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1、新课标跨越高考 同步导学与评估,物理必修2,目 录,第五单元 曲线运动 课时1 曲 线 运 动 课时2 质点在平面内的运动 课时3 抛体运动的规律 课时4 实验：研究平抛运动 课时5 圆周运动 课时6 向心加速度 课时7 向心力 课时8 生活中的圆周运动 课时9 曲线运动小结 第六单元 万有引力与航天 课时10 行星的运动 课时11 太阳与行星间的引力 课时12 万有引力定律 课时13 万有引力理论的成就 课时14 宇宙航行,课时15 经典力学的局限性 课时16 万有引力与航天小结 第七单元 机械能守恒定律 课时17 追寻守恒量 课时18 功 课时19 功率 课时20 重力势能 课时21 探究
2、弹性势能的表达式 课时22 实验：探究功与速度变化的关系 课时23 动能和动能定理 课时24 机械能守恒定律 课时25 实验：验证机械能守恒定律 课时26 能量守恒定律与能源 课时27 机械能守恒定律小结,第五单元 曲线运动 课时1 曲 线 运 动 课前导航 在太阳系中，八大行星按距太阳远近排列依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，它们都在接近同一平面的近圆形的椭圆轨道上，朝同一方向绕太阳公转；地球的卫星月亮，以及众多的人造卫星，它们绕地球也做圆周运动(或近似)上述的这些星体都是在做曲线运动 图11,我们向空中扔出的石子，轨迹是优美的抛物线 可以说曲线运动是自然界中最常见、
3、最重要的运动形式！ 请你思考： 1从运动参量来说，曲线运动与直线运动区别在哪里？ 2从受力来说，曲线运动与直线运动有什么区别？,教学目标,知识精析 一、曲线运动的定义 运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动自然界中大多数物体的运动都是曲线运动，如宇宙空间中天体的运动，地面上被水平抛出的石块的运动，原子内电子的运动等等 二、曲线运动的速度 1直线运动与曲线运动 速度是一个矢量，既有大小，又有方向假如在运动过程中只有速度的大小发生变化，而速度的方向不变，则物体做直线运动；若物体做曲线运动，则表明物体的速度的方向(或大小同时)发生了变化,2曲线运动的速度的方向 观察图12甲、乙所示的实验现象可以知道，做曲
4、线运动的质点脱离曲线后，在曲线的切线方向上做直线运动根据牛顿第一定律可以作出这样的分析：做曲线运动的质点受到的力突然变为零时，由于惯性它会保持脱离曲线时的速度而做匀速直线运动，由此可知，任一时刻或任一位置质点的瞬时速度的方向与这一时刻质点所在位置处的曲线的切线方向一致，并趋向后时刻的物体的位置 甲 乙 图12 因为速度是矢量，物体做曲线运动时，速度的方向不断变化，所以曲线运动是变速运动,三、曲线运动的条件 1从动力学上分析，当物体所受到的合外力的方向跟它的速度的方向不在同一条直线上时，物体就做曲线运动 2从运动学上分析，当物体的加速度的方向跟它的速度的方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动,3
5、将物体所受到的合外力(加速度)沿切线方向和垂直切线方向分解，沿切线方向的分力(加速度)改变速度的大小，垂直切线方向的分力(加速度)改变速度的方向，如图13甲、乙所示 甲 乙 图13,方法探究 一、曲线运动的特点 例1 关于曲线运动，下列说法中正确的是( ) A曲线运动的速度有可能不变 B曲线运动的速率有可能不变 C曲线运动的速度的方向时刻改变 D曲线运动可能没有加速度 E做曲线运动的物体所受到的合外力沿速度的方向的分力可能为零 解析 做曲线运动的物体，由于其速度的方向时刻在改变，所以速度是变化的，但是速度的大小(速率)可以不发生变化由于物体的速度时刻在改变，所以物体必然存在加速度，该加速度的方
6、向和速度的方向之间可以成任意的夹角当物体所受到的合外力沿速度的方向的分力等于零，也就是合外力的方向和速度的方向垂直时，物体的速度的大小不发生变化 答案 BCE 点评 速度是矢量，当判断一个矢量是否变化时，要同时考虑该矢量的大小和方向是否变化,变式训练1 质点在三个恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态若突然撤去F1，则质点( ) A一定做匀变速运动 B一定做直线运动 C一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动 解析 突然撤去F1后，质点受到的合力与F1大小相等、方向相反，因此物体做匀变速运动物体做直线运动还是做曲线运动，则要看合力与初速度是否在同一条直线上在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种
7、可能的状态：其一，质点保持静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；其二，质点保持匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动(F1与初速度在一条直线上)，也可能做曲线运动(F1与初速度不在一条直线上)故只有选项A正确 答案 A 点评 判断物体是否做曲线运动，只需找到物体所受的合力的方向与物体的速度方向是否一致即可曲线运动的特点是：曲线运动是变速运动做曲线运动的物体在某点(或某一时刻)的速度方向就是沿曲线在这一点的切线方向，其方向发生了变化，因此曲线运动是变速运动加速度的大小、方向取决于物体的受力情况，与速度没有任何关系,二、曲线运动的轨迹与速度 例2 一辆在平面弯道上高速行驶的赛
8、车，突然后轮脱离了赛车关于脱离的后轮的运动情况，下列说法中正确的是( ) A仍然沿着赛车行驶的弯道运动 B沿着与弯道垂直的方向飞出 C沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道 D上述情况都有可能 解析 赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向车轮被甩出后，不再受到车身的约束，只受到与速度的方向相反的阻力的作用(重力和地面对轮的支持力平衡)，车轮做直线运动故车轮不可能沿赛车行驶的弯道运动，也不可能沿垂直于弯道的方向运动，C选项正确 答案 C 点评 本题主要考查了对曲线运动的速度方向的判断曲线运动的瞬
9、时速度方向就是质点脱离曲线后自由运动的方向，即曲线的切线方向,变式训练2 关于力和运动的关系，下列说法正确的是( ) A物体在恒力作用下不可能做曲线运动 B物体在变力作用下不可能做直线运动 C物体在变力作用下有可能做曲线运动 D物体的受力方向与它的速度方向不在同一条直线上时，物体有可能做直线运动 解析 物体做直线运动还是曲线运动，不是取决于物体受到的是恒力还是变力，而是取决于物体所受到的合外力的方向与速度的方向是否在同一条直线上，若两者在同一条直线上则做直线运动，若两者不在同一条直线上则做曲线运动不能把力的大小是变化的还是恒定的作为判断物体是做直线运动还是曲线运动的依据，所以C选项正确，A、B
10、、D选项错误 答案 C,互动平台 粗心同学与细心同学关于“曲线运动的速度方向”的对话 粗心：质点做曲线运动时的速度方向怎么会是曲线的切线方向呢？ 细心：你知道瞬时速度和平均速度的联系和区别吗？ 粗心：知道，当平均速度所取的时间t0 时，平均速度就可以表示为瞬时速度了 细心：对啊！在曲线运动中，随着时间取值的减小，由图14可知，时间t内位移的方向逐渐向A点的切线方向靠近，当时间趋向无限短(即t0)时，位移方向即为A点的切线方向，故极短时间内的平均速度的方向即为A点的瞬时速度方向，即A点的切线方向 图14 粗心：原来如此！,互动训练 1某质点在恒力F的作用下，从A点沿图甲所示的曲线运动到B点，到达
11、B点后，质点受到的力的大小仍为F，但方向相反，则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的( ) 甲 A曲线a B直线b C曲线c D三条曲线均有可能,解析 A点的速度的方向沿A点的切线方向，物体在恒力F的作用下沿曲线AB运动时，F必指向轨迹弯曲的一侧(即凹侧)物体在B点时的速度沿B点的切线方向，若撤去此力F，则物体必沿b方向做匀速直线运动；若使F反向，则运动轨迹应夹在反向后的力F与Bb之间，如图乙所示，即可能沿曲线a运动 乙 答案 A,2图示的曲线为运动员抛出的铅球的运动轨迹(铅球视为质点)A、B、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，下列说法正确的是( ) A沿AB方向 B沿BC方向 C沿B
12、D方向 D沿BE方向 解析 做曲线运动物体的速度方向为轨迹的切线方向(趋向后一时刻位置)，故沿BD方向 答案 C,3做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点的加速度的方向( ) A为通过该点的曲线的切线方向 B与物体在这一点时所受的合外力方向垂直 C与物体在这一点的速度方向一致 D与物体在这一点的速度方向的夹角一定不为零 解析 加速度由合外力决定，与速度的大小和方向无关，但加速度方向与速度方向不在一直线上是物体做曲线运动的条件，选项D正确 答案 D,课时2 质点在平面内的运动 课前导航 受热带风暴“风神”的影响，2008年6月26日白天至27日早上广东省河源市多个县市持续强降雨，江河暴涨，道路受毁，
13、村庄受浸，山塘水库溢流灾情就是命令，危急时刻，武警广东总队河源市支队官兵闻灾而动，支队先后派出抢险突击队2批70多名官兵及时赶到现场用冲锋舟、橡皮艇或是简陋的轮胎、木板等工具，一天内转移被洪水围困的群众8500多人(如图21所示) 图21,请你思考： 在抗洪抢险中，时间就是生命假如你是一名战士，在救人的地点、船速和水速大小一定的情况下，你应如何驾驶冲锋舟才能在最短的时间内将人送上岸？ 教学目标,知识精析 一、合运动、分运动及其判断 1合运动：通常是指研究对象实际发生的运动(一般取大地为参考系) 2分运动：是指研究对象同时参与的几个运动，或实际运动同时产生的几个运动效果 3合运动和分运动的判断
14、判断的关键是确定物体(一般相对大地)实际的运动，因为一般情况下，物体的实际运动就是合运动,二、运动的合成和分解 1运动的合成和分解：由已知的分运动来求合运动，叫做运动的合成；已知合运动求跟它等效的分运动，叫运动的分解两者互为逆运算 2合运动分解的原则：与力的分解类似若没有限制条件，一个实际运动可分解为无数对分运动，但在实际问题中往往分解成两个便于分析求解的简单运动 3合成和分解的方法：运动的合成和分解常包括位移、速度和加速度的合成和分解，由于它们都是矢量，所以遵循平行四边形定则 4对于在平面内运动的物体，常将其运动在某直角坐标系中进行正交分解，则有： vxvcos_，vyvsin_(为速度方向
15、与x轴的夹角) xscos_，yssin_(为位移方向与x轴的夹角),三、合运动与分运动的关系 1同一性：各分运动与合运动，是指同一物体参与的分运动和实际发生的运动，不是几个物体不同时间发生的不同运动 2同时性：合运动与分运动总是同时开始，同时进行，同时结束的 3等效替代性：合运动是由各分运动共同产生的总运动效果，合运动和各分运动总的效果可以互相替代因此，在对一个合运动进行分解时，首先要看这个合运动发生了哪几个运动的效果 4独立性：一个物体可以同时参与几个不同的分运动，各运动都是独立进行的，互不影响,四、演示实验：红蜡块的运动 例如：如图22所示，船在水上航行，水也在流动着，所以我们看到的船对
16、地的实际运动就是合运动；而船在相对水的运动和水的运动是两个分运动，即船对地的运动是船对静水的运动与水对地的运动的合运动 图22,1分运动和合运动 在图23的实验中，蜡块一方面在沿玻璃管向上运动，另一方面在随玻璃管向右运动，我们把蜡块的这两个方向的运动叫做分运动，蜡块相对于黑板的运动，即蜡块的实际运动叫做合运动 图23,2蜡块运动的数学描述 (1)直角坐标系的建立 如图23丁所示，以运动开始时蜡块的位置为原点O，水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的方向 图23丁 (2)蜡块位置的确定 设玻璃管向右匀速移动的速度为vx，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为vy 从蜡块开始运动的时刻计时在时刻t，蜡块的位置P可以用它的两个坐标x、y表示，即有：
