資源簡介

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第1
節
曲線運動
第五章
拋體運動
教學目標
1．知道什么是曲線運動。
2．知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動。
3．理解物體做曲線運動的條件。能用牛頓第二定律分析曲線運動的條件，掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系。
4．感受生活中的曲線運動，增強對科學的好奇心與求知欲。
01
目錄
曲線運動的速度
02
曲線運動的條件
新課導入
觀看以下圖片，嘗試按照運動軌跡對物體運動情況進行分類。
汽車在平直的公路上行駛
火車在平直的軌道上行駛
50米短跑
衛星繞著地球運動
汽車轉彎
旋轉木馬
軌跡是直線
軌跡是曲線
新課導入
我們按照物體的運動軌跡可將物體的運動分為兩類：
①運動軌跡是直線的稱為直線運動。
②運動軌跡是曲線的稱為曲線運動。
關于直線運動，你還記得呢些規律？關于曲線運動，你又知道多少？
一、曲線運動的速度
我們知道，物體做直線運動時，速度方向與運動軌跡一致。物體做曲線運動時，速度方向又是怎樣的呢？
視頻：砂輪打磨下來的熾熱微粒的運動方向
視頻：飛出去的鏈球
一、曲線運動的速度
從以上視頻中我們可以得出什么猜想？
猜想：曲線運動物體在某點的速度方向沿曲線在該點的切線方向。
實驗驗證：
在水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道。使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從出球在A、B點的運動方向。離開后會在白紙上留下一條運動的痕跡，白紙上的印跡與軌道(曲線)有什么關系？
一、曲線運動的速度
結論：質點在某一點(或某一時刻)速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。
一、曲線運動的速度
1.曲線運動的速度方向
質點在某一點(或某一時刻)速度方向,沿曲線在這一點的切線方向。
做一做，想一想：找出以下運動軌跡上A、B、C三點的運動方向，思考運動方向是否一樣，你能得出什么結論？
A
B
C
結論：曲線運動上每一點運動方向都不一樣！
一、曲線運動的速度
2.曲線運動的實質：
速度是矢量,既有大小,又有方向.質點做曲線運動,速度的方向時刻發生變化,因此曲線運動一定是變速運動。
拓展：認識變速運動
變速運動
勻變速運動
勻變速直線運動
勻變速曲線運動
二、曲線運動的條件
知識回顧：物體在不受外力作用或合力為零時，物體的運動狀態可能是________________或____________。
勻速直線運動
靜止
啟發
物體做曲線運動，合力一定不為零
思考
物體做曲線運動，還需要哪些條件？
觀看視頻，總結物體做曲線運動的條件。
二、曲線運動的條件
2.曲線運動特點：曲線運動中物體的軌跡一定處于速度方向和所受合力方向之間，并且合力一定指向軌跡凹側。
3.速度與合力夾角的關系：合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體做曲線運動,速率越來越大;合力方向與速度方向的夾角為直角時,物體做曲線運動,速率不變;合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體做曲線運動,速率越來越小。
二、曲線運動的條件
v
F
本節小結
曲線運動
速度方向
曲線運動的實質
曲線運動的條件
曲線運動的速度
曲線運動的條件
曲線運動的特點
曲線合力和速度夾角關系
課堂檢測
1.
判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).
（1）曲線運動一定是變速運動。
(
　
)
（2）物體做曲線運動時,合力一定是變力。
(
　)
（3）質點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線
方向。
(
　)
（4）曲線運動中速度的大小不斷發生變化,速度的方向
不變。
(　　)
（5）做曲線運動的物體,有可能處于平衡狀態。
(　　)
（6）做曲線運動的物體,所受的合力的方向有可能與速
度方向在一條直線上。
(　　)
×
√
√
×
√
×
×
×
課堂檢測
2.如圖所示的曲線為某同學拋出的鉛球的運動軌跡(鉛球視為質點),A、B、C為曲線上的三點.鉛球在B點的速度方向是(　　)
A.由A指向B　　　　
B.由B指向D
C.由B指向C
D.由B指向E
B
課堂檢測
3.(多選)關于曲線運動,下列說法正確的是
(　　)
A.曲線運動是一種變速運動
B.做曲線運動的物體所受合力一定不為0
C.做曲線運動的物體所受合力一定是變化的
D.曲線運動不可能是一種勻變速運動
AB
課堂檢測
4.下列四幅圖中,能正確反映做曲線運動的物體的運動軌跡、速度v和所受合力F關系的是(　　)
A
B
C
D
B
課堂檢測
5.(多選)如圖所示,一摩托車在水平路面上做曲線運動,下列說法正確的是(　　)
A.摩托車的速度方向沿軌跡曲線的切線方向
B.摩托車運動的加速度可能為0
C.摩托車的速度一定變化
D.摩托車所受的合力為0
AC
課堂檢測
6.小鋼球以初速度v0在光滑水平面上運動,受到磁鐵的側向吸引而沿如圖所示的曲線運動到D點,由此可知(　　)
A.磁鐵在A處,靠近小鋼球的一定是N極
B.磁鐵在B處,靠近小鋼球的一定是S極
C.磁鐵在C處,靠近小鋼球的一定是N極
D.磁鐵在B處,靠近小鋼球的可以是磁鐵的任意一端
D
播放結束
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《5.1
曲線運動》學案
【學習目標】
1．知道什么是曲線運動。
2．知道曲線運動中速度的方向，理解曲線運動是一種變速運動。
3．理解物體做曲線運動的條件。能用牛頓第二定律分析曲線運動的條件，掌握速度與合外力方向與曲線彎曲情況之間的關系。
4．感受生活中的曲線運動，增強對科學的好奇心與求知欲。
【課堂合作探究】
一、曲線運動的速度
0、我們按照物體的運動軌跡可將物體的運動分為兩類：
①運動軌跡是直線的稱為直線運動。
②運動軌跡是曲線的稱為曲線運動。
曲線運動的速度方向：
做一做，想一想：找出以下運動軌跡上A、B、C三點的運動方向，思考運動方向是否一樣，你能得出什么結論？
結論：
曲線運動的實質：
二、曲線運動的條件
曲線運動特點：
3.速度與合力夾角的關系：合力方向與速度方向的夾角為銳角時,物體做曲線運動,速率
;合力方向與速度方向的夾角為直角時,物體做曲線運動,速率
;合力方向與速度方向的夾角為鈍角時,物體做曲線運動,速率
。
【課堂檢測】
1.
判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).
（1）曲線運動一定是變速運動。
(
　
)
（2）物體做曲線運動時,合力一定是變力。
(
　)
（3）質點在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向。(
　)
（4）曲線運動中速度的大小不斷發生變化,速度的方向
不變。
(　　)
（5）做曲線運動的物體,有可能處于平衡狀態。
(　　)
（6）做曲線運動的物體,所受的合力的方向有可能與度方向在一條直線上。
(　　)
2.如圖所示的曲線為某同學拋出的鉛球的運動軌跡(鉛球視為質點),A、B、C為曲線上的三點.鉛球在B點的速度方向是(　　)
由A指向B　　　　
B.由B指向D
C.由B指向C
D.由B指向E
3.(多選)關于曲線運動,下列說法正確的是
(　　)
A.曲線運動是一種變速運動
B.做曲線運動的物體所受合力一定不為0
C.做曲線運動的物體所受合力一定是變化的
D.曲線運動不可能是一種勻變速運動
4.下列四幅圖中,能正確反映做曲線運動的物體的運動軌跡、速度v和所受合力F關系的是(　　)
5.(多選)如圖所示,一摩托車在水平路面上做曲線運動,下列說法正確的是(　　)
A.摩托車的速度方向沿軌跡曲線的切線方向
B.摩托車運動的加速度可能為0
C.摩托車的速度一定變化
D.摩托車所受的合力為0
6.小鋼球以初速度v0在光滑水平面上運動,受到磁鐵的側向吸引而沿如圖所示的曲線運動到D點,由此可知(　　)
A.磁鐵在A處,靠近小鋼球的一定是N極
B.磁鐵在B處,靠近小鋼球的一定是S極
C.磁鐵在C處,靠近小鋼球的一定是N極
D.磁鐵在B處,靠近小鋼球的可以是磁鐵的任意一端
【達標訓練】
一、單選題
如圖所示，物體以恒定的速率沿圓弧AB做曲線運動，下列對它的運動分析正確的是
A.
因為它的速率恒定不變，故做勻速運動
B.
該物體受的合外力一定不等于零
C.
該物體受的合外力一定等于零
D.
它的加速度方向與速度方向有可能在同一直線上
關于物體的受力和運動，下列說法中正確的是?
A.
物體在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不變
B.
物體做曲線運動時，某點的加速度方向就是通過這一點曲線的切線方向
C.
做曲線運動的物體，一定受到與速度不在同一直線上的外力作用
D.
物體受到變化的合力作用時，它的速度大小一定改變
如圖所示，質點通過位置P時的速度、加速度及P附近的一段軌跡都在圖上標出，其中可能正確的是?
?
???
??????????
?
A.
B.
C.
D.
下圖為一個做勻變速曲線運動的質點的軌跡示意圖，已知質點在B點的速度方向與加速度方向相互垂直，則下列說法中正確的是
A.
經過一段時間速度方向與加速度方向重合
B.
在A點的加速度方向與速度方向的夾角小于
C.
在A點的加速度比在D點的加速度大
D.
從A到D過程中，加速度方向與速度方向的夾角一直減小
如圖所示，一物體僅在三個共點恒力、、的作用下以速度水平向右做勻速直線運動，其中?斜向右上方，豎直向下，水平向左．某時刻撤去其中的一個力，其他力的大小和方向不變，一段時間后恢復該力，則下列說法不正確的是
A.
如果撤去的是，則物體先做勻變速曲線運動，恢復該力之后將做直線運動
B.
如果撤去的是，恢復時物體的速度大小可能為
C.
如果撤去的是，在恢復該力之前的時間內，因物體做曲線運動，故在相等時間間隔內其速度的變化量的方向時刻在改變
D.
如果撤去的是，物體將向右做勻加速直線運動，恢復該力后做勻速直線運動
一科研團隊在某次空氣動力學實驗中，通過傳感器得到研究對象做勻變速曲線運動的軌跡如圖所示，且質點運動到最低點D時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質點從A點運動到E點的過程中，下列說法中正確的是?
?
A.
質點的速率先增大后減小
B.
質點的速率先減小后增大
C.
在任意1s內，質點速度改變的大小相同、方向豎直向上
D.
在任意1s內，質點速度改變的大小相同、方向水平向右
二、作圖題
如下圖所示，一質點做曲線運動，先后經過A、B、C、D四點，速度分別是、、、，加速度為、、、，試在圖中標出各點的速度方向，加速度的大致方向．
學習汽車駕駛時，學員需要進行多次轉彎的訓練。如圖為訓練場上一輛汽車的運動軌跡，汽車先后經過A、B、C三點。已知汽車經過A、B、C三點時，速率計上的示數分別為、、。試在圖上作出汽車在這三點的速度矢量的圖示。
三、計算題
如圖所示，在光滑水平面上有坐標系xOy，質量為的質點開始靜止在xOy平面上的原點O處，某一時刻起受到沿x軸正方向的恒力的作用，的大小為，若力作用一段時間后撤去，撤去力后末質點恰好通過該平面上的A點，A點的坐標為，．
為使質點按題設條件通過A點，在撤去力的同時對質點施加一個沿y軸正方向的恒力，力應為多大？
力作用時間為多長？
在圖中畫出質點運動軌跡示意圖，在坐標系中標出必要的坐標．
四、綜合題
“天宮一號”繞地球一圈的時間是90分鐘，“神舟九號”飛船圓滿完成與“天宮一號”對接任務以及各項科學實驗任務后，從太空按預定軌道返回地球表面．返回艙開始時通過自身的制動發動機進行調控減速下降，進入大氣層后，在距地面一定的高度時打開降落傘，在返回艙落地前其自身的制動發動機再次開啟，向地面噴射氣體，最終返回艙安全落到地面．
如圖所示，在“神州九號”飛船與“天宮一號”對接的一瞬間，若以天宮一號為參考系，可看做靜止的是
A.
地面控制人員
B.
“神州九號”飛船
C.
海上測控船
D.
同步通信衛星
“神舟九號”飛船降落，向地面噴射氣體減速的過程中，重力對飛船做功和飛船動能變化的情況是
A.
做正功，動能增加
B.
做負功，動能增加
C.
做正功，動能減少
D.
做負功，動能減少
“神舟九號”飛船發射到降落過程中，經歷多次加速和減速過程，飛船內的宇航員對座位的壓力大小為，座位對宇航員的支持力大小為在此過程中，和的關系是
A.
加速時；減速時
B.
加速時；減速時
C.
加速和減速時，都滿足
D.
加速和減速時，都滿足
參考答案
【課堂檢測】
1.√×√×××
2.B
3.AB
4.B
5.AC
6.D
【達標訓練】
1.B【解析】A.物體以恒定的速率沿圓弧?AB做曲線運動，物體運動的軌跡為曲線，曲線運動的速度方向時刻改變，不是勻速運動，故A錯誤；
既然是曲線運動，它的速度的方向必定是改變的，所以曲線運動一定是變速運動，受到的合外力一定不等于0，故B正確，C錯誤；
D.所有做曲線運動的物體，所受的合外力一定與瞬時速度方向不在一條直線上，或加速度方向與瞬時速度方向不在一條直線上，故D錯誤；
故選B。
2.【答案】C【解析】A.物體在垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不變，在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小不能一直不變。故A錯誤；B.物體做曲線運動時，某點的速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向，而不是加速度方向，故B錯誤；C.曲線運動的物體的條件，一定受到與速度不在同一直線上的外力作用，故C正確；D.物體受到變化的合力作用時，它的速度大小可以不改變，只需要保證合力始終與速度方向垂直，故D錯誤。故選C。
3.C【解析】圖中速度方向正確，加速度方向應該直線曲線的內側，故錯誤；圖中速度方向是切線方向，加速度方向指向曲線的內側，故正確；圖中速度方向是切線方向，加速度方向指向曲線的內側，故正確；圖中速度方向不是切線方向，加速度方向也沒有指向曲線內側，故錯誤。
故選C。
4.D【解析】C.質點做勻變速曲線運動，合外力的大小和方向均不變，加速度不變，故C錯誤；B.由在B點的速度方向與加速度方向相互垂直可知，合外力方向與軌跡上過B點的切線垂直且向下，質點在A點的加速度方向與速度方向的夾角大于，故B錯誤；
D.從A到D過程中，加速度方向與速度方向的夾角一直變小，故D正確；A.在曲線運動中，速度方向越來越趨近于合力方向，方向不會重合，所以也不與加速度方向重合，故A錯誤。故選D。
5.C【解析】解：A、物塊在三個共點力、、的作用下以速度水平向右做勻速直線運動，說明三個共點力平衡，如果撤去，則、的合力與等大反向，合力與初速度不在一條直線上，物塊做勻變速曲線運動，恢復，物塊又處于平衡狀態，做勻速直線運動，故A正確；B、撤去，、的合力對物塊可能先做負功后做正功，有可能總功為零，即恢復時物塊的速度大小可能為，故B正確；C、撤去之后，物塊做類平拋運動，則，因為加速度a是恒定的矢量，故在相等時間間隔內的大小和方向都不變，故C錯誤；D、撤去后，合力水平向右，合力與速度方向相同，所以物塊向右做勻加速直線運動；恢復該力后，物體受力平衡，做勻速直線運動；故D正確；本題選不正確的，故選C。
6.BC
【解析】最低點D時速度方向與加速度方向恰好互相垂直，速度沿D點軌跡的切線方向，則知加速度豎直向上，合外力也豎直向上，質點做勻變速曲線運動，則有加速度不變，從A點運動到E點的過程中加速度方向與速度方向先成鈍角后成銳角，夾角一直減小，故質點的速率先減小后增大，故B正確；由于加速度不變，在任意1s內，，質點速度改變的大小相同、方向豎直向上，故C正確。故選BC。
7.【答案】解：物體做曲線運動，其方向沿軌跡的切線方向，而加速度指向曲線的內側，標出各點的速度方向和加速度方向，如圖所示：
8.【答案】解：選取單位長度為，速度矢量如圖所示：
。
9.【答案】解：撤去，在的作用下，沿x軸正方向質點做勻速直線運動，沿y軸正方向質點做勻加速直線運動．由和可得
代入數據得；
在作用下，質點運動的加速度
由，
解得；
由問知，物體做曲線運動，質點運動軌跡示意圖如圖所示
。
10.【答案】
【小題1】B
【小題2】C
【小題3】D
【小題4】B
【解析】
【1】
“神舟九號”飛船與“天宮一號”實現對接的瞬間，保持相對靜止，選擇“天宮一號”為參考系，“神舟九號”是靜止的；地面控制人員、海上測控船、同步通信衛星相對于“天宮一號”的位置發生變化，選擇“天宮一號”為參考系，它們是運動的，故B正確，ACD錯誤。
故選B。
【2】返回艙在下落的過程中，重力方向和速度方向相同，所以重力做正功；飛船降落向地面噴射氣體減速的過程中，飛船的速度變小，故動能減少，故C正確，ABD錯誤。
故選C。
【3】
宇航員對座位的壓力和座位對宇航員的支持力是一對作用力和反作用力，大小始終相等，則加速和減速時，都滿足，故D正確，ABC錯誤。
故選D。
【4】
“神州九號”在飛行過程中，沿曲線從N點向M點飛行的過程中，做曲線運動，必有力提供向心力，向心力是指向圓心的；“神州九號”飛行過程中減速，所以沿切線方向有與速度相反的力，故向心力和切線方向分力的合力與速度的方向的夾角要大于，則正確，故ACD錯誤，B正確。故選B。
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