2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動 第一節(jié) 什么是拋體運(yùn)動教學(xué)案 粵教版必修2

《2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動 第一節(jié) 什么是拋體運(yùn)動教學(xué)案 粵教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動 第一節(jié) 什么是拋體運(yùn)動教學(xué)案 粵教版必修2（11頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 第一節(jié)什么是拋體運(yùn)動 1.物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下的運(yùn)動叫拋體運(yùn)動。 2．曲線運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向就是曲線上這點(diǎn)的切線方向，并指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的方向。 3．曲線運(yùn)動的速度方向時(shí)刻都在改變，故曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 4．物體做曲線運(yùn)動的條件是物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上。 一、拋體運(yùn)動的速度方向 1．拋體運(yùn)動 將物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動叫做拋體運(yùn)動。 2．拋體運(yùn)動的速度方向 (1)在曲線運(yùn)動中，質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向就是曲線上這點(diǎn)的切線方向。 (2)

2、做拋體運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的速度方向，在其運(yùn)動軌跡各點(diǎn)的切線方向上，并指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的方向。 (3)質(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動中速度的方向時(shí)刻在改變，即具有加速度，所以曲線運(yùn)動是一種變速運(yùn)動。 二、拋體做直線或曲線運(yùn)動的條件 1．拋體做直線運(yùn)動的條件 拋出時(shí)的速度方向在豎直方向上。 2．物體做曲線運(yùn)動的條件 當(dāng)物體所受合力的方向(即物體加速度的方向)與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動。 1．自主思考——判一判 (1)拋體運(yùn)動都是曲線運(yùn)動。(×) (2)曲線運(yùn)動的速度大小和方向一定同時(shí)改變。(×) (3)曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。(√) (4)物體做曲線運(yùn)動時(shí)，合力一定是變力。(×

3、) (5)物體做曲線運(yùn)動時(shí)，合力一定不為零。(√) (6)物體做曲線運(yùn)動時(shí)，加速度一定不為零。(√) 2．合作探究——議一議 (1)花樣滑冰以美妙絕倫的舞姿深受人們喜愛，某花樣滑冰運(yùn)動員正在冰面上進(jìn)行精彩表演，為了描述她的位置及位置變化，應(yīng)建立何種坐標(biāo)系？ 圖1-1-1 提示：花樣滑冰運(yùn)動員在冰面上做曲線運(yùn)動，應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系。 (2)廣場上，噴泉射出的水柱在空中劃出一道道美麗的弧線，令人賞心悅目。那么，斜射出水流的速度大小和方向是如何變化的呢？ 圖1-1-2 提示：水流速度的大小先減小后增大，方向先斜向上然后逐漸變?yōu)樾毕蛳隆? 對曲線運(yùn)動的理解 1

4、．曲線運(yùn)動的速度：曲線運(yùn)動的速度方向與該時(shí)刻運(yùn)動軌跡曲線上相應(yīng)點(diǎn)的切線方向相同，速度的方向時(shí)刻在發(fā)生變化。 2．曲線運(yùn)動的性質(zhì)：由于做曲線運(yùn)動的物體的速度方向時(shí)刻在變化，不管速度大小是否變化，因其矢量性，物體的速度時(shí)刻在變化，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。 3．運(yùn)動的五種類型 軌跡特點(diǎn) 加速度特點(diǎn) 運(yùn)動性質(zhì) 直線 加速度為零 勻速直線運(yùn)動 加速度不變 勻變速直線運(yùn)動 加速度變化 變加速直線運(yùn)動 曲線 加速度不變 勻變速曲線運(yùn)動 加速度變化 變加速曲線運(yùn)動 [典例]　翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項(xiàng)目。如圖1-1-3所示，翻滾過山車(可看成質(zhì)點(diǎn))

5、從高處沖下，過M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過A、B、C三點(diǎn)。下列說法正確的是(　　) 圖1-1-3 A．過山車做勻速運(yùn)動 B．過山車做變速運(yùn)動 C．過山車受到的合力等于零 D．過山車經(jīng)過A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同 [思路點(diǎn)撥]　解答本題可按以下思路分析： [解析]　過山車做曲線運(yùn)動，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過山車的速度是變化的，即過山車做變速運(yùn)動，A錯(cuò)，B對；做變速運(yùn)動的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零，C錯(cuò)；過山車經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)。 [答案]　B 曲線運(yùn)動性質(zhì)的兩種判斷方法

6、 (1)看物體的合外力。若物體的合外力為恒力，則它做勻變速曲線運(yùn)動；若物體的合外力為變力，則它做非勻變速曲線運(yùn)動。 (2)看物體的加速度。若物體的加速度不變，則它做勻變速曲線運(yùn)動；若物體的加速度變化，則它做非勻變速曲線運(yùn)動。 1.做曲線運(yùn)動的物體，在運(yùn)動過程中，一定發(fā)生變化的物理量是(　　) A．速率　　　　　　　 　B．速度 C．加速度 D．合力 解析：選B　曲線運(yùn)動物體的速度方向一定變化，但大小可能變，也可能不變，B正確，A錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動的物體所受合外力一定不為零，一定具有加速度，但合外力、加速度可能不變，也可能變化，故C、D錯(cuò)誤。 2.跳水運(yùn)動是一項(xiàng)難度很大又極具

7、觀賞性的運(yùn)動，我國運(yùn)動員多次在國際跳水賽上摘金奪銀，被譽(yù)為跳水“夢之隊(duì)”，如圖1-1-4是一位跳水隊(duì)員從高臺做“反身翻騰二周半”動作時(shí)頭部的運(yùn)動軌跡，最后運(yùn)動員沿豎直方向以速度v入水，整個(gè)過程中，有幾個(gè)位置頭部的速度方向與入水時(shí)v的方向垂直(　　) 圖1-1-4 A．2個(gè) B．3個(gè) C．4個(gè) D．5個(gè) 解析：選D　運(yùn)動員做曲線運(yùn)動，入水時(shí)速度方向豎直向下；由于曲線運(yùn)動的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向，圖中共有5個(gè)位置，頭部的速度方向是水平的，故D正確。 3．如圖1-1-5所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說法中正確的是(

8、　　) 圖1-1-5 A．D點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大 B．A點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90° C．A點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)的加速度大 D．從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小 解析：選A　質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，加速度不變，故C錯(cuò)誤。由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，加速度方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D的過程，加速度方向與速度方向的夾角小于90°，速率增大，A正確。A點(diǎn)的加速度方向與A點(diǎn)的切線，即速度方向的夾角大于90°，B錯(cuò)誤。從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤。 對曲線運(yùn)動條件的理解 1．物體做曲線運(yùn)動的條件 (1)動力學(xué)條件：物體所受的合力方向與速度

9、方向不共線。 (2)運(yùn)動學(xué)條件：加速度與速度方向不共線。 2．物體做曲線運(yùn)動時(shí)，關(guān)于受力(加速度)的幾個(gè)關(guān)系 (1)合外力與運(yùn)動軌跡的關(guān)系：物體運(yùn)動時(shí)其軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)，或者說合外力總指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)。 (2)合外力與速率變化的關(guān)系 ①合外力方向與速度方向夾角為銳角時(shí)，物體做速率越來越大的曲線運(yùn)動。 ②合外力方向與速度方向夾角為直角時(shí)，物體做速率不變的曲線運(yùn)動。 ③合外力方向與速度方向夾角為鈍角時(shí)，物體做速率越來越小的曲線運(yùn)動。 [典例]　如圖1-1-6所示，一物體以速度v運(yùn)動，到達(dá)位置A開始受到向前但偏右的(觀察者沿物體的運(yùn)動方向看，下同)合力，到達(dá)B時(shí)，合力

10、改成與前進(jìn)方向相同，到達(dá)C時(shí)，合力又突然改成向前但偏左，最終到達(dá)D。以下四圖表示物體全程的運(yùn)動軌跡，正確的是(　　) 圖1-1-6 [思路點(diǎn)撥]　合力F一定指向曲線的內(nèi)側(cè)，按照軌跡的方向，逐步分析即可。 [解析]　軌跡與速度方向相切，而不是與力，故B錯(cuò)誤；軌跡往合力方向彎曲，但B點(diǎn)速度偏轉(zhuǎn)不可能超過合力，故C錯(cuò)誤；而且B點(diǎn)速度方向也不能發(fā)生突變，故D錯(cuò)誤；只有A正確。 [答案]　A 曲線運(yùn)動的軌跡特點(diǎn) (1)做曲線運(yùn)動的物體，運(yùn)動軌跡不斷改變，其改變后的軌跡處在運(yùn)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(yùn)動，物體的運(yùn)動

11、軌跡越來越接近力的方向，但不會與力的方向相同。 1．在越野賽車時(shí)，一輛賽車在水平公路上減速轉(zhuǎn)彎，從俯視圖中可以看到賽車沿曲線由M向N行駛。下圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，你認(rèn)為正確的是(　　) 解析：選C　賽車做的是曲線運(yùn)動，賽車受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，由于賽車是從M向N運(yùn)動的，并且速度在減小，所以合力與賽車的速度方向的夾角要大于90°，故C正確。 2．(多選)物體受到幾個(gè)恒力的作用而處于平衡狀態(tài)，若再對物體施加一個(gè)恒力，則物體可能(　　) A．靜止或做勻速直線運(yùn)動 B．做勻變速直線運(yùn)動 C．做變加速曲線運(yùn)動 D．做勻變速曲線運(yùn)動 解析：

12、選BD　物體處于平衡狀態(tài)，則原來幾個(gè)力的合力一定為零，現(xiàn)受到另一個(gè)恒力作用，物體一定做勻變速運(yùn)動，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若物體原來靜止，則現(xiàn)在一定做勻加速直線運(yùn)動；若物體原來做勻速直線運(yùn)動，且速度與恒力的方向共線，則現(xiàn)在做勻變速直線運(yùn)動，故選項(xiàng)B正確。若速度與恒力的方向不在同一直線上，則物體做曲線運(yùn)動，且因?yàn)榱κ呛懔?，加速度也是恒定的，因此物體做勻變速曲線運(yùn)動，D正確，C錯(cuò)誤。 3.如圖1-1-7所示為一質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的軌跡，且在A點(diǎn)時(shí)的速度vA與x軸平行，則恒力F的方向可能是(　　) 圖1-1-7 A．沿＋x方向　　 　B．沿－x方向 C．沿＋y方向　　

13、 　D．沿－y方向 解析：選D　根據(jù)做曲線運(yùn)動的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)的特點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)受力方向可能沿＋x方向或－y方向，而在A點(diǎn)速度方向沿＋x可以推知恒力方向不能沿＋x方向，但可以沿－y方向，所以D項(xiàng)正確。 1．(多選)下列說法中正確的是(　　) A．做曲線運(yùn)動的物體，速度方向一定變化 B．速度方向發(fā)生變化的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動 C．速度變化的運(yùn)動一定是曲線運(yùn)動 D．做曲線運(yùn)動的物體一定具有加速度 解析：選AD　做曲線運(yùn)動的物體，其運(yùn)動軌跡上某點(diǎn)的切線方向表示速度的方向，切線方向是時(shí)刻變化的，故速度方向一定變化，A正確。向空中豎直上拋一小球，小球減速至最高點(diǎn)后又反向做

14、加速運(yùn)動，小球在運(yùn)動中速度的方向和大小都發(fā)生了改變，但其運(yùn)動是直線運(yùn)動，B、C錯(cuò)誤。做曲線運(yùn)動的物體的速度一定是變化的，即Δv≠0，故物體一定具有加速度，D正確。 2．(多選)(全國乙卷)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動?，F(xiàn)對其施加一恒力，且原來作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則(　　 ) A．質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同 B．質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直 C．質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同 D．質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變 解析：選BC　質(zhì)點(diǎn)原來做勻速直線運(yùn)動，說明所受合外力為0，當(dāng)對其施加一恒力后，恒力的方向與原來運(yùn)動的速度方向關(guān)系不確定，則質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)

15、動，也可能做曲線運(yùn)動，但加速度的方向一定與該恒力的方向相同，選項(xiàng)B、C正確。 3.如圖1所示，籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐，圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的是(　　) 圖1 A．v1　　　　　　　　　 　B．v2 C．v3 D．v4 解析：選C　依據(jù)曲線運(yùn)動特征可知：物體做曲線運(yùn)動時(shí)，任意時(shí)刻的速度方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向，所以圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的只有v3，故C正確。 4．(多選)下列關(guān)于力和運(yùn)動關(guān)系的說法中，正確的是(　　) A．物體做曲線運(yùn)動，一定受到了力的作用 B．物體做勻速運(yùn)動，一定沒有力作用在物體上 C．物體運(yùn)動狀態(tài)變化，一定受到了力的作

16、用 D．物體受到摩擦力作用，運(yùn)動狀態(tài)一定會發(fā)生改變 解析：選AC　物體做曲線運(yùn)動，一定受到與速度不在同一直線上的力的作用，A對；勻速運(yùn)動的物體所受合力為零，并不是不受力的作用，B錯(cuò)；力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，C對；受摩擦力作用仍可能處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)。 5．質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中的速度、加速度和受到的合外力。則下列選項(xiàng)中可能正確的是(　　) 解析：選D　質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動時(shí)，速度方向是曲線上這一點(diǎn)的切線方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)所受合外力和加速度的方向指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)D正確。 6. (多選)如圖2所示，小鐵

17、球m以初速度v0在光滑的水平面上運(yùn)動。后來受到磁鐵的作用力而做圖示的曲線運(yùn)動到達(dá)P點(diǎn)。據(jù)圖判斷磁鐵的位置可能在(　　) 圖2 A．A點(diǎn)　　　　　　 　B．B點(diǎn) C．C點(diǎn) D．D點(diǎn) 解析：選BD　小鐵球受到磁鐵的引力一定指向軌跡的凹側(cè)，故磁鐵可能在B、D兩點(diǎn)。 7.如圖3所示，物體在恒力F的作用下沿曲線從A運(yùn)動到B，這時(shí)突然使它所受外力反向，大小不變，在這樣的力作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動情況，下列說法中正確的是(　　) 圖3 A．物體沿曲線Ba運(yùn)動 B．物體沿直線Bb運(yùn)動 C．物體沿曲線Bc運(yùn)動 D．物體沿曲線從B又返回A 解析：選C　根據(jù)曲線運(yùn)動的條件，做

18、曲線運(yùn)動的物體受到的合力的方向與曲線AB上各點(diǎn)的速度方向(即切線方向)都不在一條直線上，其方向應(yīng)是由曲線AB上的各點(diǎn)指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，如圖所示的F1是在A點(diǎn)時(shí)恒力F的可能方向之一。當(dāng)物體運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)，恒力F突然反向后與B點(diǎn)的速度方向仍不在同一條直線上，所以物體繼續(xù)做曲線運(yùn)動，而不可能沿直線Bb運(yùn)動，同時(shí)反向后的恒力-F1應(yīng)指向B點(diǎn)之后的曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，故物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動，也不可能沿原曲線由B返回A，只可能沿曲線Bc運(yùn)動，因此C正確。 8.如圖4所示為某一物體的速度—時(shí)間圖像(曲線為圓弧)，則由此可知物體是做(　　) 圖4 A．曲線運(yùn)動 B．勻速直線運(yùn)動 C．勻變速直線運(yùn)

19、動 D．變減速直線運(yùn)動 解析：選D　本圖像不是物體運(yùn)動的軌跡，而是物體運(yùn)動的v-t圖像。據(jù)題圖可知，物體運(yùn)動的速度方向一直為正方向，其大小逐漸減小，斜率逐漸增大，即物體做加速度逐漸增大的變減速直線運(yùn)動。所以本題的正確選項(xiàng)為D。 9．物體由靜止開始自由下落一小段時(shí)間后，突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動軌跡的情況可能是下列圖中的(　　) 解析：選C　第一階段：開始下落一小段時(shí)間內(nèi)，小球做自由落體運(yùn)動，其運(yùn)動軌跡為直線。第二階段：小球受風(fēng)力影響，且水平風(fēng)力和重力的合力F與vA成一夾角，物體開始做勻變速曲線運(yùn)動。軌跡為如圖所示的AB曲線。第三階段

20、：假設(shè)小球運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)風(fēng)力突然停止，由于小球在B的速度vB的方向沿軌跡的切線方向，則它在重力的作用下將沿曲線BC運(yùn)動。綜上所述，C正確。 10．(多選)在光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，受幾個(gè)共點(diǎn)力作用做勻速直線運(yùn)動。現(xiàn)突然將與速度方向相反、大小為2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90°，則下列關(guān)于物體運(yùn)動情況的敘述中正確的是(　　) A．物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動 B．物體做加速度為 m/s2的勻變速曲線運(yùn)動 C．物體做速度越來越大的曲線運(yùn)動 D．物體做非勻變速曲線運(yùn)動，其速度越來越大 解析：選BC　物體原來所受合外力為零，當(dāng)將與速度方向相反、大小為2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90°后其受力如圖所

21、示，其中F是Fx、Fy的合力，即F＝2 N，且大小、方向都不變，是恒力，故物體的加速度為a＝＝ m/s2＝ m/s2，且恒定。又F與v的夾角θ<90°，所以物體做速度越來越大、加速度恒為 m/s2的勻變速曲線運(yùn)動。選項(xiàng)B、C正確。 11.如圖5所示，物體做圓周運(yùn)動，在A點(diǎn)物體所受的合外力F既不與速度的方向垂直也不與速度的方向在一條直線上，此時(shí)我們可以將F進(jìn)行正交分解，使一個(gè)分力F1與速度v的方向垂直，另一個(gè)分力F2與速度方向平行，其中分力F1只改變速度的________，分力F2只改變速度的________。F與v的夾角為α，當(dāng)α＝0°時(shí)，F(xiàn)1＝0，物體做________________運(yùn)動

22、；α＝90°時(shí)，F(xiàn)2＝0，物體的速率__________；α為銳角時(shí)，物體運(yùn)動的速率________。 圖5 解析：曲線運(yùn)動中，物體的合外力可以分解為垂直物體速度的法向分力和與速度共線的切向分力，法向分力只 改變速度的方向，切向分力只改變速度的大小，切向分力與速度同向，物體做加速運(yùn)動，反向則物體做減速運(yùn)動。 答案：方向　大小　加速直線　不變　增加 12.如圖6所示，為一空間探測器的示意圖，P1、P2、P3、P4是四個(gè)噴氣發(fā)動機(jī)，P1、P3的連線與空間一固定坐標(biāo)系的x軸平行，P2、P4的連線與y軸平行，每臺發(fā)動機(jī)開動時(shí)，都能向探測器提供推力，但不會使探測器轉(zhuǎn)動。開始時(shí)，探測器以恒定的速率v0向正x方向平移。 圖6 (1)單獨(dú)分別開動P1、P2、P3、P4，探測器將分別做什么運(yùn)動？ (2)單獨(dú)開動P2和P4，探測器的運(yùn)動有什么不同。 解析：(1)單獨(dú)開動P1時(shí)，力沿－x方向，故探測器做勻減速直線運(yùn)動；單獨(dú)開動P3時(shí)，探測器做勻加速直線運(yùn)動；單獨(dú)開動P2或P4時(shí)，探測器做勻變速曲線運(yùn)動。 (2)單獨(dú)開動P2時(shí)，探測器在坐標(biāo)系中第Ⅰ象限內(nèi)做曲線運(yùn)動，軌跡向上彎曲；單獨(dú)開動P4，探測器在坐標(biāo)系第Ⅳ象限內(nèi)做曲線運(yùn)動，運(yùn)動軌跡向下彎曲。 答案：見解析 11