2024-2025學(xué)年新教材高中物理第五章拋體運動第一節(jié)曲線運動學(xué)案新人教版必修2

PAGE1-第五章拋體運動本章素養(yǎng)概述〔情境導(dǎo)入〕在我們生活的廣袤空間里，物體在做各種各樣的運動，其中有許多是直線運動，更普遍的則是曲線運動。如向空中噴出的水，運動員投出的籃球，游樂場的過山車等等，它們的運動都是曲線運動。那么曲線運動有什么規(guī)律？我們?nèi)绾蝸硖接懬€運動？這一章我們就來探究這些問題?！矁?nèi)容提要〕本章以曲線運動的一種特殊狀況——平拋運動為例，探討物體做曲線運動的條件和規(guī)律。本章所探討的運動形式不同于前面的直線運動，但探討的方法仍與前面一樣，即依據(jù)牛頓其次定律探討物體做曲線運動時力與運動的關(guān)系。所以本章學(xué)問是牛頓運動定律在曲線運動形式下的詳細(xì)應(yīng)用。學(xué)好本章的概念和規(guī)律，將加深對速度、加速度及其關(guān)系的理解，加深對牛頓運動定律的理解，提高應(yīng)用牛頓運動定律分析和解決實際問題的實力。本章內(nèi)容可劃分為三個單元：第一單元(第1節(jié))：講解并描述了曲線運動的特點和物體做曲線運動的條件。其次單元(第2節(jié))：闡述了探討曲線運動的基本方法——運動的合成與分解。第三單元(第3節(jié)～第4節(jié))：通過試驗探討了平拋運動的特點和規(guī)律。本章的重點是平拋運動的規(guī)律，難點是處理曲線運動的基本方法——運動的合成與分解?！矊W(xué)法指導(dǎo)〕1．要重視對物理現(xiàn)象的深化視察和對物理規(guī)律的親身體驗，例如課本中的“飛鏢”試驗、“做一做”“探討平拋運動”等，經(jīng)過了深化視察和親身體驗后，物理學(xué)問不僅簡潔領(lǐng)悟而且印象深刻。2．要留意物理方法的學(xué)習(xí)，例如“極限的思想”“等效思維方法”等。運動的合成與分解是物理學(xué)中一種極其重要的等效思維方法，利用運動的合成與分解的方法，可以把較為困難的曲線運動問題分解為簡潔的直線運動來解決，這是必需要駕馭的。3．解決問題時強調(diào)規(guī)范化。在物理學(xué)中，不同的問題有不同的特點，解決起來要遵從不同的規(guī)律，也就是說有不同的規(guī)范，這是科學(xué)方法的問題。對于所學(xué)各種拋體運動的規(guī)律要敏捷運用，對詳細(xì)問題進行詳細(xì)分析，不行生搬硬套，要留意各物理量及各物理規(guī)律的物理意義。KKK第一節(jié)曲線運動目標(biāo)體系構(gòu)建明確目標(biāo)·梳理脈絡(luò)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道做曲線運動的物體的速度方向。2．理解物體做曲線運動的條件。3．會推斷曲線運動軌跡上某點的速度方向，會分析做曲線運動的物體在軌跡上某位置的受力狀況。【思維脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋教材梳理·落實新知學(xué)問點1曲線運動的速度方向1．速度方向特點：做曲線運動的物體，速度的方向在__不斷變更__。2．速度方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的__切線__方向。3．曲線運動的性質(zhì)：曲線運動中速度的方向是變更的，所以曲線運動是__變速運動__。學(xué)問點2物體做曲線運動的條件1．理論分析：曲線運動是變速運動，速度__方向__時刻變更，物體的__加速度__肯定不為0，故物體所受的__合力__肯定不為0。2．動力學(xué)角度：物體所受合力的方向與它的速度方向__不在__同始終線上。3．運動學(xué)角度：物體加速度的方向與速度的方向__不在__同始終線上。預(yù)習(xí)自測『判一判』(1)做曲線運動的物體，速度可能不變。(×)(2)曲線運動肯定是變速運動，但變速運動不肯定是曲線運動。(√)(3)物體的速度不斷變更，它肯定做曲線運動。(×)(4)物體做曲線運動時，合力肯定不為零。(√)(5)做曲線運動物體的合力肯定是恒力。(×)(6)做曲線運動的物體肯定有加速度。(√)『選一選』假如在彎道上高速行駛的賽車，突然后輪脫離賽車，關(guān)于脫離賽車后的車輪的運動狀況，以下說法正確的是(C)A．仍舊沿著賽車行駛的彎道運動B．沿著與彎道垂直的方向飛出C．沿著脫離時輪子前進的方向做直線運動，離開彎道D．上述狀況都有可能解析：賽車沿彎道行駛，任一時刻賽車上任何一點的速度方向都是賽車運動的曲線軌跡上對應(yīng)點的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點軌跡的切線方向。選項C正確?！合胍幌搿弧皝G沙包”嬉戲曾經(jīng)風(fēng)靡南北，是一個經(jīng)典的群體性嬉戲，極受孩子們歡迎。請想一想：(1)丟出的沙包在空中做什么運動？(2)沙包運動的速度在不同時刻有什么特點？曲線運動肯定是變速運動嗎？解析：(1)曲線運動。(2)速度方向時刻發(fā)生變更，都沿該時刻曲線的切線方向；曲線運動肯定是變速運動。課內(nèi)互動探究細(xì)研深究·破疑解難探究對曲線運動的理解┃┃情境導(dǎo)入■以初速度v0水平拋出一個質(zhì)量為m的物體，物體在空中做曲線運動，如圖所示，請思索：(1)物體經(jīng)過A、B、C、D時的速度方向和加速度方向是怎樣的？(2)物體的運動是一種什么性質(zhì)的運動？提示：(1)如圖所示：(2)勻變速曲線運動。┃┃要點提煉■1．曲線運動的速度(1)曲線運動中質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是質(zhì)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更，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)生了變更。2．曲線運動的性質(zhì)(1)運動學(xué)角度：由于做曲線運動的物體的速度方向時刻在變更，不管速度大小是否變更，因其矢量性，物體的速度時刻在變更，所以曲線運動肯定是變速運動。(2)動力學(xué)角度：曲線運動是否是勻變速運動取決于物體所受合外力的狀況。合外力為恒力，物體做勻變速曲線運動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運動。3．幾種常見的運動形式軌跡特點加速度特點運動性質(zhì)直線加速度為零勻速直線運動加速度不變勻變速直線運動加速度變更變加速直線運動曲線加速度不變勻變速曲線運動加速度變更變加速曲線運動特殊提示(1)曲線運動肯定是變速運動，但是變速運動不肯定是曲線運動。(2)物體的合外力為恒力時，它肯定做勻變速運動，但可能是勻變速直線運動，也可能是勻變速曲線運動。┃┃典例剖析■典題1下列關(guān)于曲線運動的說法中正確的是(B)A．曲線運動的速度肯定變更，加速度也肯定變更B．曲線運動的速度肯定變更，做曲線運動的物體肯定有加速度C．曲線運動的速度大小可以不變，所以做曲線運動的物體不肯定有加速度D．在恒力作用下，物體不行能做曲線運動思路引導(dǎo)：eq\x(曲線運動)→eq\x(\a\al(速度方向,肯定變更))→eq\x(\a\al(肯定存在,加速度))解析：做曲線運動的物體速度肯定發(fā)生變更，但加速度可以不變(恒力作用)，例如把物體水平拋出后，物體只受重力，加速度不變，但在空中做曲線運動，選項A、D錯誤；做曲線運動的物體，速度大小可以不變，但方向肯定發(fā)生變更，由于速度是矢量，速度發(fā)生變更，肯定有加速度，選項B正確，選項C錯誤。┃┃對點訓(xùn)練■1．如圖所示的陀螺，是漢族民間最早的消遣工具，也是我們許多人小時候喜愛玩的玩具。從上往下看(俯視)，若陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動，此時滴一滴墨水到陀螺上，則被甩出的墨水徑跡可能是圖中的哪一個(D)解析：陀螺的邊緣上的墨水沿切線方向飛出，所以A、B錯誤；陀螺立在某一點順時針勻速轉(zhuǎn)動，所以墨水滴的運動方向沿該點的切線方向，故C錯誤，D正確。探究物體做曲線運動的條件┃┃情境導(dǎo)入■如圖所示，桌面上運動的小鐵球在磁鐵的引力作用下做曲線運動；人造衛(wèi)星繞地球運行，在地球引力作用下做曲線運動。請思索：小球做曲線運動時，受到的吸引力與軌跡彎曲的方向有什么關(guān)系？提示：小球做曲線運動時，受到的吸引力方向與速度方向不在同始終線上，指向小球軌跡彎曲軌跡的內(nèi)側(cè)。┃┃要點提煉■1．物體做曲線運動的條件(1)動力學(xué)條件：合力方向與物體的速度方向不在同始終線上。(2)運動學(xué)條件：加速度方向與速度方向不在同始終線上。2．無力不拐彎，拐彎必有力曲線運動的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間，而且向合力的方向彎曲，即合力指向軌跡的內(nèi)側(cè)。(如圖所示，水平拋出的物體的受力方向和速度方向)3．物體的受力與運動性質(zhì)┃┃典例剖析■典題2一輛汽車在水平馬路上減速轉(zhuǎn)彎，從俯視圖中可以看到汽車沿曲線由M向N行駛。下圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，你認(rèn)為正確的是(C)思路引導(dǎo)：(1)曲線運動的軌跡在合力方向和速度方向之間且向力的方向彎曲。(2)合外力方向與速度方向成銳角時，物本做加速曲線運動；成鈍角時，物體做減速曲線運動。解析：汽車運動的速度方向沿其軌跡的切線方向，由于速度減小，則合力方向與速度方向間的夾角大于90°，且合力指向彎曲軌跡的內(nèi)側(cè)方向，故選C。┃┃對點訓(xùn)練■2．(2024·貴州貴陽六中高一下學(xué)期月考)一個小球在水平桌面上運動，當(dāng)小球運動至P點時，起先受到恒定外力的作用，運動軌跡如圖所示，AP為直線，PB為曲線。對于小球受到的外力的方向，下列說法正確的是(C)A．該外力可能沿x軸正方向B．該外力可能沿x軸負(fù)方向C．該外力可能沿y軸正方向D．該外力可能沿y軸負(fù)方向解析：小球做曲線運動時，所受合外力指向軌跡的凹側(cè)，故C正確。核心素養(yǎng)提升以題說法·啟智培優(yōu)易錯點：不能正確理解物體做直線運動和曲線運動的條件而致錯案例下列幾種說法正確的是(C)A．物體受到變力作用，肯定做曲線運動B．物體受到恒力作用，肯定做直線運動C．物體所受的合力方向與速度方向不在同始終線上時，肯定做曲線運動D．假如合力方向與速度方向在同始終線上，則物體的速度方向不變更，只是速率發(fā)生變更易錯分析：本題誤認(rèn)為力變更，速度方向就變更，從而錯選A項；或認(rèn)為合力方向與速度方向在同始終線上時，速度方向肯定不變更而錯選D。出錯的緣由是對物體做直線運動和曲線運動的