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1、,第五章,1 曲线运动,学习目标 1.知道什么是曲线运动，会确定曲线运动速度的方向，知道曲线运动是一种变速运动. 2.知道物体做曲线运动的条件.,内容索引,自主预习梳理, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,1.描述曲线运动时要用到 和 两个物理量. 2.曲线运动的位移矢量的方向不断变化，需要采用 坐标系，用位移在坐标轴方向的 来代表它.,一、曲线运动的位移,位移,速度,平面直角,分矢量,二、曲线运动的速度方向,1.质点做曲线运动时，速度方向是 的. 2.质点在某一点的速度方向是沿曲线上这一点的 . 3.曲线运动是变速运动 (1)速度是矢量，它既有大小，又有 .不论速度的大小是否改变，
2、只要速度的 发生改变，就表示速度发生了变化，也就具有了 . (2)在曲线运动中，速度的 是不断变化的，所以曲线运动是 .,时刻改变,切线方向,方向,方向,加速度,方向,变速运动,三、物体做曲线运动的条件,1.动力学角度：当物体所受合力的方向与它的速度方向 时，物体做曲线运动. 2.运动学角度：物体的加速度方向与它的速度方向 时，物体做曲线运动.,不在同一直线上,不在同一直线上,1.判断下列说法的正误. (1)做曲线运动的物体，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
3、可能与路程相等.( ) (5)做曲线运动物体的合力一定是变力.( ) (6)做曲线运动的物体一定有加速度.( ),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1 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1,答案,b,c,解析,不在,解析 因为磁铁对小钢珠只能提供引力，磁铁在A处
4、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.,重点知识探究,一、曲线运动的位移和速度,1.曲线运动的位移 如图2所示，水平抛出的物体在空中运动时轨迹为曲线. (1)不同时间内的位移方向是否相同？,答案,答案 不相同.由于物体的轨迹是曲线，不同时间内的位移方向发生变化.,图2,(2)如何描述物体的位移？,答案,答案 当物体运动到A点时，它相对于O点的位移是OA，可以用l表示.由于位移矢量是不断变化的，可以建立平面直角坐标系，用它在坐标轴方向上的分矢量
5、来代表，即用A点的坐标xA、yA表示两个分位移矢量，使问题简单化，如图.,答案,(3)试讨论物体在曲线运动中的位移大小和路程有什么关系.,答案 曲线运动中的位移大小总是小于路程.,2.曲线运动的速度 (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？,答案,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.,图3,(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.
6、,答案,(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情况.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.曲线运动的位移：在平面直角坐标系中，曲线运动的位移为运动物体的初位置到末位置的有向线段，与路程不同.曲线运动位移的大小小于路程. 2.曲线运动速度方向时刻改变，它一定是变速运动，加速度一定不为零. 3.曲线运动性质的两种判断方法 (1)看物体所受的合外力，若物体所受的合外力为恒力，则它做匀变速曲
7、线运动；若物体所受的合外力为变力，则它做非匀变速曲线运动. (2)看物体的加速度，若物体的加速度不变，则它做匀变速曲线运动；若物体的加速度变化，则它做非匀变速曲线运动.,例1 关于运动的性质，以下说法中正确的是 A.曲线运动一定是变速运动 B.变速运动一定是曲线运动 C.曲线运动一定是变加速运动 D.加速度不变的运动一定是直线运动,解析,答案,解析 物体做曲线运动时速度方向时刻变化，所以曲线运动一定是变速运动，A正确. 变速运动可能是速度的方向在变化，也可能是速度的大小在变化，所以变速运动不一定是曲线运动，B错误. 曲线运动可能是变加速曲线运动，也可能是匀变速曲线运动，C错误. 加速度不变的运
8、动可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动，D错误.,例2 如图4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 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,解析,答案,图4,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.,二、物体做曲线运动
9、的条件,(1)图5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.,答案,图5,答案 各点受力方向和速度方向如图所示.,答案,(2)用一块磁铁，如何使小钢球做以下运动： 加速直线运动；,答案 把磁铁放置在小钢球运动方向的正前方；,(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.,答案 把磁铁放置在小钢球运动方向的正后方；,答案 把磁铁放置在小钢球运动方向的某一侧.,减速直线运动；,曲线运动.,1.物体做曲线运动的条件：当物体受到的合力的方向与其运动方向不共线时，物体将做曲线运动，与其受到的合力大小是否
10、变化无关. 2.合外力与运动轨迹的关系：物体运动时其轨迹总偏向合外力所指的一侧，或者说合外力总指向运动轨迹的凹侧.,例3 曲线运动是自然界更为普遍的运动形式，下面关于曲线运动的一些说法中，正确的是 A.物体只要受到变力的作用，就会做曲线运动 B.物体在方向不变的外力作用下一定会做直线运动 C.物体在方向不断变化的外力作用下一定会做曲线运动 D.物体在大小不变的外力作用下必做匀变速曲线运动,解析,答案,解析 若力与初速度方向不在一条直线上，物体做曲线运动，A、B错误. 物体所受的外力方向不断变化，表明外力不会与速度始终共线，故在该外力作用下物体一定会做曲线运动，C对. 做匀变速曲线运动物体的受力
11、恒定不变，而不光是受力大小不变，D错误.,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,答案,解析 A选项中力的方向与速度方向相同，B选项中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对.,针对训练 一物体由静止开始自由下落，一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响，但着地前一段时间内风突然停止，则其运动的轨迹可能是,答案,解析,解析 物体自由下落到某处突然受一恒定水平向右的风力，则轨迹应向右弯曲，且弯点的切线方向应竖直向下，
12、故A、B、D都错； 撤去风力后，物体只受重力，即合外力向下，轨迹应向下弯曲，只有C符合，故C正确.,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.,当堂达标检测,解析 赛车沿弯道行驶，任一时刻赛车的速度方向是赛车运动轨迹上的对应点的切线方向，脱落的车轮的速度方向也就是脱落点轨迹的切线方向，车轮脱落后，不再受到车身的约束，只受到与速度方向相反的阻力作用，车轮做直线运动，
13、故C正确.,1.(曲线运动的速度方向)在F1赛事中，若在弯道上高速行驶的赛车车轮脱落，则关于脱落的车轮的运动情况，下列说法中正确的是 A.仍然沿着汽车的弯道行驶 B.沿着与弯道切线垂直的方向飞出 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,1,2,3,4,解析,答案,2.(曲线运动的条件)对做曲线运动的物体，下列说法正确的是 A.速度方向与合外力方向不可能在同一条直线上 B.加速度方向与合外力方向可能不在同一条直线上 C.加速度方向与速度方向有可能在同一条直线上 D.合外力的方向一定是变化的,解析,答案,解析 由物体做曲线运动的条件可知，速度方向与合外力方向不可能在
14、同一条直线上，所以A正确； 根据牛顿第二定律，加速度与合外力一定同向，所以B、C不正确； 在恒力作用下，物体也可以做曲线运动，只要合外力方向与速度方向不共线就可以，所以D不正确，故选A.,1,2,3,4,3.(曲线运动的力、速度与轨迹的关系)(多选)如图6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，其中正确的是,A.A位置 B.B位置 C.C位置 D.D位置,答案,图6,1,2,3,4,4.(合力与曲线运动)(多选)质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90(大小不变)后，物体可能做 A.加速度大小为 的匀变速直线运动 B.加速度大小为 的匀变速直线运动 C.加速度大小为 的匀变速曲线运动 D.匀速直线运动,解析,答案,1,2,3,4,解析 物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改阿变90时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90，,若初速度方向与F合方向共线，则物体做匀变速直线运动； 若初速度方向与F合方向不共线，则物体做匀变速曲线运动. 综上所述，本题选B、C.,1,2,3,4,
