高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动1 曲线运动备课课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第五章 抛体运动1 曲线运动备课课件ppt，共49页。PPT课件主要包含了曲线运动，目标体系构建，课前预习反馈，知识点1，曲线运动的速度方向，不断变化，变速运动，知识点2，物体做曲线运动的条件，加速度等内容，欢迎下载使用。

〔情 境 导 入〕在我们生活的广阔空间里，物体在做各种各样的运动，其中有很多是直线运动，更普遍的则是曲线运动。如向空中喷出的水，运动员投出的篮球，游乐场的过山车等等，它们的运动都是曲线运动。那么曲线运动有什么规律？我们如何来研究曲线运动？这一章我们就来探究这些问题。
1．速度方向特点：做曲线运动的物体，速度的方向在___________。2．速度方向：质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的_______方向。3．曲线运动的性质：曲线运动中速度的方向是变化的，所以曲线运动是___________。
1．理论分析：曲线运动是变速运动，速度_______时刻改变，物体的_________一定不为0，故物体所受的_______一定不为0。2．动力学角度：物体所受合力的方向与它的速度方向_______同一直线上。3．运动学角度：物体加速度的方向与速度的方向_______同一直线上。
『判一判』(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)做曲线运动的物体，速率一定发生变化。(　　)(4)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。(　　)(5)做曲线运动的物体加速度一定不为零。(　　)(6)做曲线运动的物体所受的合力一定是变力。(　　)
『选一选』(2021·重庆高一学业考试)如图所示，水平桌面上有一圆滑的弯曲轨道，钢球以一定的速度从轨道的始端进入，末端离开。对钢球在轨道末端速度方向的判断，图中表示正确的是(　　)A．a　　B．b　　　　C．c　　D．均有可能解析：当离开末端时，由于惯性，仍保持原来运动的方向，即沿着曲线的切线方向。故B正确。
『想一想』为什么蜿蜒的河道外侧总是比较陡峭，而内侧地势相对较平坦？ 答案：河水顺着河道流动，在弯曲的位置由于河道外侧对水的作用力，使水流的运动发生弯曲，根据牛顿第三定律，水流对外侧的河道也有冲击作用，因此外侧比较陡峭，内侧比较平坦。
如图所示，下雨天在泥泞的道路上启动摩托车和转动雨伞时，(1)车轮溅起的泥浆沿什么方向飞出？(2)转动雨伞，伞边缘的水滴离开伞面时沿什么方向飞出？(3)飞出后的泥浆和水滴做直线运动还是曲线运动？它们的加速度为0吗？为什么？
提示：(1)泥浆沿车轮边缘某点的切线方向飞出。(2)水滴沿伞边缘某点的切线方向飞出。(3)做曲线运动，加速度不为0，因为曲线运动的速度方向时刻在变化。
1．曲线运动的速度(1)曲线运动中质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向，就是质点从该时刻(或该点)脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的切线方向。(2)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大小的变化，而物体的速度方向不变，则物体只能做直线运动，因此，若物体做曲线运动，表明物体的速度方向发生了变化。
2．曲线运动的性质(1)运动学角度：由于做曲线运动的物体的速度方向时刻在变化，不管速度大小是否变化，因其矢量性，物体的速度时刻在变化，所以曲线运动一定是变速运动。(2)动力学角度：曲线运动是否是匀变速运动取决于物体所受合外力的情况。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。
3．几种常见的运动形式
(1)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。　(2)物体的合外力为恒力时，它一定做匀变速运动，但可能是匀变速直线运动，也可能是匀变速曲线运动。
(2021·江苏沛县高一阶段练习)如图所示，一同学在表演投篮球活动。经观察自篮球投出后在空中飞行过程中，若不计空气阻力，篮球的运动将是(　　)A．曲线运动，加速度大小和方向均改变，是变加速曲线运动B．曲线运动，加速度方向不变，大小改变，是匀变速曲线运动C．曲线运动，加速度大小和方向均不变，是匀变速曲线运动D．曲线运动，加速度大小和方向均不变，是变加速曲线运动
解析：篮球投出后在空中只受重力，故加速度为重力加速度，大小方向均不变，由图可知，初速度和重力加速度不在同一条直线上，篮球做曲线运动，综上可知篮球做匀变速曲线运动，故C正确，A、B、D错误。
核心素养·思维升华运动分类(1)按轨迹分为直线运动和曲线运动；(2)按加速度分为：加速度恒定是匀变速运动，加速度变化是变加速运动。
1．2021年7月29日，东京奥运会乒乓球项目展开女单半决赛的争夺，陈梦和孙颖莎携手出战，分别对阵新加坡的于梦雨和东道主日本队的领军人物伊藤美诚，结果双双上演了4－0的横扫好戏，会师决赛，国乒提前包揽了冠亚军！如图所示为乒乓球在空中的运动轨迹，A、B、C为曲线上的三点，AB、BC为两点连线，ED为B点的切线，乒乓球在运动过程中可视为质点，若不考虑空气阻力的影响，则下列说法正确的是(　　)A．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BD方向B．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿BD方向C．乒乓球的运动是匀变速运动，在B点的速度沿BC方向D．乒乓球的运动是变加速运动，在B点的速度沿AB方向
解析：做曲线运动的乒乓球在运动轨迹上某点的速度方向沿曲线在该点的切线方向，因此乒乓球在B点的速度沿BD方向；乒乓球运动中只受重力，根据牛顿第二定律，乒乓球的加速度为重力加速度g，故为匀变速运动，选项A正确，B、C、D错误。
(1)图甲为抛出的石子在空中运动的部分轨迹，图乙是水平面上一小钢球在磁铁作用下的部分运动轨迹。请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向。(不计空气阻力)(2)物体做曲线运动的条件是什么？
提示：(1)各点受力方向和速度方向如图所示(2)物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上。
1．物体做曲线运动的条件(1)动力学条件：合力方向与物体的速度方向不在同一直线上。(2)运动学条件：加速度方向与速度方向不在同一直线上。2．无力不拐弯，拐弯必有力曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之间，而且向合力的方向弯曲，即合力指向轨迹的内侧。(如图所示，水平抛出的物体的受力方向和速度方向)
3．物体的受力与运动性质
2021年12月30日零时43分，长征三号乙运载火箭成功将通信技术试验卫星九号送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。至此，中国航天科技集团有限公司2021年宇航发射任务圆满收官，用全年48次宇航发射全胜的战绩，向党和国家交上了一份骄人的成绩单。假设实验卫星九号在靠近轨道沿曲线从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小。在某一时刻，实验卫星九号所受合力的方向可能是(　　)
解析：由做曲线运动的物体所受合力指向曲线的内侧，且从M点到N点的飞行过程中，速度逐渐减小，则合力与速度方向的夹角大于90°。故选C。
核心素养·思维升华力和运动轨迹关系的两点提醒(1)物体的运动轨迹由初速度、合外力两个因素决定，轨迹在合外力方向与速度方向之间且与速度方向相切。(2)物体在恒力作用下做曲线运动时，速度的方向将越来越接近力的方向，但不会与力的方向相同。
2．(多选)在足球场上罚任意球时，运动员踢出的足球，在行进中绕过“人墙”转弯进入了球门，守门员“望球莫及”，轨迹如图所示。关于足球在这一飞行过程中的受力方向和速度方向，下列说法中正确的是(　　)A．合外力的方向与速度方向不在一条直线上B．合外力的方向沿轨迹切线方向，速度方向指向轨迹内侧C．合外力方向指向轨迹内侧，速度方向沿轨迹切线方向D．合外力方向指向轨迹外侧，速度方向沿轨迹切线方向
解析：足球做曲线运动，则其速度方向为轨迹的切线方向，根据物体做曲线运动的条件可知，合外力的方向一定指向轨迹的内侧，且合外力的方向与速度方向不在一条直线上，故A、C正确，B、D错误。
易错点：不能正确理解物体做直线运动和曲线运动的条件而致错下列几种说法正确的是(　　)A．物体受到变力作用，一定做曲线运动B．物体受到恒力作用，一定做直线运动C．物体所受的合力方向与速度方向不在同一直线上时，一定做曲线运动D．如果合力方向与速度方向在同一直线上，则物体的速度方向不改变，只是速率发生变化
易错分析：本题误认为力变化，速度方向就变化，从而错选A项；或认为合力方向与速度方向在同一直线上时，速度方向一定不变化而错选D。出错的原因是对物体做直线运动和曲线运动的条件理解不透彻。正确解答：根据牛顿第二定律F合＝ma可知，力的变化会导致加速度变化，力和加速度均是矢量，包括大小和方向。无论是变化的a还是恒定的a，当a的方向与v的方向在同一直线上时物体做直线运动；当a的方向和v的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。故选项C正确。
素养警示判断物体是否做曲线运动，要从两个方面考虑(1)看有无合力。(2)看合力与速度方向之间的夹角：若夹角不是0°、180°，物体将做曲线运动。
1．(2021·湖南永州高一期中)老鹰在天空中飞翔，图中虚线表示老鹰在竖直平面内飞行的轨迹，关于老鹰在图示位置时的速度v及其所受合力F的方向可能正确的是(　　)
解析：根据做曲线运动的物体速度沿着切线方向、轨迹向合力方向弯曲的特点，B正确，A、C、D错误。
2．(2022·广东高一期末)如图所示，将磁铁放在水平白纸面上后，钢珠会偏离原来的直线运动方向而做曲线运动。下列说法正确的是(　　)A．曲线运动一定是变速运动B．加速度变化的运动一定是曲线运动C．物体在恒力作用下一定不会做曲线运动D．物体在变力作用下一定会做曲线运动
解析：曲线运动的速度方向一定变化，则曲线运动是变速运动，故A正确；加速度变化表示合外力变化，合外力的方向与速度的方向共线或不共线，运动可以是直线运动或曲线运动，故B错误；物体在恒力作用下可以做曲线运动，如平抛；也可以直线运动，如匀变速直线运动，故C错误；物体在变力作用下可以是力的大小变化或力的方向变化，则物体不一定会做曲线运动，故D错误。
3．(2021·山东高一期中)如图，某同学春节期间去滨江湿地公园玩，向河中抛出一石块，正确的说法是(　　) A．石块速度的大小不变，速度方向时刻发生变化B．石块加速度的方向时刻改变，且加速度方向一定沿曲线每一点的切线方向C．石块速度方向和加速度方向，始终在曲线每一点的切线方向上D．石块的加速度方向跟它的速度方向不在同一直线上
解析：向河中抛出一石块，石块做曲线运动，轨迹向下弯曲，即石块抛出后受到的合力指向弯曲的方向，而速度的方向是曲线每一点的切线方向，故加速度方向跟速度方向不在同一直线上，速度方向不断改变，速度大小也变化。
4．(2022·河北高一期中)质点在光滑的水平面运动，当运动到M点时，质点速度方向竖直向前，此时开始受到一恒力的作用，经过一段时间后，质点的速度变为水平向右，请判断此恒力为(　　)A．F1　　　　B．F2　　　　C．F3　　　　D．F4