方向在曲線的切線方向上B.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的合力肯定是變力C.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所受合力的方向與速度方向肯定不在同始終線上D.質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的大小肯定是時(shí)刻在變更的4.(多選)同學(xué)們到中國(guó)科技館參觀,看到了一個(gè)好玩的科學(xué)試驗(yàn):如圖所示,一輛小火車在平直軌道上勻速行駛,當(dāng)火車將要從“∩”形框架的下方通過(guò)時(shí),突然從火車頂部的小孔中向上彈出一小球,該小球越過(guò)框架后,又與通過(guò)框架的火車相遇,并恰好落回原來(lái)的孔中。下列說(shuō)法正確的是()A.相對(duì)于地面,小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是直線B.相對(duì)于地面,小球運(yùn)動(dòng)的軌跡是曲線C.小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蛟诳罩羞\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受到水平向前的力D.小球能落回小孔是因?yàn)樾∏蚓哂袘T性,在水平方向保持與火車相同的速度5.一質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)的某一位置,它的速度方向、加速度方向以及所受合外力的方向之間的關(guān)系是()A.速度、加速度、合外力的方向有可能都相同B.加速度方向與合外力的方向肯定相同C.加速度方向與速度方向肯定相同D.速度方向與合外力方向可能相同,也可能不同核心素養(yǎng)專練1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下列敘述中正確的是()A.物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的合外力肯定是變力B.變速運(yùn)動(dòng)肯定是曲線運(yùn)動(dòng)C.當(dāng)物體所受合外力的方向與物體速度方向不在同始終線上時(shí),物體肯定做曲線運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),物體所受的合外力方向與物體加速度方向不在同始終線上2.“殲-20”是我國(guó)自主研發(fā)的一款新型隱形戰(zhàn)機(jī),圖中虛曲線是某次“殲-20”離開(kāi)跑道加速起飛的軌跡,虛直線是曲線上過(guò)飛機(jī)所在位置的切線,則空氣對(duì)飛機(jī)作用力的方向可能是()A.沿F1方向 B.沿F2方向C.沿F3方向 D.沿F4方向3.老鷹在天空中翱翔,圖中虛線表示老鷹在豎直平面內(nèi)飛行的軌跡,關(guān)于老鷹在圖示位置時(shí)的速度v及其所受合力F的方向可能正確的是()4.(多選)質(zhì)點(diǎn)僅在恒力的作用下運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的一段軌跡如圖所示,A、B是軌跡上兩點(diǎn),對(duì)應(yīng)瞬時(shí)速度的方向如圖所示,則()A.從A到B點(diǎn)速度方向變更30°B.從A到B點(diǎn)速度方向變更90°C.恒力的方向可能沿x軸正方向D.恒力的方向可能沿y軸負(fù)方向參考答案自主預(yù)習(xí)一、(1)曲線(2)切線(3)方向變速二、(1)合力(2)加速度課堂探究結(jié)論1:切線結(jié)論2:發(fā)生變更結(jié)論3:合力不在同一[思索與探討]曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向和合力方向夾著物體運(yùn)動(dòng)軌跡,并且速度方向和軌跡相切【例題1】例題分析:曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向是軌跡上的隨意一點(diǎn)的切線方向。運(yùn)用數(shù)學(xué)學(xué)問(wèn)做出正確解答。例題解答:如圖所示【變式訓(xùn)練1】C【例題2