2022年高中物理 第五章 曲線運動學(xué)案 新人教版必修2

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1、2022年高中物理 第五章 曲線運動學(xué)案 新人教版必修2 【學(xué)習(xí)目標】l. 知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動。 2．知道曲線運動與直線運動的區(qū)別。 【學(xué)習(xí)重點】物體做曲線運動的方向的確定以及物體做曲線運動的條件。 【學(xué)習(xí)難點】物體做曲線運動的條件。 【問題導(dǎo)學(xué)】 目標一.曲線運動的速度方向 1．作曲線運動的質(zhì)點在某一點（或某一時刻）的速度方向是沿曲線在這一點 方向，并指向運動的一側(cè)。 2．瞬時速度 曲線運動的平均速度應(yīng)為時間t內(nèi)的位移與t的比值，如圖所示，v = 。隨著時間的縮短，位移方向逐漸向A點的切線方

2、向靠近，當時間無限短時，位移方向即為A點的切線方向，在極短時間內(nèi)的平均速度方向即為A點的 ，該速度即為A點的 。 目標二、曲線運動的性質(zhì) 1．速度是矢量，它既有 ，又有 。不管速度的大小是否改變，只要速度的 發(fā)生變化，就表示速度矢量發(fā)生了變化。 2．曲線運動的性質(zhì)：曲線運動中速度的方向時刻_________（填“不變”、“改變”），所以，作曲線運動的物體，速度時刻在變化，所以，曲線運動是____________________運動。 目標三、曲線運動的條件 當物體所受_____________

3、__的方向與它的_______________方向不在同一直線上時，物體做曲線運動。 思考1：當物體受到的合外力方向與它的速度方向在同一直線上時，物體做什么運動？據(jù)此，你能總結(jié)出判斷物體運動軌跡是直線還是曲線的的方法嗎？ 思考2：曲線運動中物體運動的加速度方向和速度方向之間有何特點？ （1）速度方向與加速度的方向共線時，運動軌跡是___________ （2）速度方向與加速度的方向不共線，且合力為定值，運動為_________運動，如：____________________________ （3）速度方向與加速度的方向不共線，且合力不為定值，運動為___________運動，

4、如：_____________________________________ 目標四、曲線運動速度大小、軌跡方向的的判定 1．當力的方向與速度方向垂直時：速度的大小_______（變、不變、可能變），軌跡向________彎曲； 2．當力的方向與速度方向成銳角時：速度的大小________ （變大、不變、變?。?，軌跡向_____________ 彎曲； 3．力的方向與速度方向成鈍角時：速度的大小___________ （變大、不變、變?。?，軌跡向___________________彎曲； 【疑點剖析】 1.怎樣理解力在改變物體運動狀態(tài)上的作用？物體的運動軌跡與合外力、

5、速度方向的關(guān)系是怎樣的？ (1)把加速度和合力F都分解到沿曲線切線和法線(與曲線切線垂直)方向上，沿切線方向的分力F1使質(zhì)點產(chǎn)生切線方向的加速度a1，當a1和v同向時，速度增大，如圖5－1－3甲所示，此時的合力方向一定與速度方向成銳角；當a1和v反向時，速度減小，如圖乙所示，此時的合力方向一定與速度方向成鈍角；如果物體做曲線運動的速率不變，說明a1＝0，即F1＝0，此時的合力方向一定與速度方向垂直． 圖5－1－3 沿法線方向的分力F2產(chǎn)生法線方向上的加速度a2，它使質(zhì)點改變了速度的方向．由于曲線運動的速度方向時刻在改變，合力的這一作用效果對任何曲線運動總是存在的． 可見，在曲線運動

6、中合力的作用效果可分成兩個方面：產(chǎn)生切線方向的加速度a1，改變速度的大小；產(chǎn)生法線方向的加速度a2，改變速度的方向，這正是物體做曲線運動的原因．若a1＝0，則物體的運動為勻速率曲線運動；而若a2＝0，則物體的運動為直線運動． (2)運動軌跡的確定 ①物體的軌跡與初速度和合外力有關(guān)，物體的運動軌跡一定夾在合外力與速度方向之間． ②運動軌跡與速度相切，并偏向合外力一側(cè)，因此軌跡是平滑的曲線． (3)合外力方向的確定 物體所受合外力的方向指向軌跡的彎曲方向的內(nèi)側(cè)．即運動軌跡必夾在速度方向與合力方向之間． 2．很多同學(xué)在學(xué)習(xí)中往往把勻變速與直線聯(lián)系起來，認為勻變速運動就必然是直線運動，這種

7、看法對嗎？力和運動有什么關(guān)系呢？ (1)認識這個問題，應(yīng)分清物體做曲線運動的條件和做勻變速運動的條件，物體做曲線運動的條件是加速度與初速度的方向不在同一直線上，而做勻變速運動的條件是加速度的大小和方向恒定不變，二者之間沒有必然聯(lián)系． (2)物體運動的形式，按速度分類有勻速和變速；按徑跡分類，有直線和曲線，其原因取決于物體的初速度v0和合外力F，具體分類如下： ①F＝0，靜止或勻速直線運動． ②F≠0，變速運動． ③F為恒量，勻變速運動． ④F為變量，非勻變速運動． ⑤F和v0方向在同一直線上，直線運動． ⑥F和v0方向不在同一直線上，曲線運動． [例l] 某質(zhì)點沿如圖所示

8、的曲線abcde運動，則在a、b、c、d、e各點上，質(zhì)點速度方向大致相同的兩點是 ( ) A．a(chǎn)點與c點 B．b 點與d點 C．c點與e點 D．a(chǎn)點與e點 [例2] 關(guān)于曲線運動的性質(zhì)，以下說法正確的是 ( ) A．曲線運動一定是變速運動 B．變速運動一定是曲線運動 C．曲線運動一定是變加速運動 D．變加速運動一定是曲線運動 [例3] 下列關(guān)于力和運動的說法中正確的是 ( ) A．物體在恒力作用下不可能

9、作曲線運動 B．物體在變力作用下不可能作曲線運動 C．物體在變力作用下有可能作曲線運動 D．物體的合力方向與它的速度方向不在一條直線上時作曲線運動 [例4] 若已知物體的速度方向和它所受合力的方向，如圖所示，可能的運動軌跡是 實踐練題 基礎(chǔ)題（一看就懂，一做就會） 1．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．做曲線運動的物體所受的合外力一定不為零 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 2．物體運動時，若其加速度的大小和方

10、向都不變，則該物體 ( ) A．一定作勻變速直線運動 B．一定作曲線運動 C．一定作直線運動 D．可能作勻變速直線運動 3．做曲線運動的物體，在運動過程中一定變化的是 （ ） A．速率 B．速度 c合外力 D．加速度 4．下列說法中正確的是 ( ) A．做曲線運動的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．加速度恒定的運動不可能是曲線運動 D．加速度變化的運動必定是曲線運動

11、5．一個物體在力F1、F2、F3等幾個力的作用下做勻速直線運動，若突然撒去力F1后，則物體 ( ) A．可能做曲線運動 B．不可能繼續(xù)做直線運動 C．必然沿F1的方向做直線運動 D．必然沿F1的反方向做勻加速直線運動 達標題（跳起來，摘下豐收果） 6．如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B，這時突然使它所受力反向，大小不變，即由F變?yōu)?F，在此力的作用下，物體以后的運動情況是 ( ) A．物體可能沿曲線Ba

12、運動 B．物體可能沿曲線Bb運動 C．物體可能沿曲線Bc運動 D．物體可能沿原曲線由B返回A 7．若物體在運動過程中受到的合外力不為零，則 ( ) A．物體的速度大小不可能總是不變的 B．物體的加速度大小可能總是不變的 C．物體的加速度一定變化 D．物體的速度方向一定變化 8．如圖所示，小鋼球以初速度vo在光滑水平面上運動，現(xiàn)受到磁極的側(cè)向作用而做圖示的曲線運動到達D 點，則由圖可知磁極的位置及極性可能是 ( ) A．磁極在A位置，極性一定是N極 B．磁極在B位置，極性一定是S極 C．磁極在C位置，極性一定是N極 D．磁極在B位置，極性無法確定 拓展題（勇往直前，試一試） 9．一個質(zhì)點受兩個互成銳角的力F1和F2的作用，由靜止開始運動，若運動中保持兩個力的方向不變，使F1突然增大到 F1+△F，則質(zhì)點此后 ( ) A．一定做勻變速曲線運動 B．可能做勻速直線運動 C．可能做變加速直線運動 D．做勻變速直線運動 10．質(zhì)點在一平面內(nèi)沿曲線由P運動到Q，如果v、a、F分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力，下列圖象中可能正確的是 ( )