高中物理人教版 (新课标)必修2第五章 曲线运动1.曲线运动导学案及答案

5.1 《曲线运动》导学案

【学习目标】

1．理解曲线运动的位移，理解曲线运动的速度

2．知道曲线运动是变速运动

3．知道合运动和分运动，知道“运动的合成与分解”是处理曲线运动的基本方法

4．了解物体做曲线运动的条件

【重点难点】

合运动和分运动，运动的合成与分解

【学法指导】

认真阅读教材，体会教材中列举的实例，加深对曲线运动的特点及处理方法的理解

【知识链接】

1．描述物体运动的几个物理量：位移、路程；速度

2．力（矢量）的合成和分解的思想方法，平行四边形定则

【学习过程】

一、曲线运动的位移：

1．研究曲线运动时要建立_______________坐标系。

2．以水平抛出的物体做曲线运动为例，怎样画出合适的坐标系？

物体运动的位移怎样表达？

思考与讨论：P2实例

二、曲线运动的速度

1．曲线运动中运动的方向时刻_______  （填“改变”或“不变”），质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿__________________________________________。[来源:学,科,网]

2．曲线运动一定是________运动，一定具有_________。[来源:学+科+网Z+X+X+K]

3．什么是分速度？以抛出物体的运动为例加以说明：

P4  例题

三、运动描述的实例

演示实验

仔细研究课本上的演示实验，分析实验现象，得出实验结论。

1．自主探究：红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动：在玻璃管中竖直_________的运动（由A到B）和随玻璃管水平__________的运动（由A到D），红蜡块实际发生的运动（由_____到_______）是这两个运动__________的结果。

2．合运动与分运动

红蜡块实际发生的运动叫做__________。红蜡块在竖直方向的运动和随管水平方向的运动，叫做___________。

合运动的位移叫做_________，合运动的速度叫做          

分运动的位移叫做         ，分运动的速度叫做          

    3．运动的合成和分解：

（1）

（2）运动中的速度与位移都是矢量，所以运动的合成和分解遵循                   。

4．合运动与分运动的关系：找出下列现象分别说明了分运动和合运动的哪种关系？

（1）无论水平方向移动试管的速度多大，蜡块上升到顶部的时间不变，即试管沿水平方向的运动速度大小，对蜡块沿竖直方向上升的速度没有影响。         ____

（2）蜡块竖直方向由A到B，水平方向由A到D，与实际运动由A到C同时进行。   _______ 

（3）蜡块竖直方向由A到B，水平方向由A到D共同产生的效果与实际运动由A到C相同。____________

规律总结与概括

①两个分运动具有________：一个物体同时参与几个分运动．任一个分运动的存在，对其它分运动的规律没有干扰和影响．

②分运动与合运动具有________：合运动与分运动是在同一时间内进行的，即经历时间相等．

③分运动与合运动具有________：合运动跟几个分运动共同叠加的效果相同．

5．尝试应用：炮筒与水平方向成60°角，炮弹从炮口射出时的速度是800m/s，这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大？画出速度分解的图示。

6．自主学习：阅读教材P5，了解如何在直角坐标系中定量描述合运动和分运动的关系。

思考：我们看到的物体的运动是合运动还是分运动？

交流与讨论：请举出你所了解的生活中关于物体合运动和分运动的实例

四、曲线运动的条件：

1．物体的速度方向与_______________的方向在一条直线上时，物体做___________运动。

2．物体的速度方向与________________的方向不在一条直线上时，物体做___________运动。

物体做曲线运动时，物体的速度变化情况可能有_________________；____________________。

3．物体做曲线运动时，速度方向一定向__________的方向变化，即轨迹向___________方向弯曲。

【典型例题】

例题1、已知物体运动的初速度v的方向及受恒力的方向如图所示，则图中可能正确的运动轨迹是：

例题2、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用，由静止开始运动，若运动中保持力的方向不变，但F1突然增大到F1+F，则此质点以后做_______________________

[来源:学+科+网Z+X+X+K]

【训练测试】

1．关于曲线运动，下列说法中正确的是（   ）

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. 曲线运动可能是匀变速运动         D. 变加速运动一定是曲线运动

2．如图所示，小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿图示的曲线运动到D点，由此可知（   ）

A. 磁铁在A处，靠近小钢球的一定是N极

B. 磁铁在B处，靠近小钢球的一定是S极

C. 磁铁在C处，靠近小钢球的一定是N极[来源:学科网ZXXK]

D. 磁铁在B处，靠近小钢球的磁极极性无法确定

3．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，而保持F2、F3不变，则质点（   ）

A．一定做匀变速运动　　　　      　B．一定做直线运动[来源:Zxxk.Com]

C．一定做非匀变速运动　　　      　D．一定做曲线运动

4．如图所示为一空间探测器的示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与空间一固定坐标系的y轴平行。每台发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定速度v0向＋x方向平移。

⑴ 单独分别开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？开动P2与开动P4，探测器的运动有何不同？

⑵ 同时开动P2和P3，探测器将做什么运动？

⑶ 若四个发动机能产生相同大小的推力，同时开动时探测器将做什么运动？

5．如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从点A运动到点B，这时突然使它所受的力反向，但大小不变，即由F变为－F。在此力的作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（   ）

A．物体不可能沿曲线Ba运动

B．物体不可能沿直线Bb运动

C．物体不可能沿曲线Bc运动

D．物体不可能沿原曲线BA返回

【参考答案】

1．答案：AC

解析  曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，一定是变化的，所以曲线运动一定是变速运动。变速运动可能是速度的方向不变而大小变化，则可能是直线运动。当物体受到的合力是大小、方向不变的恒力时，物体做匀变速运动，但力的方向可能与速度方向不在一条直线上，这时物体做匀变速曲线运动。做变加速运动的物体受到的合力可能大小不变，但方向始终与速度方向在一条直线上，这时物体做变速直线运动。

2．答案：D

解析  小钢球受磁铁的吸引而做曲线运动，运动方向只会向所受吸引力的方向偏转，因而磁铁位置只可能能在B处，不可能在A处或C处。又磁铁的N极或S极对小钢球都有吸引力，故靠近小钢球的磁极极性无法确定。

3．答案：A

解析  质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知，当突然撤去F1而保持F2、F3不变时，质点受到的合力大小为F1，方向与F1相反，故一定做匀变速运动。在撤去F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去F1后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去F1后，质点可能做直线运动（条件是F1的方向和速度方向在一条直线上），也可能做曲线运动（条件是F1的方向和速度方向不在一条直线上）。

4．答案：见解析

解析  ⑴ 单独开动P1时，力沿－x方向，故探测器沿＋x方向做匀减速直线运动，单独开动P3时，力沿＋x方向，探测器沿＋x方向做匀加速直线运动；单独开动P2或P4时，力沿＋y方向或－y方向，探测器做匀变速曲线运动。但开动P2时，探测器在坐标系中第一象限做匀变速曲线运动，而单独开动P4时，探测器是在第四象限做匀变速曲线运动。

⑵ 同时开动P2和P3，探测器受到沿＋y方向和＋x方向的力的作用，一边加速同时向＋y方向偏转，在第一象限内做匀变速曲线运动。

⑶ 同时开动四个发动机，合外力为0，探测器仍沿＋x方向以速度v0做匀速直线运动。

5．答案：ABD

解析  物体沿曲线从点A运动到点B（点B除外）的过程中，其所受恒力F的方向必定指向曲线的内侧。当运动到B点时，因恒力反向，由曲线运动的特点，物体运动的曲线轨迹必定向合力方向弯曲，可知物体以后只可能沿Bc运动。

【学习反思】

物体做曲线运动的条件是什么？物体做曲线运动时，速度沿什么方向？物体所受合外力能否为零？要准确描述做曲线运动的物体的位置可以采用什么坐标系？