人教版 (2019)必修 第二册1 曲线运动学案设计

《5.1 曲线运动》导学案

物理观念

知道什么是曲线运动，理解曲线运动的速度方向，理解物体做曲线运动的条件。

科学思维

理解曲线运动是一种变速运动，会判断物体是做直线运动还是曲线运动。

科学探究

研究曲线运动的速度方向，通过实验归纳物体做曲线运动的条件。

科学态度与责任

了解生产、生活中的曲线运动。

知识点一　曲线运动的速度方向

上面两幅图片中篮球的运动和过山车的运动轨迹都是曲线。它们在每一时刻的速度方向是如何变化的？

1.切线：如图所示，当B点非常非常_______A点时，这条_______就叫作曲线A点的切线。

2.速度方向：质点在某一点的速度方向，沿_______在这一点的_______方向。

3.运动性质：曲线运动是_______运动。

运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动。

质点瞬时速度的方向

速度是矢量，既有大小、又有方向，只要其一变或都变即为速度变。

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。

[思考判断]

如图为在弯道上高速行驶的赛车，判断下列说法是否正确。

(1)赛车做曲线运动时，合力一定是变力。(     )

(2)赛车做曲线运动时，合力一定不为零。(     )

(3)赛车做曲线运动时，加速度一定不为零。(     )

核心要点一　对曲线运动的理解

[问题探究]　

1.如图甲所示，在泥泞的道路上启动摩托车时，车轮溅起的泥浆沿什么方向飞出？如图乙所示，转动雨伞，伞边缘的水滴离开伞面时沿什么方向飞出？

2.为什么曲线运动一定是变速运动？变速运动一定是曲线运动吗？

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。但是变速运动不一定是曲线运动，如匀变速直线运动，速度虽然变化，但轨迹是直线。

[探究归纳] 

1.曲线运动的速度方向沿轨迹曲线的切线方向。

2.曲线运动一定是变速运动，但是变速运动不一定是曲线运动。

[试题案例]

[例1] (2019春·慈溪市期末)如图所示，某电动车在平直公路上行驶时，安装在车架上的车前照明灯的光束沿平直道路方向。当该车转弯时，其前、后车轮在地面上留下了不同的曲线轨迹。此时照明光束的指向与下列哪条轨迹相切(　　)

A.前轮的轨迹  B.后轮的轨迹

C.前轮和后轮连线中点的轨迹 D.车把手中间点的轨迹

解析　根据图片结合生产常识，车前大灯照明方向与后轮前进的方向始终保持一致，故B项正确。

答案　B

[针对训练1] 如图所示的陀螺，是汉族民间最早的娱乐工具，也是我们很多人小时候喜欢玩的玩具。从上往下看(俯视)，若陀螺立在某一点顺时针匀速转动，此时滴一滴墨水到陀螺上，则被甩出的墨水径迹可能是图中的哪一个(　　)

解析　陀螺的边缘上的墨水沿切线方向飞出，所以A、B错误；陀螺立在某一点顺时针匀速转动，所以墨水滴的运动方向沿该点的切线方向，故C错误，D正确。

答案　D

核心要点二　物体做曲线运动的条件

[问题探究]　

如图所示，将圆弧形滑轨放在铺了一层白纸的平滑桌面上，使其底端与桌面相切，让钢球从圆弧形滑轨滚下获得一定的初速度。为便于观察，在离开滑轨处沿钢球运动方向用直尺在白纸上画一直线。图甲中将条形磁铁沿直线放置；图乙中将条形磁铁放在钢球运动路线的旁边。

(1)图甲中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？

(2)图乙中钢球从滑轨上滚下时，观察钢球做什么运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向有什么关系？

答案　(1)钢球做加速直线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向相同。

(2)钢球做曲线运动，钢球的运动方向与所受磁铁吸引力方向不在同一条直线上。

[探究归纳]　

1.物体做曲线运动的条件：物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。

根据上面的条件可知，做曲线运动的物体一定受合力作用，但合力是变力还是恒力无法确定。

2.合力与轨迹的关系：物体做曲线运动时，其轨迹总偏向合力所指的一侧，

也可以说运动轨迹总是夹在合力方向与速度方向之间且与速度方向相切。

方法总结　判断物体运动情况和性质的分析方法

判断物体做曲线运动还是直线运动的方法

F合(或a)与v在一条直线上→直线运动

F合(或a)与v不在一条直线上→曲线运动

判断物体做变速运动还是匀速运动的方法

F合(或a)为0→匀速运动

F合(或a)恒定→匀变速运动

F合(或a)变化→非匀变速运动