5.1 曲線運動（學生版）2024-2025學年高一物理同步培優(yōu)講義（人教版2019必修第二冊）

拋體運動第5.1節(jié)曲線運動學習目標1.知道什么是曲線運動，會確定曲線運動中速度的方向，知道曲線運動是變速運動。2.知道物體做曲線運動的條件。3.理解物體所受合力、運動軌跡和速度方向之間的關(guān)系。知識點一曲線運動的速度方向切割機砂輪切割鋼管，打磨下來的熾熱微粒沿什么方向飛出？轉(zhuǎn)動雨傘時從傘邊緣飛離的雨滴，沿什么方向飛出？如何確定做曲線運動的物體在某一點的速度方向？1.速度方向：質(zhì)點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的方向。2.運動性質(zhì)：速度是矢量，既有大小，又有。曲線運動中速度的是變化的，所以曲線運動是運動?！舅伎肌?.過山車的運動軌跡是曲線，它的速度方向是否變化？2.速度變化的運動一定是曲線運動嗎？3.做曲線運動的物體加速度可能為零嗎？例1高臺跳水比賽時，運動員起跳后在空中做出各種動作，最后沿豎直方向進入水中。若此過程中運動員頭部連續(xù)的運動軌跡示意圖如圖中虛線所示，a、b、c、d為運動軌跡上的四個點。關(guān)于運動員頭部經(jīng)過這四個點時的速度方向，下列說法正確的是()A.a、b、c、d四個點的速度方向均豎直向下B.a、c兩個點的速度方向豎直向下C.b、d兩個點的速度方向豎直向下D.c點的速度方向豎直向上訓練1如圖所示，虛線為某質(zhì)點從a到b的運動軌跡，則質(zhì)點在軌跡上c點的速度方向為（）A．① B．② C．③ D．④訓練2跳水運動是一項難度很大又極具觀賞性的運動。如圖所示，虛線描述的是一位跳水運動員高臺跳水時頭部的運動軌跡，最后運動員沿豎直方向以速度v入水。虛線中頭部的速度方向與入水時速度v的方向相同的位置是（）A．a(chǎn)點 B．b點 C．c點 D．d點知識點二物體做曲線運動的條件1.圖甲為拋出的石子在空中運動的部分軌跡，圖乙是水平面上一小鋼球在磁體作用下的部分運動軌跡。請在圖中畫出物體在A、B、C、D四點的受力方向和速度方向(不計空氣阻力與摩擦阻力)。2.試由甲、乙兩種情景總結(jié)物體做曲線運動的條件。3.通過甲、乙兩圖分析軌跡、速度方向與合力方向之間的關(guān)系。物體做曲線運動的條件力的角度當物體所受合力的方向與它的速度方向時，物體做曲線運動加速度角度當物體加速度的方向與速度方向時，物體做曲線運動【思考】1.做曲線運動物體所受合力一定是變化的嗎？2.根據(jù)合力方向與速度方向的夾角關(guān)系判斷物體的速度如何變化？例2(2024·臨夏市高一期末)如圖所示，弧AB是某花樣滑冰運動員入場時的運動軌跡，該運動員在位置a、b、c、d時速度方向和合力方向的標注均正確的是()A.位置a B.位置bC.位置c D.位置d訓練1運動員將排球擊出后，排球在空中劃出一段優(yōu)美的弧線，如圖中虛線所示。則排球在P點處受到的合外力方向可能正確的是（）A． B．C． D．訓練2我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展趨勢愈加鮮明，2024年9月24日邁入新的發(fā)展階段。某品牌電動汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛，速度逐漸減小，下圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時加速度a的方向正確的是（）A． B．C． D．(1)物體做曲線運動的條件是合外力與速度不共線。(2)物體做曲線運動時，合力指向軌跡的凹側(cè)，軌跡夾在速度方向與合力方向之間。例3如圖為質(zhì)點在恒力作用下做曲線運動的軌跡示意圖，且質(zhì)點運動到D點時的速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點從A點運動到E點的過程中，下列說法正確的是()A.質(zhì)點經(jīng)過D點時的加速度比B點的大B.質(zhì)點從B到E的過程中速率一直在減小C.質(zhì)點經(jīng)過C點的速率比D點的大D.質(zhì)點經(jīng)過A點時的加速度方向與速度方向的夾角小于90°訓練1如圖所示，一個勻速向右運動的物體，到達P點時受到一個側(cè)向的作用力F，之后的運動軌跡可能為（

）A．① B．② C．③ D．④訓練2如圖所示，虛線是一質(zhì)點從A到C運動的軌跡，B點時所受外力的方向是（）A．① B．② C．③ D．④(1)勻變速曲線運動的加速度的大小和方向均不變，可以由特殊點來確定速度方向和加速度的方向。(2)由速度和加速度方向之間的夾角來判斷速度如何變化。例4(多選)(2024·鹽城市高一月考)如圖所示，質(zhì)量為m的物體在四個共點力的作用下做勻速直線運動，速度方向與力F1、F3的方向恰好在同一直線上，且速度方向與F3方向相同，下列說法正確的是()A.若只撤去F1，物體做勻加速直線運動B.若只撤去F3，物體做勻加速直線運動C.若只撤去F2，物體做勻變速曲線運動D.若只撤去F4，物體做勻變速曲線運動訓練1一質(zhì)點沿y軸正方向勻速運動，經(jīng)過坐標原點O點時，受到x軸負方向的恒力作用，它的運動軌跡可能是（）A．B．C． D．訓練2蕩秋千是中學生喜愛的體育活動之一，如圖所示，小強正在蕩秋千。小強蕩秋千時，其加速度（）A．一定不等于零 B．一定等于零C．一定不變 D．可能不變總結(jié)提升F合(a)與v的方向關(guān)系軌跡特點合力(加)速度)特點運動性質(zhì)力的作用效果F合(a)與v共線直線運動F合(a)＝0勻速直線運動力只改變速度的大小，不改變速度的方向(注：減速運動中，v＝0后可能反向)F合(a)≠0F合(a)恒定勻變速直線運動F合(a)變化非勻變速直線運動F合(a)與v不共線曲線運動F合(a)恒定勻變速曲線運動當θ＝90°時，F(xiàn)只改變速度的方向，不改變速度的大??；當θ≠90°時，F(xiàn)既改變速度的大小，又改變速度的方向F合(a)變化非勻變速曲線運動基礎(chǔ)練習1.(曲線運動的理解)下列說法正確的是()A.做曲線運動的物體速度方向一定發(fā)生變化B.速度方向發(fā)生變化的運動一定是曲線運動C.速度變化的運動一定是曲線運動D.加速度變化的運動一定是曲線運動2.(曲線運動的速度方向)(2024·北京西城區(qū)高一期中)如圖所示，虛線為飛機在某一平面內(nèi)飛行的一段軌跡，P是軌跡上的一點。某班同學在該平面內(nèi)共畫出了四條有向線段甲、乙、丙、丁用來表示飛機經(jīng)過P點時瞬時速度的方向，其中正確的是()A.甲 B.乙C.丙 D.丁3.(曲線運動的條件)(2023·遼寧卷，1)某同學在練習投籃，籃球在空中的運動軌跡如圖中虛線所示，籃球所受合力F的示意圖可能正確的是()4.(判斷軌跡彎曲的方向)一物體由靜止開始自由下落，下落的同時受一恒定水平向右的風力的影響，但著地前一段時間風突然停止，則其運動的軌跡可能是圖中的()5.關(guān)于曲線運動的速度，下列說法正確的是（）A．大小一定減小 B．大小一定增加C．方向一定不變 D．方向一定改變6．如圖為一圓規(guī)在水平紙面上畫出的曲線，筆尖經(jīng)過以下位置時速度方向跟經(jīng)過位置P時可能相同的是（）A．1 B．2 C．3 D．47.(多選)將一個質(zhì)量為的小物體以速度v0向上拋出，在拋出的瞬間，突然在水平方向刮起一陣橫風，設(shè)水平風力恒定，一段時間后小物體落到水平面上，已知小物塊落到水平面上時速度方向與水平方向的夾角為45°。關(guān)于小物體的運動下列說法正確的是（重力加速度為g）（）A．小物體落地時的速度為 B．小物體在水平方向的位移為C．小物體從拋出到落地時所用時間為 D．小物體的加速度為對點題組練題組一曲線運動的速度方向1.(2024·陜西西安高一期末)在航展上，殲擊機進行了空中表演，其運動軌跡是曲線。殲擊機在運動過程中，下列說法正確的是()A.殲擊機的速度可能不變B.殲擊機所受合力大小一定不變C.殲擊機所受合力方向與它的速度方向可能在一條直線上D.殲擊機在曲線運動過程中所受合力一定指向曲線凹側(cè)2.如圖所示為水平桌面上的一條彎曲軌道，鋼球從軌道的M端沿軌道做曲線運動，它從N端離開軌道后的運動軌跡是()A.a B.bC.c D.d3.在冬奧會閉幕式上，輪滑演員在舞臺上滑出漂亮的曲線軌跡(如圖所示)。在此過程中輪滑演員的()A.速度始終保持不變B.運動狀態(tài)始終保持不變C.速度方向沿曲線上各點的切線方向D.所受合力方向始終與速度方向一致題組二物體做曲線運動的條件4.(2024·湖北天門高一期末)一輛汽車在水平公路上轉(zhuǎn)向時，為防止側(cè)滑，沿曲線減速行駛。關(guān)于汽車的速度v方向及所受合力F的方向，下列哪幅圖是可能正確的()5.一個質(zhì)點在恒力F作用下，在xOy平面上從O點運動到B點的軌跡如圖所示，且在A點時的速度方向與x軸平行，則恒力F的方向可能是()A.沿＋x方向 B.沿－x方向C.沿＋y方向 D.沿－y方向6.為了更加直觀的研究風洞里的流暢環(huán)境，我們可以借助絲帶和點燃的煙線輔助觀察，如圖甲所示。在某次實驗中獲得一重力可忽略不計的煙塵顆粒做曲線運動的軌跡，如圖乙所示，下列說法正確的是()A.煙塵顆粒速度始終不變B.煙塵顆粒一定做勻變速曲線運動C.煙塵顆粒在P點處的加速度方向可能水平向左D.煙塵顆粒在Q點處的合力方向可能豎直向下7.無動力翼裝飛行是一種專業(yè)的極限滑翔運動。某翼裝飛行者在某次飛行過程中，在同一豎直面內(nèi)從A到B滑出了一段圓弧，如圖所示。關(guān)于該段運動，下列說法正確的是()A.飛行者速度始終不變B.飛行者所受合外力始終不為零C.在A處，空氣對飛行者沒有作用力D.在B處，空氣對飛行者沒有作用力8.如圖，乒乓球從斜面上滾下，以一定的速度沿直線運動。在與乒乓球運動路徑相垂直的方向上放一個紙筒(紙筒的直徑略大于乒乓球的直徑)，當乒乓球經(jīng)過筒口正前方時，對著球橫向吹氣，則關(guān)于乒乓球的運動，下列說法正確的是()A.乒乓球?qū)⒈３衷械乃俣壤^續(xù)前進B.乒乓球?qū)⑵x原有的運動路徑，但不進入紙筒C.乒乓球一定能沿吹氣方向進入紙筒D.只有用力吹氣，乒乓球才能沿吹氣方向進入紙筒綜合提升練9.如圖所示，一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運動，當物體從M點運動到N點時，其速度方向恰好改變了90°，則物體從M點到N點的運動過程中，物體的速度將()A.不斷增大 B.不斷減小C.先增大后減小 D.先減小后增大10.在光滑水平面上有一質(zhì)量為2kg的物體，受幾個共點力作用做勻速直線運動?，F(xiàn)突然將與速度方向相反的2N的力水平旋轉(zhuǎn)90°，則關(guān)于物體運動情況的敘述正確的是()A.物體做速度大小不變的曲線運動B.物體做加速度大小變化的曲線運動C.物體做加速度為eq\r(2)m/s2的勻變速曲線運動D.物體做加速度為1m/s2的勻變速曲線運動11.一個物體以初速度v0從A點開始在光滑水平面上運動，一個水平恒力作用在物體上，物體運動軌跡為圖中實線所示。圖中B為軌跡上的一點，虛線是過A、B兩點并與該軌跡相切的直線，虛線和實線將水平面劃分為圖示的5個區(qū)域，則關(guān)于施力物體位置的判斷，下面說法中正確的是()A.如果這個力是引力，則施力物體一定在(1)區(qū)域B.如果這個力是引力，則施力物體一定在(2)區(qū)域C.如果這個力是斥力，則施力物體一定在(2)區(qū)域D.如果這個力是斥力，則施力物體一定在(3)區(qū)域12.如圖所示，蘸有墨水的小球從O點沿著豎直面內(nèi)的軌道運動到C點的過程中，下列說法正確的是（）A．小球的運動速度保持不變B．小球在運動過程中，所受合外力一定保持不變C．小球在B處所受合外力的方向豎直向下D．小球的運動方向不可能和加速度方向共線13．下列說法正確的是（

）A．在恒力作用下，物體不可能做曲線運動B．速度方向改變的運動一定是曲線運動C．做曲線運動的物體，速度可能不變，加速度一定不斷地改變D．做曲線運動的物體，在某一點的速度方向沿曲線上該點的切線方向14．第四屆中國汽車摩托車運動大會于2024年8月28日至9月1日在大慶舉辦。某參賽選手在訓練時沿彎曲賽道從左向右加速運動，該運動過程中，在某兩位置時其所受合力均可能正確的是（）A． B．C． D．培優(yōu)加強練15.(多選)在光滑平面上的一運動質(zhì)點以速度v通過原點O，v與x軸成α角(如圖所示)，與此同時，質(zhì)點上加有沿x軸正方向的恒力Fx和沿y軸正方向的恒力Fy，則()A.因為有Fx，質(zhì)點一定做曲線運動B.如果Fy>Fx，質(zhì)點向y軸一側(cè)做曲線運動C.如果Fy＝Fxtanα，質(zhì)點做直線運動D.如果Fy<Fxtanα，質(zhì)點偏向x軸一側(cè)做曲線運動16.ABCD四位同學在游樂場坐過山車的時候不由想