第五章　1.曲线运动.docxVIP

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1.曲线运动

【课程标准】

通过实验了解曲线运动,知道物体做曲线运动的条件。

【知识导图】

【情境引入】

哈尔滨冰雪大世界始创于1999年,是由哈尔滨市政府为迎接千年庆典神州世纪游活动,凭借哈尔滨的冰雪时节优势,而推出的大型冰雪艺术精品工程,展示了北方名城哈尔滨冰雪文化和冰雪旅游魅力。第二十五届哈尔滨冰雪大世界开始施工时,近万名冰建工人昼夜赶工,近千台作业机械设备不停运转,园区每天都在“大变样”。据了解,每年冬天火爆全网的“人气王”——超级冰滑梯有多条滑道,2023年的超级冰滑梯通过科学设计、合理布局、严谨施工,最长滑道达521米,和雪花摩天轮一起,成为2023年哈尔滨冰雪大世界的两大爱情主题打卡网红项目。那么你知道图中游玩者此刻速度的方向吗?

必备知识·认知导学

一、曲线运动

1.定义:物体运动的轨迹是曲线的运动。

2.特点:

(1)轨迹是曲线。

(2)曲线运动的速度方向时刻在改变。

速度方向变化,大小不一定变化

(3)曲线运动一定是变速运动。但变速运动不一定是曲线运动,如匀变速直线运动。

二、曲线运动的速度方向

质点在某一点的速度方向,沿曲线在这一点的切线方向。

三、物体做曲线运动的条件

理论分析

曲线运动是变速运动,速度方向时刻改变,物体的加速度一定不为0,故物体所受的合力一定不为0

动力学角度

物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上

运动学角度

物体加速度的方向与速度的方向不在同一直线上

四、轨迹、速度方向、合力方向的关系

三者不共线,合力指向轨迹的凹侧,轨迹夹在速度方向与合力方向之间。

【对号入座】

在光滑水平桌面上不同位置(A、B)放一条形磁体,让小铁珠从同一位置以相同初速度v0运动,得到不同轨迹。图中a、b、c、d为其中四条运动轨迹,磁体放在位置A时,小铁珠的运动轨迹是b(填轨迹字母代号),磁体放在位置B时,小铁珠的运动轨迹是c(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不在(选填“在”或“不在”)同一直线上时,物体做曲线运动。?

提示:因为磁体对小铁珠只能提供吸引力,磁体在A处时,F与v0同向,小铁珠做变加速直线运动,运动轨迹为b;当磁体放在B处时,F与v0不在同一直线上,合力的方向指向轨迹的凹侧,运动轨迹为c。当物体所受合外力的方向与它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动。

【明辨是非】

(1)物体做曲线运动时,合力一定是变力。(×)

提示:物体做曲线运动时,合力方向一定与速度方向不共线,但不一定变化。

(2)物体做曲线运动时,合力一定不为零。(√)

(3)物体做曲线运动时,加速度一定不为零。(√)

(4)做曲线运动的物体的位移大小可能与路程相等。(×)

提示:轨迹为曲线的运动路程一定大于位移大小。

关键能力·探究导思

“抛锚式教学”是使学生在真实的问题情境中,通过师生互动,让学生主动学习,亲身体验达到目标的全过程。“锚”就是提出的情境问题,学生在老师的引导下通过探锚、解锚、起锚一步步解决情境问题的过程为“抛锚”。

学习任务一曲线运动的速度方向

探锚——情境创设启发设问

如图,莫尔格勒河又称莫日格勒河、莫日根河、莫尔根河,位于内蒙古自治区呼伦贝尔市陈巴尔虎旗境内,发源于大兴安岭西麓,号称“天下第一曲水”。

[思考]

(1)河水沿着弯弯曲曲的河床做什么运动?

提示:曲线运动。

(2)图中A、B、C和D处河水的速度方向有什么特点?

提示:河水的速度方向不停地变化,在A、B、C和D处河水的速度方向沿着该位置曲线的切线方向。

解锚——要点归纳规律概括

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,就是曲线上这一点的切线方向。

(2)若物体做曲线运动,表明物体的速度方向发生了变化。

2.几种常见的运动形式

轨迹特点

加速度特点

运动性质

直线

加速度为零

匀速直线运动

加速度不变

匀变速直线运动

加速度变化

变加速直线运动

曲线

加速度不变

匀变速曲线运动

加速度变化

变加速曲线运动

提醒: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。

起锚——典题突破学以致用

【典例1】关于运动的性质,以下说法正确的是()

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】选A。做曲线运动的物体速度方向时刻变化,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大小在变化而速度的方向不变,所以不一定是曲线运动,B错误