物理高一教科版必修2學(xué)案第1章1曲線運(yùn)動(dòng)

1曲線運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)1．知道曲線運(yùn)動(dòng)中某點(diǎn)處的速度方向．2．掌握并理解物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件，能從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度和動(dòng)力學(xué)的角度對(duì)條件加以深刻理解．3．理解曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)．4．知道合外力的方向與軌跡的偏轉(zhuǎn)方向之間的關(guān)系，能通過軌跡的形狀推斷合外力的可能方向.重點(diǎn)：1．曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向．2．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件．難點(diǎn)：物體的運(yùn)動(dòng)軌跡與合外力的關(guān)系.1．曲線運(yùn)動(dòng)及速度的方向（1）定義：質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的軌跡是一條曲線的運(yùn)動(dòng)．（2）方向：曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向．（3）特點(diǎn)：做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，速度的方向時(shí)刻發(fā)生變化，即速度時(shí)刻發(fā)生變化，因此曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)．2．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件當(dāng)物體所受合外力的方向跟它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度1．為什么根據(jù)砂輪打磨下來的熾熱微粒沿切線方向飛出的現(xiàn)象，就可以作出“曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向就是沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向”的判斷？答案：任何物體都具有慣性，從砂輪上打磨下來的微粒也不例外．微粒從砂輪上被打磨下來后做直線運(yùn)動(dòng)的方向就指示出了它剛要離開車輪時(shí)的速度方向．2．為什么說曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)？答案：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它在某點(diǎn)的速度方向就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向．由于曲線上各點(diǎn)的切線方向是不同的，所以，物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的方向時(shí)刻在變化．由于速度是矢量，不論其大小是否變化，只要方向改變，速度就發(fā)生變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)．3．曲線運(yùn)動(dòng)可以是勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？可以是非勻變速運(yùn)動(dòng)嗎？答案：曲線運(yùn)動(dòng)既然是變速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然可以是勻變速運(yùn)動(dòng)，這種情況下加速度是恒量；也可以是非勻變速運(yùn)動(dòng)，這種情況下加速度是變量．對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向，下列說法中正確的是（）．A．在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在任一位置的速度方向總是與這一點(diǎn)的切線方向相同B．在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)的速度方向有時(shí)也不一定沿著軌跡的切線方向C．旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，故水滴速度方向不是沿其軌跡切線方向D．旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運(yùn)動(dòng)，水滴速度方向總是沿其軌跡切線方向答案：AD1．曲線運(yùn)動(dòng)的速度特點(diǎn)曲線運(yùn)動(dòng)速度的特點(diǎn)：一是速度時(shí)刻改變．二是速度方向總是沿軌跡上該點(diǎn)的切線方向．（1）曲線運(yùn)動(dòng)中質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻（或某一位置）的速度方向，就是質(zhì)點(diǎn)從該時(shí)刻（或該點(diǎn)）脫離曲線后自由運(yùn)動(dòng)的方向，也就是曲線上這一點(diǎn)的切線方向．（2）速度是一個(gè)矢量，既有大小，又有方向，假如在運(yùn)動(dòng)過程中只有速度大小的變化，而物體的速度方向不變，則物體只能做直線運(yùn)動(dòng)．因此，若物體做曲線運(yùn)動(dòng)，表明物體的速度方向發(fā)生了變化．2．曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)（1）曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)．（2）質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡為曲線，其運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向時(shí)刻在改變．而質(zhì)點(diǎn)的速度方向?yàn)榍€上該點(diǎn)的切線方向，即速度的方向時(shí)刻在改變．因速度是一個(gè)矢量，包括大小和方向，只要其一發(fā)生改變，質(zhì)點(diǎn)的速度就發(fā)生改變，故做曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)的速度一定發(fā)生改變，一定是在做變速運(yùn)動(dòng)．變速運(yùn)動(dòng)不一定是曲線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)槿糍|(zhì)點(diǎn)是做速度大小改變而方向不變的變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就是做直線運(yùn)動(dòng)，如自由落體運(yùn)動(dòng)．（3）做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定存在加速度．二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件1．物體做加速、減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F的方向與速度v的方向是怎樣的關(guān)系？答案：物體做加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F的方向與速度v的方向一致；物體做減速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力F的方向與速度v的方向相反．2．物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是什么？答案：當(dāng)物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線上時(shí)，物體就做直線運(yùn)動(dòng)．3．當(dāng)物體所受的合外力與它的速度方向不在同一條直線上時(shí)，物體為什么做曲線運(yùn)動(dòng)？答案：當(dāng)力F與速度v的方向之間有一定夾角時(shí)，可以把力F分解為與速度v平行的力F1和與速度v垂直的力F2，F(xiàn)1改變速度v的大小，F(xiàn)2改變速度v的方向．所以物體做曲線運(yùn)動(dòng)．4．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的軌跡向哪個(gè)方向彎曲？物體的速度、運(yùn)動(dòng)軌跡及所受的合外力有怎樣的分布特點(diǎn)？答案：物體運(yùn)動(dòng)的軌跡向合外力的方向彎曲，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡位于速度與合外力方向之間．一個(gè)物體在相互垂直的兩個(gè)恒力F1和F2的作用下，由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一段時(shí)間后，突然撤去F2，則物體的運(yùn)動(dòng)情況是（）．A．物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)B．物體做變加速曲線運(yùn)動(dòng)C．物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)D．物體沿F1的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)答案：A解析：物體在相互垂直的兩個(gè)恒力F1和F2的作用下，由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，其速度方向與F合的方向一致，經(jīng)過一段時(shí)間后，撤去F2，F(xiàn)1與v不在同一直線上，故物體必做曲線運(yùn)動(dòng)．由于F1恒定，由a＝eq\f(F1,m)可知，a也恒定，故應(yīng)為勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A正確．1．物體受到的合外力方向與其運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)．2．根據(jù)牛頓第二定律，物體的加速度方向與其合外力方向一致，因此物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件還可以表述為：物體的加速度方向與它的運(yùn)動(dòng)方向不在一條直線上．3．若物體的合外力（或加速度）方向與它的運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上，物體做直線運(yùn)動(dòng)．三、物體的運(yùn)動(dòng)軌跡與合外力的關(guān)系一個(gè)在水平面上做直線運(yùn)動(dòng)的鋼球，在旁邊放一磁鐵給它一個(gè)力．當(dāng)磁鐵的位置在初速度v0的方向或其反方向上時(shí)，如圖中位置②、①時(shí)，鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡怎樣？如果將磁鐵放在位置③，鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡又怎樣？答案：放位置①、②時(shí)鋼球沿初速度v0的方向做直線運(yùn)動(dòng)；放位置③時(shí)鋼球偏向磁鐵的方向做曲線運(yùn)動(dòng)．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)突然使它所受的力方向反向而大小不變（即由F變?yōu)镕）．在此力作用下，對(duì)物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說法正確的是（）．A．物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B．物體不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C．物體不可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D．物體不可能沿原曲線由B返回A答案：ABD解析：當(dāng)力F突然反向時(shí)，物體受的力不可能與Bb直線平行．所以物體不可能沿過B點(diǎn)的切線Bb做直線運(yùn)動(dòng)．物體仍做曲線運(yùn)動(dòng)，由于合力方向的變化，必然導(dǎo)致曲線彎曲的方向與原來相反．因此，物體在受力變向后沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)是可能的．1．曲線運(yùn)動(dòng)軌跡始終夾在合外力方向與速度方向之間，而且向合外力的方向彎曲，即合外力指向軌跡凹側(cè)．2．物體運(yùn)動(dòng)到某點(diǎn)時(shí)，可以根據(jù)合外力的方向和速度的方向大致確定軌跡的形狀及軌跡彎曲的方向．3．根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)軌跡的彎曲情況，可以大致判斷出軌跡上某點(diǎn)所受合外力的方向，即軌跡向哪個(gè)方向彎曲，合外力就大致指向哪個(gè)方向．1．做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法中正確的是（）．A．速度大小一定改變B．加速度大小一定改變C．速度方向一定改變D．加速度方向一定改變答案：C2．一質(zhì)點(diǎn)（用字母O表示）的初速度v0與所受合外力的方向如圖所示，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡用虛線表示，則所畫質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡中可能正確的是（）．答案：A3．如圖所示，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)向作用力而做圖示的曲線運(yùn)動(dòng)到達(dá)D點(diǎn)，從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，極性無法確定答案：D4．下列有關(guān)曲線運(yùn)動(dòng)的說法中，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)答案：AB解析：由于速度方向是軌跡各點(diǎn)的切線方向，而曲線運(yùn)動(dòng)軌跡切線隨位置而變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)速度是變化的，具有加速度，由F＝ma知合外力必定不為零，則A、B正確．物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是具有一定的初速度，受一個(gè)與速度不在一條直線上的合外力作用，此力不一定變化，也不一定不變化．若力變化，則為變加速運(yùn)動(dòng)，故C、D錯(cuò)．5．物體沿曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡（從A到B到C）如圖所示．（