学年高中物理 第一章 抛体运动 第一节 什么是抛体运动学案 粤教版必修2Word文件下载.docx

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1．速度方向：

在曲线运动中，质点在某一时刻（或某一位置）的速度方向就是曲线上这点的切线方向．

2．曲线运动的性质：

曲线运动的速度方向时刻在改变，曲线运动是一种变速运动．

3．曲线运动的分类

匀变速曲线运动：

加速度恒定．

非匀变速曲线运动：

加速度变化．

三、物体做直线或曲线运动的条件

1．物体做直线运动的条件：

物体所受合力（加速度）的方向与速度方向在同一直线上．

2．物体做曲线运动的条件：

物体所受合力（加速度）的方向与速度方向不在同一直线上．这包含三个层次的内容：

（1）初速度不为零；

（2）合力不为零（填“为零”或“不为零”）；

（3）合力与速度方向不共线．

3．曲线运动的轨迹特点

做曲线运动的物体的轨迹与速度方向相切且向合力方向弯曲，而且处在速度方向与合力方向构成的夹角之间（如图1所示）．即合力指向曲线的凹侧．

图1

1．判断下列说法的正误．

（1）做抛体运动的物体，速度可能不变．（×

）

（2）曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动．（√）

（3）物体的速度不断改变，它一定做曲线运动．（×

（4）做曲线运动物体的位移大小可能与路程相等．（×

（5）做曲线运动物体所受的合力一定是变力．（×

（6）做曲线运动物体的加速度一定不为零．（√）

2．小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图2中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是__________（填轨迹字母代号），磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是__________（填轨迹字母代号）．实验表明，当物体所受合外力的方向跟它的速度方向__________（选填“在”或“不在”）同一直线上时，物体做曲线运动．

图2

答案　b　c　不在

解析　因为磁铁对小钢珠只能提供引力，磁铁在A处时，F与v0同向，小钢珠做变加速直线运动，运动轨迹为b；

当磁铁放在B处时，F与v0不在同一直线上，引力指向曲线的凹侧，运动轨迹为c.当合外力方向与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动.

一、曲线运动的速度方向、抛体运动特点

1.如图3所示，砂轮上打磨下来的炽热的微粒沿砂轮的切线飞出，其速度方向不断变化，那么如何确定物体在某一点的速度方向？

图3

答案　从题图可以看出，从砂轮上打磨下来的炽热微粒沿脱落点的切线方向飞出，所以物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的切线方向．

2．曲线运动一定是变速运动吗？

答案　由于曲线运动的速度方向时刻在变化，不论其速度大小是否变化，其速度一定变化，因此曲线运动一定是变速运动．

3．曲线运动可能是匀变速运动吗？

答案　曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受的合外力．合外力为恒力，物体做匀变速曲线运动；

合外力为变力，物体做非匀变速曲线运动．

4．物体做曲线运动时，加速度可以为零吗？

为什么？

答案　不可以．物体做曲线运动时，速度不断变化，所以加速度一定不为零．

1．曲线运动的速度方向

做曲线运动的物体的速度方向在其轨迹的各点的切线方向上，物体的速度方向时刻发生变化．

2．抛体运动的理解

（1）抛体运动特点

①具有初速度，初速度的方向可以不确定．

②只受重力作用．当物体所受空气阻力与重力相比可忽略不计时，抛出物体的运动可视为抛体运动．

（2）运动性质：

由于物体只受重力作用，抛出物体的加速度a＝g恒定，因此抛体运动一定是匀变速运动．

（3）轨迹：

直线或曲线

①当物体的初速度方向竖直向上或向下时，物体做匀变速直线运动．

②当物体的初速度方向不在竖直方向上时，物体做匀变速曲线运动，并且抛体运动的轨迹总是向下弯曲的．

（4）抛体运动的几种形式（如图4所示）

图4

例1

　下列关于抛体运动的说法正确的是（　　）

A．做抛体运动的物体，只有当做直线运动时才为匀变速运动

B．做抛体运动的物体，只有做曲线运动时速度才发生变化

C．物体无论做怎样的抛体运动，一定做匀变速运动

D．将物体沿某一倾斜方向抛出时，运动不一定是匀变速运动

答案　C

解析　做抛体运动的物体，由于只受重力作用，加速度恒为重力加速度，因此抛体运动不论其轨迹是直线还是曲线，均为匀变速运动，速度一定发生变化，故A、B、D错，C正确．

例2

　如图5所示，物体沿曲线由a点运动至b点，关于物体在ab段的运动，下列说法正确的是（　　）

图5

A．物体的速度可能不变

B．物体的速度不可能均匀变化

C．a点的速度方向由a指向b

D．ab段的位移大小一定小于路程

答案　D

解析　做曲线运动的物体的速度方向时刻改变，即使速度大小不变，速度方向也在不断发生变化，故A项错误；

做曲线运动的物体必定受到力的作用，当物体所受到的合力为恒力时，物体的加速度恒定，速度均匀变化，B项错误；

a点的速度方向沿a点的切线方向，C项错误；

做曲线运动的物体的位移大小必小于路程，D项正确．

1．曲线运动的速度方向发生变化，速度大小不一定变化，如旋转的砂轮、风扇，旋转稳定后，轮边缘上各点的速度大小不变．

2．做曲线运动的物体所受合外力一定不为零．因为曲线运动是变速运动，所以加速度不为零，物体受到的合外力不为零．

二、物体做曲线运动的条件

1．图6甲是抛出的石子在空中划出的弧线，图乙是某卫星绕地球运行的部分轨迹．请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向．

图6

答案　各点受力方向和速度方向如图所示

2．用一块磁铁，如何使小钢球做以下运动：

①加速直线运动；

②减速直线运动；

③曲线运动．

答案　①把磁铁放置在小钢球运动方向的正前方；

②把磁铁放置在小钢球运动方向的正后方；

③把磁铁放置在小钢球运动方向的某一侧．

3．物体做曲线运动的条件是什么？

答案　所受合力方向与速度方向不共线．

1．物体做曲线运动的条件

当物体受到的合力的方向与其速度方向不共线时，物体将做曲线运动，与其受到的合力大小是否变化无关．

2．物体运动性质的判断

（1）直线或曲线的判断

看合外力方向（或加速度的方向）和速度方向是否在一条直线上．

（2）匀变速或非匀变速的判断

合外力为恒力，匀变速运动；

合外力为变力，非匀变速运动．

（3）运动的五种类型

轨迹特点

加速度特点

运动性质

直线

加速度为零

匀速直线运动

加速度不变

匀变速直线运动

加速度变化

非匀变速直线运动

曲线

匀变速曲线运动

非匀变速曲线运动

例3

　曲线运动是自然界普遍的运动形式，下面关于曲线运动的说法中，正确的是（　　）

A．物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动

B．物体在恒定的合外力作用下一定会做直线运动

C．物体在方向不断变化的合外力作用下一定会做曲线运动

D．物体在大小不变的合外力作用下必做匀变速曲线运动

解析　当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，A、B错误．物体所受的合外力方向不断变化，表明合外力不会与速度始终共线，故在该合外力作用下物体一定会做曲线运动，C正确．做匀变速曲线运动物体所受的合外力恒定不变，而不只是合外力大小不变，D错误．

【考点】曲线运动的条件

【题点】物体做曲线运动的条件

物体做曲线运动时，关于受力（加速度）的“一定”与“不一定”

1．“一定”：

物体受到的合外力（加速度）一定不为零；

物体所受合外力（加速度）的方向与其速度方向一定不在同一条直线上．

2．“不一定”：

物体受到的合外力（加速度）不一定变化，即物体受到的合外力可以是恒力，也可以是变力．

三、合力方向与曲线运动轨迹及弯曲方向的关系

由于曲线运动的速度方向总是变化，合力不为零．合力垂直于速度方向的分力改变速度的方向，所以合外力总指向运动轨迹的凹侧，即曲线运动的轨迹总偏向合外力所指的一侧．

例4

　汽车在水平公路上转弯，沿曲线由M向N行驶．图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向，你认为正确的是（　　）

解析　A选项中合力的方向与速度方向相同，B选项中合力的方向与速度方向相反，这两种情况下汽车会做直线运动，不符合实际，A、B错误；

物体做曲线运动时，合力的方向指向运动轨迹的凹侧，故C错误，D正确．

【考点】曲线运动的速度、受力与运动轨迹的关系

【题点】速度方向、受力（加速度）方向与运动的轨迹

针对训练　如图7所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图，已知在B点时的速度与加速度相互垂直，质点运动方向从A到E，则下列说法中正确的是（　　）

图7

A．在D点的速率比在C点的速率大

B．A点的加速度与速度的夹角小于90°

C．A点的加速度比D点的加速度大

D．从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小

答案　A

解析　质点做匀变速曲线运动，合力的大小、方向均不变，加速度不变，故C错误；

由B点速度与加速度相互垂直可知，质点所受合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D过程，合力方向与速度方向的夹角小于90°

，速率增大，A正确；

在A点的加速度方向与质点在A点的速度方向之间的夹角大于90°

，B错误；

从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D错误．

【题点】曲线运动中速度大小的判断

1．（抛体运动的理解）关于抛体运动，下列说法中正确的是（　　）

A．将物体向空中抛出，物体就做抛体运动

B．物体只在重力作用下的运动就是抛体运动

C．在匀速直线飞行的飞机上跳下的伞兵，做抛体运动

D．物体有一定的初速度，仅在重力作用下的运动为抛体运动

解析　将物体向空中抛出，若物体还受到空气的阻力，物体就不做抛体运动，故A错误；

物体只在重力作用下的运动，若初速度为0，物体做自由落体运动，不是抛体运动，故B错误；

伞兵在降落伞张开前后，空气阻力的作用都不能忽略，故伞兵不做抛体运动，C错误．

2．（曲线运动的速度方向）从高处水平抛出的物体在各个时刻的速度、加速度方向如图所示，其中正确的是（　　）

解析　物体在飞行过程中只受重力，方向竖直向下，所以加速度的方向竖直向下，B、D图错；

在曲线运动中，速度的方向时刻改变，而A图中速度的方向保持不变，A图错；

C图中速度和加速度的方向都正确，应选C.

3．（曲线运动的受力、速度与轨迹的关系）（多选）如图8所示，一个质点沿轨道ABCD运动，图中画出了质点在各处的速度v和质点所受合力F的方向，其中可能正确的是（　　）

图8

A．A位置B．B位置

C．C位置D．D位置

答案　BD

4．（曲线运动的受力、速度与轨迹的关系）在光滑水平面上以速度v做匀速直线运动的小球，受到一个跟它的速度方向不在同一直线上的水平恒力F