2022年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)學(xué)案 新人教版必修2 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】l. 知道曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。 2．知道曲線運(yùn)動(dòng)與直線運(yùn)動(dòng)的區(qū)別。 【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】物體做曲線運(yùn)動(dòng)的方向的確定以及物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。 【問(wèn)題導(dǎo)學(xué)】 目標(biāo)一.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向 1．作曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)（或某一時(shí)刻）的速度方向是沿曲線在這一點(diǎn) 方向，并指向運(yùn)動(dòng)的一側(cè)。 2．瞬時(shí)速度 曲線運(yùn)動(dòng)的平均速度應(yīng)為時(shí)間t內(nèi)的位移與t的比值，如圖所示，v = 。隨著時(shí)間的縮短，位移方向逐漸向A點(diǎn)的切線方

2、向靠近，當(dāng)時(shí)間無(wú)限短時(shí)，位移方向即為A點(diǎn)的切線方向，在極短時(shí)間內(nèi)的平均速度方向即為A點(diǎn)的 ，該速度即為A點(diǎn)的 。 目標(biāo)二、曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻_________（填“不變”、“改變”），所以，作曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度時(shí)刻在變化，所以，曲線運(yùn)動(dòng)是____________________運(yùn)動(dòng)。 目標(biāo)三、曲線運(yùn)動(dòng)的條件 當(dāng)物體所受_____________

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

4、如：_____________________________________ 目標(biāo)四、曲線運(yùn)動(dòng)速度大小、軌跡方向的的判定 1．當(dāng)力的方向與速度方向垂直時(shí)：速度的大小_______（變、不變、可能變），軌跡向________彎曲； 2．當(dāng)力的方向與速度方向成銳角時(shí)：速度的大小________ （變大、不變、變小），軌跡向_____________ 彎曲； 3．力的方向與速度方向成鈍角時(shí)：速度的大小___________ （變大、不變、變?。?，軌跡向___________________彎曲； 【疑點(diǎn)剖析】 1.怎樣理解力在改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)上的作用？物體的運(yùn)動(dòng)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(diǎn)產(chǎn)生切線方向的加速度a1，當(dāng)a1和v同向時(shí)，速度增大，如圖5－1－3甲所示，此時(shí)的合力方向一定與速度方向成銳角；當(dāng)a1和v反向時(shí)，速度減小，如圖乙所示，此時(shí)的合力方向一定與速度方向成鈍角；如果物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速率不變，說(shuō)明a1＝0，即F1＝0，此時(shí)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(diǎn)改變了速度的方向．由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在改變，合力的這一作用效果對(duì)任何曲線運(yùn)動(dòng)總是存在的． 可見(jiàn)，在曲線運(yùn)動(dòng)

6、中合力的作用效果可分成兩個(gè)方面：產(chǎn)生切線方向的加速度a1，改變速度的大?。划a(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(yùn)動(dòng)的原因．若a1＝0，則物體的運(yùn)動(dòng)為勻速率曲線運(yùn)動(dòng)；而若a2＝0，則物體的運(yùn)動(dòng)為直線運(yùn)動(dòng)． (2)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡一定夾在合外力與速度方向之間． ②運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(lái)，認(rèn)為勻變速運(yùn)動(dòng)就必然是直線運(yùn)動(dòng)，這種

7、看法對(duì)嗎？力和運(yùn)動(dòng)有什么關(guān)系呢？ (1)認(rèn)識(shí)這個(gè)問(wèn)題，應(yīng)分清物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件和做勻變速運(yùn)動(dòng)的條件，物體做曲線運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的條件是加速度的大小和方向恒定不變，二者之間沒(méi)有必然聯(lián)系． (2)物體運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)． ②F≠0，變速運(yùn)動(dòng)． ③F為恒量，勻變速運(yùn)動(dòng)． ④F為變量，非勻變速運(yùn)動(dòng)． ⑤F和v0方向在同一直線上，直線運(yùn)動(dòng)． ⑥F和v0方向不在同一直線上，曲線運(yùn)動(dòng)． [例l] 某質(zhì)點(diǎn)沿如圖所示

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

9、作曲線運(yùn)動(dòng) B．物體在變力作用下不可能作曲線運(yùn)動(dòng) C．物體在變力作用下有可能作曲線運(yùn)動(dòng) D．物體的合力方向與它的速度方向不在一條直線上時(shí)作曲線運(yùn)動(dòng) [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(yùn)動(dòng)軌跡是 實(shí)踐練題 基礎(chǔ)題（一看就懂，一做就會(huì)） 1．下列有關(guān)曲線運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是 ( ) A．曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng) B．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力一定不為零 C．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力一定是變化的 D．曲線運(yùn)動(dòng)不可能是一種勻變速運(yùn)動(dòng) 2．物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng) B．一定作曲線運(yùn)動(dòng) C．一定作直線運(yùn)動(dòng) D．可能作勻變速直線運(yùn)動(dòng) 3．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shuō)法中正確的是 ( ) A．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向必定變化 B．速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng) C．加速度恒定的運(yùn)動(dòng)不可能是曲線運(yùn)動(dòng) D．加速度變化的運(yùn)動(dòng)必定是曲線運(yùn)動(dòng)

11、5．一個(gè)物體在力F1、F2、F3等幾個(gè)力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若突然撒去力F1后，則物體 ( ) A．可能做曲線運(yùn)動(dòng) B．不可能繼續(xù)做直線運(yùn)動(dòng) C．必然沿F1的方向做直線運(yùn)動(dòng) D．必然沿F1的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) 達(dá)標(biāo)題（跳起來(lái)，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(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)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(yùn)動(dòng)情況是 ( ) A．物體可能沿曲線Ba

12、運(yùn)動(dòng) B．物體可能沿曲線Bb運(yùn)動(dòng) C．物體可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng) D．物體可能沿原曲線由B返回A 7．若物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(yùn)動(dòng)，現(xiàn)受到磁極的側(cè)向作用而做圖示的曲線運(yùn)動(dòng)到達(dá)D 點(diǎn)，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(wú)法確定 拓展題（勇往直前，試一試） 9．一個(gè)質(zhì)點(diǎn)受兩個(gè)互成銳角的力F1和F2的作用，由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，若運(yùn)動(dòng)中保持兩個(gè)力的方向不變，使F1突然增大到 F1+△F，則質(zhì)點(diǎn)此后 ( ) A．一定做勻變速曲線運(yùn)動(dòng) B．可能做勻速直線運(yùn)動(dòng) C．可能做變加速直線運(yùn)動(dòng) D．做勻變速直線運(yùn)動(dòng) 10．質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q，如果v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)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 ( )