物理高一教科版必修2學案第1章1曲線運動

1曲線運動學習目標重點難點1．知道曲線運動中某點處的速度方向．2．掌握并理解物體做曲線運動的條件，能從運動學的角度和動力學的角度對條件加以深刻理解．3．理解曲線運動是一種變速運動．4．知道合外力的方向與軌跡的偏轉方向之間的關系，能通過軌跡的形狀推斷合外力的可能方向.重點：1．曲線運動中速度的方向．2．物體做曲線運動的條件．難點：物體的運動軌跡與合外力的關系.1．曲線運動及速度的方向（1）定義：質點運動的軌跡是一條曲線的運動．（2）方向：曲線運動中，質點在某一點的速度方向是沿曲線在這一點的切線方向．（3）特點：做曲線運動的質點，速度的方向時刻發(fā)生變化，即速度時刻發(fā)生變化，因此曲線運動一定是變速運動．2．物體做曲線運動的條件當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，物體做曲線運動．一、曲線運動的速度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“曲線運動中，質點在某一點的速度方向就是沿曲線在這一點的切線方向”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動的方向就指示出了它剛要離開車輪時的速度方向．2．為什么說曲線運動一定是變速運動？答案：物體做曲線運動時，它在某點的速度方向就是曲線上這一點的切線方向．由于曲線上各點的切線方向是不同的，所以，物體做曲線運動時，速度的方向時刻在變化．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，所以曲線運動一定是變速運動．3．曲線運動可以是勻變速運動嗎？可以是非勻變速運動嗎？答案：曲線運動既然是變速運動，當然可以是勻變速運動，這種情況下加速度是恒量；也可以是非勻變速運動，這種情況下加速度是變量．對曲線運動中速度的方向，下列說法中正確的是（）．A．在曲線運動中，質點在任一位置的速度方向總是與這一點的切線方向相同B．在曲線運動中，質點的速度方向有時也不一定沿著軌跡的切線方向C．旋轉雨傘時，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，故水滴速度方向不是沿其軌跡切線方向D．旋轉雨傘時，傘面上的水滴由內(nèi)向外做螺旋運動，水滴速度方向總是沿其軌跡切線方向答案：AD1．曲線運動的速度特點曲線運動速度的特點：一是速度時刻改變．二是速度方向總是沿軌跡上該點的切線方向．（1）曲線運動中質點在某一時刻（或某一位置）的速度方向，就是質點從該時刻（或該點）脫離曲線后自由運動的方向，也就是曲線上這一點的切線方向．（2）速度是一個矢量，既有大小，又有方向，假如在運動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動．因此，若物體做曲線運動，表明物體的速度方向發(fā)生了變化．2．曲線運動的特點（1）曲線運動是一種變速運動．（2）質點做曲線運動的軌跡為曲線，其運動軌跡的切線方向時刻在改變．而質點的速度方向為曲線上該點的切線方向，即速度的方向時刻在改變．因速度是一個矢量，包括大小和方向，只要其一發(fā)生改變，質點的速度就發(fā)生改變，故做曲線運動的質點，其運動的速度一定發(fā)生改變，一定是在做變速運動．變速運動不一定是曲線運動，因為若質點是做速度大小改變而方向不變的變速運動時，就是做直線運動，如自由落體運動．（3）做曲線運動的物體一定存在加速度．二、物體做曲線運動的條件1．物體做加速、減速直線運動時，合力F的方向與速度v的方向是怎樣的關系？答案：物體做加速直線運動時，合力F的方向與速度v的方向一致；物體做減速直線運動時，合力F的方向與速度v的方向相反．2．物體做直線運動的條件是什么？答案：當物體所受的合力的方向與它的速度方向在同一直線上時，物體就做直線運動．3．當物體所受的合外力與它的速度方向不在同一條直線上時，物體為什么做曲線運動？答案：當力F與速度v的方向之間有一定夾角時，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．所以物體做曲線運動．4．物體做曲線運動時，運動的軌跡向哪個方向彎曲？物體的速度、運動軌跡及所受的合外力有怎樣的分布特點？答案：物體運動的軌跡向合外力的方向彎曲，物體的運動軌跡位于速度與合外力方向之間．一個物體在相互垂直的兩個恒力F1和F2的作用下，由靜止開始運動，經(jīng)過一段時間后，突然撤去F2，則物體的運動情況是（）．A．物體做勻變速曲線運動B．物體做變加速曲線運動C．物體做勻速直線運動D．物體沿F1的方向做勻加速直線運動答案：A解析：物體在相互垂直的兩個恒力F1和F2的作用下，由靜止開始做勻加速直線運動，其速度方向與F合的方向一致，經(jīng)過一段時間后，撤去F2，F(xiàn)1與v不在同一直線上，故物體必做曲線運動．由于F1恒定，由a＝eq\f(F1,m)可知，a也恒定，故應為勻變速曲線運動，選項A正確．1．物體受到的合外力方向與其運動方向不在一條直線上時，物體做曲線運動．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，因此物體做曲線運動的條件還可以表述為：物體的加速度方向與它的運動方向不在一條直線上．3．若物體的合外力（或加速度）方向與它的運動方向在一條直線上，物體做直線運動．三、物體的運動軌跡與合外力的關系一個在水平面上做直線運動的鋼球，在旁邊放一磁鐵給它一個力．當磁鐵的位置在初速度v0的方向或其反方向上時，如圖中位置②、①時，鋼球的運動軌跡怎樣？如果將磁鐵放在位置③，鋼球的運動軌跡又怎樣？答案：放位置①、②時鋼球沿初速度v0的方向做直線運動；放位置③時鋼球偏向磁鐵的方向做曲線運動．如圖所示，物體在恒力F作用下沿曲線從A運動到B，這時突然使它所受的力方向反向而大小不變（即由F變?yōu)镕）．在此力作用下，對物體以后的運動情況，下列說法正確的是（）．A．物體不可能沿曲線Ba運動B．物體不可能沿直線Bb運動C．物體不可能沿曲線Bc運動D．物體不可能沿原曲線由B返回A答案：ABD解析：當力F突然反向時，物體受的力不可能與Bb直線平行．所以物體不可能沿過B點的切線Bb做直線運動．物體仍做曲線運動，由于合力方向的變化，必然導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運動是可能的．1．曲線運動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．2．物體運動到某點時，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)物體運動軌跡的彎曲情況，可以大致判斷出軌跡上某點所受合外力的方向，即軌跡向哪個方向彎曲，合外力就大致指向哪個方向．1．做曲線運動的物體在運動過程中，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：C2．一質點（用字母O表示）的初速度v0與所受合外力的方向如圖所示，質點的運動軌跡用虛線表示，則所畫質點的運動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在光滑水平面上運動，后受到磁極的側向作用力而做圖示的曲線運動到達D點，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答案：AB解析：由于速度方向是軌跡各點的切線方向，而曲線運動軌跡切線隨位置而變化，所以曲線運動速度是變化的，具有加速度，由F＝ma知合外力必定不為零，則A、B正確．物體做曲線運動的條件是具有一定的初速度，受一個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，則為變加速運動，故C、D錯．5．物體沿曲線運動的軌跡（從A到B到C）如圖所示．（