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为x轴的方向，竖直向下的方向为y轴的方向，建立坐标系，并从这一瞬间开始计时．）引导1：在抛出后的运动过程中，小球受力情况如何?引导2：那么，小球在水平方向有加速度吗?它将怎样运动?引导3：我们用函数表示小球的水平坐标随时间变化的规律将如何表示?引导4：在竖直方向小球有加速度吗?若有，是多大?它做什么运动?它在竖直方向有初速度吗?引导5：那根据运动学规律，请大家说出小球在竖直方向的坐标随时间变化的规律．引导6：小球的位置能否用它的坐标(x，y)描述?能否确定小球在任意时刻t的位置?三、抛体的轨迹例题1、讨论物体以速度V水平抛出后的轨迹。
（认真阅读教材p8，独立完成下列问题）四、抛体的速度引导1：利用运动合成的知识，结合图6．4—2，求物体落地速度是多大? 落地速度与什么因素有关?例2、一个物体以l0 m／s的速度从10 m的水平高度抛出，落地时速度与地面的夹角θ是多少(不计空气阻力)?练习、在5 m高的地方以6 m／s的初速度水平抛出一个质量是10 kg的物体，则物体落地的速度是多大? (忽略空气阻力，取g=10m／s2)任务二合作探究（认真阅读教材p2-p3，独立完成下列问题）引导1：由于运动的等时性，那么大家能否根据前面的结论得到物体做平抛运动的时间? 平抛运动的物体在空中运动的时间仅取决于下落的什么？引导2：那么落地的水平距离是多大? 平抛运动的水平位移不仅与初速度有关系，还与物体的下落高度有关．任务三达标提升1．平抛物体的运动可以看成 ( )A．水平方向的匀速运动和竖直方向的匀速运动的合成B．水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀速运动的合成C．水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀加速运动的合成D．水平方向的匀速运动和竖直方向的自由落体运动的合成2．物体做平抛运动时，描述物体在竖直方向的分速度v y(取向下为正)随时间变化的图线是 ( )3．一小球在高0．8m的水平桌面上滚动，离开桌面后着地，着地点与桌。
5.1：曲线运动、运动的合成与分解班级姓名【知识梳理】一、曲线运动1、曲线运动中的速度方向：做曲线运动的物体，速度的方向时刻在改变，在某点(或某一时刻)的速度方向是曲线上该点的方向.2、曲线运动的性质：由于曲线运动的速度方向不断变化，所以曲线运动一定是运动，一定存在.3、物体做曲线运动的条件：物体所受合外力(或加速度)的方向与它的速度方向_________ 上，(1)做曲线运动的物体，其轨迹向所指一方弯曲，即合外力总是指向曲线的.根据曲线运动的轨迹，可以判断出物体所受合外力的大致方向.说明：当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率将,当物体受到的合外力的方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率将.(2)如果这个合外力的大小和方向都是恒定的，即所受的合外力为恒力，物体就做运动，如平抛运动.(3)如果这个合外力大小恒定，方向始终与速度方向垂直，物体就做运动.【例1】关于物体做曲线运动，下列说法正确的是【】A.做曲线运动的物体，其速度方向与加速度方向不在同一条直线上B.物体在变力作用下有可能做曲线运动C.物体在恒力作用下不可能做曲线运动D.物体在变力作用下不可能做直线运动【例2】一个物体在相互垂直的恒力凡和％作用下，由静止开始运动，经过一段时间后,突然撤去F2,则物体的运动情况将是【】A.物体做匀变速曲线运动B.物体做变加速曲线运动C.物体做匀速直线运动D.物体沿乩的方向做匀加速直线运动【例3】如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A、3、C为曲线上的三点，关于铅球在B点的速度方向，说法正确的是【A.为的方向B.为BC的方向C.为BQ的方向D.为BE的方向【例4】小球在水平桌面上做匀速直线运动，当它受到如图所示的力的作用时，小球可能运动的方向是【A.OaB.ObC.OcD.Od【例5】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, 但着地前一段时间风突然停止，则其运动的轨迹可能是图中的哪一个？【】A B C D【知识梳理】1、合运动与分运动的特征：(1)等时性：合运动和分运动是发生的，所用时间相等.(2)等效性：合运动跟几个分运动共同叠加的效果.(3)独立性：一个物体同时参与几个分运动，各个分运动进行，互不影响.2、已知分运动来求合运动，叫做运动的合成，包括位移、速度和加速度的合成，遵循定则.(1)两分运动在同一直线上时，先规定正方向，凡与正方向相同的取正值，相反的取负值，合运动为各分运动的代数和. x2(v2, a 2)(2)不在同一直线上，按照平行四边形定则合成(如图所示). 七二>^7*合S含，a 合)(3)两个分运动垂直时，/X £= Jx；, V 寄=Jv； + v； , a ♦=+a§03、已知合运动求分运动，叫运动的分解，解题时应按实际“效果"分解，或正交分解.【例6】如图甲所示，在一端封闭、长约Im的玻璃管内注满清水，水中放一个蜡烛做的蜡块，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。
第2课时物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件1．当物体所受合力的方向与它的速度方向不在同一直线上，物体做曲线运动．2．合力为恒力，物体将做匀变速曲线运动；合力为变力，物体将做变加速曲线运动.一、合作探究找规律考点一物体做曲线运动的条件1．图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局部轨迹．请画出物体在A、B、C、D四点的受力方向和速度方向．2．用一块磁铁，如何使小钢球做以下运动：(1)加速直线运动；(2)减速直线运动；(3)曲线运动．3．物体做曲线运动的条件是什么？答：1.各点受力方向和速度方向如下图．2．(1)把磁铁放置在小钢球运动方向的正前方；(2)把磁铁放置在小钢球运动方向的正前方；(3)把磁铁放置在小钢球运动方向的某一侧．3．合力方向与速度方向不共线．考点二两个直线运动的合运动分析如下图的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A，小车下装有吊着物体B的吊钩．在小车A与物体B以一样的水平速度沿吊臂方向匀速运动的同时，吊钩将物体B向上吊起．1．吊钩将物体B向上匀速吊起时，物体B的运动轨迹是直线还是曲线？2．吊钩将物体B匀加速向上吊起时，物体B的运动轨迹是直线还是曲线？，两个匀速直线运动的合运动为匀速直线运动．2．曲线，水平方向的匀速直线与竖直方向的匀加速的合运动为匀变速曲线运动．二、理解概念做判断1．李娜打出的网球做曲线运动．(√)2．当物体受力方向与运动方向总是在同一直线上时，物体也可以做曲线运动．(×)3．物体做曲线运动时，合力一定是变力．(×)4．物体做曲线运动时，加速度一定不为零．(√)5．物体做曲线运动时加速度方向一定与所受合力方向一样．(√)要点1|物体做曲线运动的条件1．从力和运动关系的角度理解物体做曲线运动的条件(1)当合力的方向跟物体的速度方向在同一直线上时，物体做直线运动．(2)当合力的方向跟物体的速度方向始终垂直时，物体做速度大小不变，方向不断改变的曲线运动，此时的合力只改变速度的方向，不改变速度的大小．(3)当合力的方向跟速度方向不在同一直线上时，可将合力分解到沿着速度方向和垂直于速度方向这两个方向，如下图，沿着速度方向的分力F1只改变速度的大小，垂直于速度方向的分力F2只改变速度的方向，这时物体做曲线运动．(4)假设力和速度之间的夹角为θ，当0≤θ＜90°时，物体速度不断增大，当90°＜θ≤180°时，物体速度不断减小．2．物体做直线运动与做曲线运动的比拟F合方向与v方向在一条直线上不在一条直线上a方向与v方向在一条直线上不在一条直线上程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示．试问在哪一段，小球所受的合力为零( )A．甲B．乙C．丙D．戊【思路点拨】曲线运动的合力一定不为零，如果物体所受的合力为零那么物体一定处于静止状态或者匀速直线运动状态，观察图中小球的位置是否均匀来分析即可．【解析】小球所受的合力为零时，物体处于静止或匀速直线运动状态，根据图象可知，甲阶段做减速直线运动，乙阶段做曲线运动，丙阶段做匀速直线运动，丁阶段做曲线运动，戊阶段做加速直线运动，故丙阶段小球所受的合力为零，故C正确，A、B、D错误．应选C．【答案】 C(2021·天津市红桥区期中)关于曲线运动的性质，以下说法中正确的选项是( )A．曲线运动可能是匀速运动B．曲线运动一定是变速运动C．变速运动一定是曲线运动D．曲线运动的加速度方向可能与速度方向相反解析：曲线运动的速度方向沿着曲线上某点的切线方向，时刻改变，故一定是变速运动，A选项错误，B选项正确；曲线运动的条件是合力与速度不共线，即加速度方向与速度方向不共线，D选项错误；曲线运动一定是变速运动，而变速运动不一定是曲线运动，C选项错误．答案：B名师方法总结物体做曲线运动的判断方法：(1)直接根据曲线运动的定义来判断．假设物体的运动轨迹为直线，那么它做直线运动，为曲线那么物体所做的就是曲线运动．(2)根据物体做曲线运动的条件来确定①假设合外力方向与物体的运动方向共线，那么物体做直线运动，不共线那么物体做曲线运动．②假设物体的加速度方向与其速度方向共线，那么物体做直线运动，不共线那么物体做曲线运动．名师点易错物体做曲线运动的条件只强调合力方向跟它的速度方向不在同一直线上，不管合力是恒力还是变力.要点2|合外力、速度、运动轨迹三者之间的关系1．物体的运动轨迹与速度和合外力有关，如下图，物体的运动轨迹一定夹在合外力与速度方向之间．2．运动轨迹与速度相切，且轨迹是向合外力的方向弯曲，或者说合外力的方向总指向轨迹的内侧．典例2 春节期间人们放飞孔明灯表达对新年的祝福，如下图，孔明灯在竖直Oy 方向做匀加速运动，在水平Ox方向做匀速运动，孔明灯的运动轨迹可能为( )A．直线OA B．曲线OBC．曲线OC D．曲线OD【思路点拨】曲线运动的物体合力一定指向曲线的内侧，孔明灯在Oy方向匀加速，那么合力方向应在y轴正方向上．【解析】孔明灯在竖直Oy方向做匀加速运动，那么合外力沿Oy方向，在水平Ox方向做匀速运动，此方向上合力为零，所以合运动的加速度方向沿Oy方向，但合速度方向不沿Oy方向，孔明灯做曲线运动，结合合力指向轨迹内侧，可知轨迹可能为OD，故D正确，A、B、C错误．【答案】 D如下图，一小球在光滑的水平面上以v0向右运动，运动中要穿过一段有水平向北的风的风带ab，经过风带时风会给小球一个向北的水平恒力，其余区域无风力，那么小球过风带及过后的轨迹正确的选项是( )解析：小球受到风的作用后做曲线运动，合力指向轨迹的内侧，离开风带后，小球做匀速直线运动，B选项正确．答案：B名师方法总结物体运动到某点时，轨迹向哪个方向弯曲，可以用如下方法判断：作出该点的速度方向(即切线方向)所在的直线，那么合外力方向指向此直线的哪一侧，轨迹就向哪一侧弯曲，应用这一规律，我们也可以根据轨迹的弯曲方向判断合外力的大致方向．名师点易错物体受多个力作用时，并不是某一个力的方向指向曲线的内侧，而是合力方向才指向曲线内侧.要点3|两个直线运动的合运动的性质和轨迹的判断1．两个同一直线上的分运动的合成两个分运动在同一直线上，无论方向是同向还是反向，无论是匀速的还是变速的，其合运动一定是直线运动．2．两个互成角度的分运动的合成(1)两个匀速直线运动的合运动一定仍是匀速直线运动，v合由平行四边形定那么求解．(2)两个初速度均为零的匀加速直线运动的合运动一定仍是初速度为零的匀加速直线运动，a合由平行四边形定那么求解．(3)一个匀速直线运动和另一个匀变速直线运动的合运动一定是匀变速曲线运动，合运动的加速度即为分运动的加速度．(4)两个匀变速直线运动的合运动，其性质由合加速度方向与合初速度方向的关系决定：当合加速度与合初速度共线时，合运动仍为匀变速直线运动；当合加速度与合初速度不共线时，合运动为匀变速曲线运动．3．两个相互垂直的分运动的合成如果两个分运动都是匀速直线运动，且互成角度为90°，其分位移为x1、x2，分速度为v1、v2，那么其合位移x和合速度v可以运用解直角三角形的方法求得，如下图．典例3 (多项选择)(2021·成都模拟)CCTV－1综合频道在黄金时间播出了电视剧?陆军一号?，其中直升机抢救伤员的情境深深感动了观众．假设直升机放下绳索吊起伤员后(如图甲所示)，竖直方向的速度图象和水平方向的位移图象分别如图乙、丙所示，假设不计空气阻力，那么( )A．伤员一直处于失重状态B．绳索中拉力方向一定沿竖直向上C．在地面上观察到伤员的运动轨迹是一条倾斜向上的直线D．绳索中拉力先大于重力，后小于重力【解析】分析图乙可知，伤员在竖直方向上先是向上做匀加速运动，加速度向上，拉力大于重力，处于超重状态；后向上做匀减速运动，加速度向下，拉力小于重力，处于失重状态，A选项错误，D选项正确；分析图丙可知，伤员在水平方向上做匀速直线运动，故绳索中拉力方向始终沿竖直向上，B选项正确；根据运动的合成与分解知识可知，伤员运动的轨迹是曲线，C选项错误．【答案】BD以下说法正确的选项是( )A．匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动一定是直线运动B．匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动C．假设物体所受合外力不为零，那么一定做曲线运动D．假设物体做曲线运动，那么所受的合外力一定不为零解析：物体做直线和曲线运动的条件看合外力与初速度的方向，假设方向在一条直线上，那么做直线运动，假设不在一条直线上，那么做曲线运动，匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动可是直线运动也可是曲线运动，A、B错误；假设物体所受合外力不为零，但合外力与初速度的方向在一条直线上，物体也做直线运动，C 错误；假设物体做曲线运动，速度方向一定改变，有加速度，物体所受的合外力一定不为零，D 正确．应选D ．答案：D名师方法总结两个互成角度的直线运动的合运动的性质和轨迹，由两分运动的性质及合初速度与合加速度的方向关系决定．判断方法如下：(1)性质的判断：根据合加速度是否恒定判定合运动是匀变速运动还是非匀变速运动，假设合加速度不变且不为零，那么合运动为匀变速运动，假设合加速度变化，那么为非匀变速运动．(2)轨迹的判断：根据合加速度与合初速度是否共线判断合运动是直线运动还是曲线运动．假设合加速度与合初速度在同一直线上，那么合运动为直线运动，否那么为曲线运动．名师点易错1．两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动．2．两个直线运动的合运动不一定是直线运动.要点4|曲线运动的分类曲线运动⎩⎪⎨⎪⎧匀变速曲线运动⎩⎪⎨⎪⎧①物体所受合力方向与初速度的方向不在同一直线上②合力是恒力，即加速度恒定变加速曲线运动⎩⎪⎨⎪⎧①物体所受合力方向与初速度的方向不在同一直线上②合力是变力(可以是力的大小改变，也可,以是力的方向改变或二者同时改变)，即加速度变化 典例4 一个物体在光滑水平面上以初速度v 做曲线运动，物体在运动过程中：只受恒力的作用，其运动轨迹如下图，那么物体在由M 点运动到N 点的过程中，物体的速度大小的变化情况为_____________________________．【思路点拨】物体做曲线运动时，合力一定指向曲线的凹侧，此题中恒力从M点或N 点均为指向凹侧，且方向不可变化，可从图上大体标出恒力方向，再根据恒力与速度夹角来判断速度大小如何变化．【解析】过M点做曲线的切线如下图AE，过N点做曲线的切线如下图DF.物体运动到M点时所受合外力的方向将以M点为作用点，方向可能指向直线AE的下方的任意一个方向；物体运动到N点时所受合外力的方向将以N点为作用点，方向可能指向直线DF的下方的任意一个方向．因为物体运动过程中物体所受合外力为一个定值，所以物体所受合外力的可能方向应在物体运动到M点时可能的速度方向与运动到N点时可能的速度方向的公共局部．显然当物体到达M点时，物体运动的速度方向与物体所受合外力的方向成钝角，故合外力充当阻力，导致物体运动速度减小；当物体到达N点时，物体运动的速度方向与物体所受合外力的方向成锐角，故合外力充当动力，导致物体运动速度增大．显然，物体沿着曲线MN运动的过程中，物体运动的速度大小先减小而后增大．【答案】先减小而后增大一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动，此过程中水平方向只受一个恒力的作用，运动轨迹如下图，M点的速度为v0，那么由P到N的过程中，速度大小的变化为( )A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大后减小D．先减小后增大解析：由于物体受到恒力作用，由轨迹的弯曲可知，力F的方向为斜向下方向，但比v 的方向向左偏折得多一些，由此可知力F与v0的夹角为钝角，力F沿轨迹切线方向的分量使速度逐渐减小，当速度方向与力F的方向垂直时，速度最小，而当速度的方向变化为与力F的方向成锐角后，物体的速度又逐渐增大，由此可知物体在由P到N运动的过程中速度应是逐渐增大，故A正确．答案：A名师方法总结判断做曲线运动的物体的速度大小变化情况时，应从以下关系入手：(1)当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体做曲线运动的速率增大；(2)当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体做曲线运动的速率减小；(3)当物体所受合外力方向与速度方向的夹角总为直角(或垂直)时，物体做曲线运动的速率不变．名师点易错物体做直线运动还是曲线运动，是由力的方向和速度的方向关系决定的，与力是恒力还是变力无关．恒力作用下的曲线运动称为匀变速曲线运动；变力作用下的曲线运动称为变加速曲线运动.对点训练一曲线运动的条件1．(多项选择)(2021·鸡泽期末)一个质量为1 kg、初速度不为零的物体，在光滑水平面上受到大小分别为1 N、3 N和5 N 的三个水平方向的共点力作用，那么该物体( ) A．可能做匀速直线运动B．可能做匀减速直线运动C．可能做匀变速曲线运动D．加速度的大小不可能是2 m/s2解析：先求三个力合力的取值范围，1N、3 N和5 N三力同向时合力最大，为9 N，而最小为1 N，合力不可能为零，物体不能做匀速直线运动，A选项错误；当合力与初速度反向时，物体做匀减速直线运动，B选项正确；当合力与初速度方向不共线时，物体可做匀变速曲线运动，C选项正确；根据牛顿第二定律可知，当合力等于2 N时，加速度为2 m/s2，D选项错误．答案：BC对点训练二合外力、速度、轨迹的关系2．(2021·嘉兴模拟)如下图，高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程，虚线是飞出的扑克牌的轨迹，那么扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的选项是( )解析：扑克牌做曲线运动，速度方向沿着运动轨迹的切线方向，合力指向运动轨迹弯曲的内侧，A选项正确．答案：A对点训练三合运动轨迹及性质的判断3．(多项选择)光滑水平面上一运动质点以速度v0通过点O，如下图，与此同时给质点加上沿x轴正方向的恒力F x和沿y轴正方向的恒力F y，那么 ( )A．因为有F x，质点一定做曲线运动B．如果F y<F x，质点向y轴一侧做曲线运动C．如果F y＝F x tanα，质点做直线运动D．如果F x>F y cotα，质点向x轴一侧做曲线运动解析：如果F x、F y二力的合力沿v0方向，即F y＝F x tanα.那么质点做直线运动，选项A 错误、选项C正确；假设F x>F y cotα，那么合力方向在v0与x轴正方向之间，那么轨迹向x 轴一侧弯曲而做曲线运动，假设F x<F y cotα，那么合力方向在v0与y轴之间，所以运动轨迹必向y轴一侧弯曲而做曲线运动．因不知α的大小，所以只凭F x、F y的大小不能确定F合是偏向x轴还是y轴，选项B错误、选项D正确.答案：CD对点训练四曲线运动的分类4．(多项选择)一个物体以初速度v0从A点开场在光滑水平面上运动．有一个水平力作用在物体上，物体运动轨迹如图中实线所示，图中B为轨迹上的一点，虚线是过A，B两点并与轨迹相切的直线，虚线和实线将水平面划分为5个区域．关于施力物体的位置，下面说法正确的选项是( )A．如果这个力是引力，那么施力物体一定在④区域B．如果这个力是引力，那么施力物体一定在②区域C．如果这个力是斥力，那么施力物体可能在②区域D．如果这个力是斥力，那么施力物体可能在③区域解析：做曲线运动的物体轨迹一定处于合外力与速度方向之间且弯向合外力这一侧，如果这个力是引力，那么施力物体一定在④区域，如果这个力是斥力，施力物体一定在②区域，A、C选项正确，B、D选项错误．答案：AC【强化根底】1．(2021·阜城期末)以下关于曲线运动的表达中，正确的选项是( )A．做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的B．做曲线运动的物体，速度方向一定时刻改变C．物体做曲线运动时，它所受到的合力可能为零D．物体做曲线运动时，所受合力方向有可能与速度方向在一条直线上解析：曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，但合力可能不变，加速度可能不变，A选项错误；曲线运动的速度方向必定是改变的，B选项正确；物体受到合外力为零时，做匀速直线运动，不可能是曲线运动，C选项错误；物体所受合力方向与速度方向在一条直线上时，一定做匀变速直线运动，D选项错误．答案：B2．如下图，一小球在光滑水平桌面上做匀速运动，假设沿桌面对小球施加一个恒定外力，那么小球一定做( )A．直线运动B．曲线运动C．匀变速运动D．匀加速直线运动解析：当物体所受的恒力与速度方向在同一条直线上，做匀变速直线运动，不在同一条直线上，做匀变速曲线运动，故小球一定做匀变速运动，C选项正确．答案：C3．(多项选择)(2021·济南市历城区模拟)如下图，一物体在光滑水平面上，在恒力F 的作用下(图中未画出)做曲线运动，物体的初速度、末速度方向如下图，以下说法正确的选项是( )A．物体的运动轨迹是抛物线B．F的方向可以与v2成45°C．F的方向可以与v1垂直D．F的方向可以与v2垂直解析：物体受到恒定的外力作用，运动轨迹为抛物线，A选项正确；根据曲线运动的规律可知，受力指向轨迹的内侧，要使物体沿如下图的轨迹运动，力的方向介于初速度切线的反向延长线和末速度方向之间，但不包括边界，F的方向可以与v2成45°，B选项正确；分析轨迹图可知，物体的初、末速度相互垂直，F的方向不能与初速度v1和末速度v2垂直，C、D选项错误．答案：AB4．假设物体运动初速度v0的方向及该物体受到的恒定合外力F的方向，那么图中所画物体运动的轨迹可能正确的选项是( )解析：曲线运动的速度的方向是沿着运动轨迹的切线的方向，由此可以判断A、D错误；曲线运动的物体受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧，由此可以判断B正确；C错误．答案：B5．双人滑运发动在光滑的水平冰面上做表演，甲运发动给乙运发动一个水平恒力F，乙运发动在冰面上完成了一段优美的弧线MN.v M与v N正好成90°角，那么此过程中，乙运发动受到甲运发动的恒力可能是图中的( )A．F1B．F2C．F3D．F4解析：物体由M向N做曲线运动受力指向轨迹的内侧，故物体先做匀减速运动后做匀加速运动，合外力的方向可能是F2的方向，B选项正确．答案：B【稳固易错】6．(2021·沈阳市三模)在水平桌面上放置一张纸，画有如下图的平面直角坐标系，一个涂有颜料的小球以速度v从原点O出发，沿y轴负方向做匀速直线运动(不计纸与球间的摩擦)，同时，白纸从静止开场沿x轴正方向做匀加速直线运动，经过一段时间，在纸面上留下的痕迹为以下图中的( )解析：根据运动的合成与分解法那么可知，以白纸为参考系，小球沿y轴负方向做匀速直线运动，沿x轴正方向做初速度为零的匀加速直线运动，那么小球的运动轨迹，如B选项所示，B选项正确．答案：B7．一物体在共点恒力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，突然撤去F1，其他力不变，那么物体可能做的运动，以下说法正确的选项是( )A．物体不可能做匀变速直线运动B．物体可能做直线运动，也可能做曲线运动C．物体一定沿着F1的方向做匀减速直线运动D．物体一定沿着与F1相反的方向做匀加速直线运动解析：一物体在共点力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动，合力为零，突然撤去F1，其他力不变，根据共点力的平衡知识可知，合力的方向与F1的方向相反，物体做匀变速运动．假设速度方向与F1方向不在同一条直线上，物体做曲线运动；假设速度方向与F1方向在同一条直线上，且与F1同向，那么物体做匀减速直线运动；假设速度方向与F1方向在同一条直线上，且与F1反向，那么物体做匀加速直线运动，B选项正确．答案：B【能力提升】8．一物体做曲线运动，轨迹如下图，物体运动到A、B、C、D四点时，图中关于物体速度方向和受力方向的判断，哪些点可能是正确的？解析：物体的速度方向一定沿曲线的切线方向，物体受到合外力的方向指向曲线的凹侧，故A、D两点正确．答案：A、D9．中国首颗火星探测器“萤火一号〞于2021年10月发射．如下图为该探测器示意图，P1、P2、P3、P4是四个喷气发动机，P1、P3的连线与空间某一固定坐标系的x轴平行，P2、P4的连线与y轴平行，每台发动机开动时都能向探测器提供动力，开场时，探测器以恒定速率v0向x轴正方向平动，四个喷气发动机P1、P2、P3、P4能提供的推力大小相等，那么：(1)分别单独开动P1、P2、P3、P4，探测器将分别做什么运动？(2)同时开动P2与P3，探测器将做什么运动？(3)假设四个发动机同时开动，探测器将做什么运动？解析：(1)单独开动P1，产生一个沿x轴负方向的力，探测器先做匀减速直线运动直到速度为零，后沿x轴负方向做匀加速直线运动．单独开动P2，产生一个沿y轴正方向的力，与初速度方向垂直，探测器做曲线运动．单独开动P3，产生一个沿x轴正方向的力，探测器做匀加速直线运动．单独开动P4，产生一个沿y轴负方向的力，与初速度方向垂直，探测器做曲线运动．(2)同时开动P2与P3，产生一个沿y轴正方向的力和一个沿x轴正方向的力，合力与初速度夹角为45°，物体做曲线运动．(3)同时开动四个发动机，合外力为零，探测器将以原速度做匀速直线运动．答案：见解析。
第五章 曲线运动本章设计本章以平抛运动和圆周运动为例，介绍物体做曲线运动的条件、规律及研究方法——运动的合成与分解，这种方法是处理曲线运动问题的基本方法，它既是对力的合成与分解的一种深化巩固，更渗透着研究物理问题的思想方法．学生学习了曲线运动的方向后，教材通过让学生做一个“飞镖”，使飞镖在空中做斜抛运动，观察飞镖的指向不断地发生变化的情景，观察飞镖落入地面及插入泥土时的指向，联系飞镖在空中做曲线运动的轨迹，体会曲线运动的速度方向与运动轨迹的关系．重视学生对物理现象和规律的亲身体验，学生经过亲身观察和体验后，既容易理解知识，又加深对知识的记忆．在“实验：研究平抛运动”这节课中，教材给出了明确的探究思路，但没有给出确定的实验步骤，而是介绍了三种不同的实验方法和装置，这样做的目的是使学生重视实验探究的科学方法，在对这些案例理解的基础上，根据自身的条件，创造性地设计自己的探究方案，拓展学生的思维．教材构建了更为合理的知识结构，传统的教材是先学向心力后研究向心加速度，这样做的好处是对应了牛顿第二定律的逻辑思想，但不能理解向心加速度是反映做圆周运动的物体速度方向变化的快慢这一本质含义．研究匀速圆周运动要注意以下几个问题：1．正确分析物体的受力，确定向心力．由牛顿运动定律可知，产生加速度的力是物体受到的各个力的合力，因此产生向心加速度的力是向心力．向心力一般是由合力提供的，在具体问题中也可以是由某个实际的力提供，如拉力、重力、摩擦力等．2．确定匀速圆周运动的各物理量之间的关系．描述匀速圆周运动的物理量主要是线速度、角速度、轨道半径、周期和向心加速度．这里需要指出的是在计算中常常遇到π值的问题，一定注意带入的是3.14而不是180°，因为圆周运动中的角速度是以弧度/秒(rad/s)为单位的．例如钟表的分针周期是60 min ，求它转动的角速度．根据ω＝2πT ，那么ω＝2×3.1460×60rad/s ＝1.74×10－3 rad/s. 通过本节的学习，首先要明确物体做曲线运动的条件和如何描述曲线运动，学会运动的合成与分解的基本方法；其次，应认识牛顿运动定律同样适用于曲线运动，它是反映物体机械运动的基本定律；再次，应领会运动的合成与分解是物理等效思想的方法在曲线运动研究过程中的具体应用．全章共7节，建议用9课时，各课时安排如下：1曲线运动文本式教学设计整体设计本节主要内容是做曲线运动物体的位移、速度方向的判定，运动的合成与分解以及物体做曲线运动的条件．曲线运动是一种变速运动，特别是匀速圆周运动，并不是匀速运动，而是一种变速运动，因为物体的运动方向时刻在变化．教学中要突出矢量性的分析教学，让学生进一步感受矢量的含义．对于曲线运动的教学，教师可以联系各种生活实例以及前面学习过的直线运动的知识来帮助学生理解．在此基础上进一步引入曲线运动的位移、速度的方向等问题，首先让学生讨论如何确定曲线运动速度的方向，教师可以通过点拨引导，让学生自己设计可行性的实验方案，进而通过实验找出任意曲线运动的速度方向与其运动轨迹的关系，然后教师引导学生证明这个结论．通过运动的合成与分解，我们可以把复杂运动看成是几个简单运动的合运动，通过研究分运动的性质和轨迹来确定合运动的性质和轨迹，通过研究简单的直线运动的规律，来进一步研究曲线运动的规律．例如：平抛运动、机械振动．对于物体做曲线运动的条件，更要从实际出发，通过列举生活中的大量实例，分析、总结、归纳出结论，千万不要想当然地直接告诉学生结论．教给学生方法比教给学生知识重要得多，教师在教学中一定要突出学生的主体地位．教学重点1．物体做曲线运动速度方向的判断．2．运动的合成与分解的概念．3．运动的合成与分解的方法.4．物体做曲线运动的条件．教学难点1．在具体问题中，判断合运动和分运动．2．理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动．3．物体做曲线运动的条件．课时安排3课时三维目标知识与技能1．知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动．2．在具体情景中，知道合运动、分运动分别是什么，知道其同时性和独立性．3．知道运动的合成与分解，理解运动的合成与分解遵循平行四边形定则．4．知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力与它的速度不在同一条直线上．过程与方法1．体验曲线运动与直线运动的区别．2．通过对抛体运动的观察和思考，了解一个运动可以与几个不同的运动效果相同，体会等效替代的方法．3．通过观察演示实验，知道运动的独立性，学习化繁为简的研究方法．4．掌握用平行四边形定则处理简单的矢量运算问题的方法．情感、态度与价值观能领会曲线运动的奇妙与和谐，培养对科学的好奇心和求知欲．课前准备教具准备：多媒体课件、斜面、小钢球、小木球、条形磁铁．知识准备：复习匀速直线运动的特点和受力情况．教学过程导入新课情景导入生活中运动情况有很多种，通过学习各种直线运动，包括匀速直线运动、匀加速直线运动(包括自由落体)等，我们知道这几种运动的共同特点是物体运动的速度方向不变．下面我们来欣赏几组画面(多媒体播放)：抛出去的标枪、宇宙中的星体、砂轮打磨下来的微粒的运动又是一种怎样的运动呢？演示导入演示1.自由释放一支较小的粉笔头；演示2.平行抛出一支相同大小的粉笔头．两支粉笔头的运动情况有什么不同呢？学生交流讨论．结论：前者是直线运动，后者是曲线运动．复习导入前边几章我们研究了直线运动，请同学们思考以下两个问题：1．什么是直线运动？2．物体做直线运动的条件是什么？学生交流讨论并回答．在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题．推进新课曲线运动是人们常见的运动形式，如运动员掷出的铁饼是沿着曲线运动的，发射出的导弹在空中是沿着曲线飞行的，汽车拐弯时的运动是曲线运动，地球、月球、人造地球卫星沿轨道的运动是曲线运动．让学生列举生活中有关曲线运动的例子．问题：做曲线运动物体的运动轨迹是一条曲线，那么物体做曲线运动的位移与物体做直线运动的位移的描述有什么区别呢？一、曲线运动的位移回忆思考：位移是怎样定义的？其实我们在学习位移定义的时候，教师就引入了物体做曲线运动的情况，并比较了物体在做直线运动与曲线运动时，物体的位移与路程的区别．结论：无论是直线运动还是曲线运动，物体的位移均为初位置指向末位置的有向线段．补充问题：如何描述物体做曲线运动的位移？在平面直角坐标系中研究平面内的物体的运动轨迹及位移．问题：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，怎样确定做曲线运动的物体在任意时刻速度的方向呢？二、曲线运动的速度演示1：在旋转的砂轮上磨刀具．演示2：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转．问题1：磨出的火星如何运动？为什么？问题2：水滴沿什么方向飞出？为什么？教师此时可引导学生用画图的方式与实验相结合的方式进行分析．实验与探究用线拴一石块，用手拿着线的一端，使石块做圆周运动．当石块旋转到你事先选定的方位时，将手中的线释放，石块抛出，请另一个同学记下石块的落地点，将过抛出点且垂直于地面的竖直线在地面上的垂足与落地点连成一条直线．结论：石块会沿脱手处圆周的切线方向飞出．让学生总结出曲线运动的速度方向．思考并讨论：1.在变速直线运动中如何确定某点的瞬时速度？分析：如要求直线上的某处A点的瞬时速度，可在离A不远处取一B点，求A、B两点的平均速度来近似表示A点的瞬时速度，时间取得越短，这种近似越精确，如时间趋近于零，那么A、B两点间的平均速度即为A点的瞬时速度．2．在曲线运动中如何求某点的瞬时速度？交流讨论：先求AB的平均速度，据式：v AB＝s ABt可知：v AB的方向与s AB的方向一致，t越小，v AB越接近A点的瞬时速度，当t→0时，AB即为曲线的切线，A点的瞬时速度方向为曲线上该点的切线方向．可见，速度的方向为质点在该处的切线方向，且方向是时刻改变的．结论：曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点(或某一时刻)的速度方向沿曲线上这一点的切线方向．补充问题：什么是切线？P和Q是曲线C上邻近的两点，P为定点，当Q点沿着曲线C无限地接近P点时，割线PQ的极限位置PT叫做曲线C在点P的切线，P点叫做切点；经过切点P并且垂直于切线PT的直线PN叫做曲线C在点P的法线(无限逼近的思想)．设疑：曲线运动是匀速运动还是变速运动？问题引导：速度是______(矢量、标量)，所以只要速度方向变化，速度就发生了______，也就具有______，因此曲线运动是______．学生讨论并总结：矢量变化加速度变速运动课堂训练1．关于曲线运动，下列判断正确的是()．A．曲线运动的速度大小可能不变B．曲线运动的速度方向可能不变C．曲线运动的速度可能不变D．曲线运动可能是匀变速运动答案：AD2．质点在力F的作用下做曲线运动，下列各图是质点受力方向与运动轨迹图，正确的是()．答案：ACD师生共同分析：曲线运动既然是变速运动，它一定具有加速度且加速度方向与受力方向一致，由质点做曲线运动的条件知，受力方向与速度方向不共线，且指向曲线的内侧．三、运动描述的实例实验与探究如图所示，在一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水．水中放一圆柱形的红蜡块R，将玻璃管的开口端用橡胶塞塞紧．(图甲)将这个玻璃管倒置(图乙)，红蜡块R就沿玻璃管上升．如果旁边放一把米尺，可以看到红蜡块上升的速度大致不变，即红蜡块做匀速直线运动．再次将玻璃管上下颠倒，在红蜡块上升的同时将玻璃管水平向右匀速移动，观察红蜡块的运动．(图丙)问题：在黑板的背景前观察由甲到乙的过程，可以发现红蜡块做的是匀速直线运动，而过程丙中红蜡块做的是什么运动呢？注明：学生回答可能有很多情况，教师要注意引导学生大胆猜测，但不能给出具体的答案，为下面的探索奠定基础．教师引导：对于直线运动，很明显，其运动轨迹就是直线，建立直线坐标系就可以解决问题，但如果是一个运动轨迹不确定的运动还能这样处理吗？很显然是不能的，这时我们可以选择平面内的坐标系．比如选择我们最熟悉的平面直角坐标系．下面我们就来看一看怎样在平面直角坐标系中研究物体的运动．1.红蜡块的位置建立如图所示的平面直角坐标系：选红蜡块开始运动的位置为原点，水平向右的方向和竖直向上的方向分别为x轴和y轴的正方向．在观察中我们已经发现红蜡块在玻璃管中是匀速上升的，所以我们设红蜡块匀速上升的速度为v y ，玻璃管向右匀速运动的速度为v x ，从红蜡块开始运动的时刻开始计时，我们就可以得到红蜡块在t 时刻的位置P (x ，y )．问题：我们该如何得到点P 的两个坐标呢？学生讨论：红蜡块在两个方向上做的都是做匀速直线运动，所以x 、y 可以通过匀速直线运动的位移公式x ＝v t 获得，即x ＝v x t y ＝v y t这样我们就确定了红蜡块运动过程中任意时刻的位置．2．红蜡块的速度红蜡块在某个位置的速度等于该位置的位移除以发生这段位移所需要的时间．根据红蜡块的位置坐标，我们很容易求出红蜡块在任意时刻的位移的大小OP ＝x 2＋y 2＝t v 2x ＋v 2y ，所以我们可以直接计算红蜡块的速度．学生推导速度公式：v ＝OP t ＝t v 2x ＋v 2y t＝v 2x ＋v 2y . 3．红蜡块的运动轨迹在数学上，关于x 、y 两个变量的方程可以代表一条直线或曲线．现在我们要找红蜡块运动的轨迹，实际上我们只要找到表示红蜡块运动轨迹的方程就可以了．问题：观察我们刚才得到的关于红蜡块位置的两个方程，发现在这两个关系式中，除了x 、y 之外还有一个变量t ，我们应该如何来得到红蜡块的轨迹方程呢？讨论：根据数学上的消元法，我们可以从这两个关系式中消去变量t ，就可以得到关于x 、y 两个变量的方程了．实际上我们前面得到的两个关系式就相当于我们在数学上学到的参数方程，消t 的过程实际上就是消去参数的过程．由红蜡块的位置坐标不难得到其轨迹方程：y ＝v y v xx 可见，该方程代表的是一条过原点的直线，即红蜡块相对于黑板做直线运动．在这个实验中，我们看到的红蜡块实际的运动是相对于黑板向右上方的运动，它是由向上和向右的两个分运动来合成的，我们把红蜡块沿玻璃管向上的运动和它随着玻璃管向右的运动都叫做这个运动的分运动；而红蜡块相对于黑板向右上方的运动叫做合运动．概念：由分运动求合运动的过程叫做运动的合成；由合运动求分运动的过程叫做运动的分解．实验与探究(flash 演示，探究运动的独立性)在右图装置中，两个相同的弧形轨道M 、N ，分别用于发射小铁球P 、Q ；两轨道上端分别装有电磁铁C 、D ；调节电磁铁C 、D 的高度，使AC ＝BD ，从而保证小铁球P 、Q 在轨道出口处的水平初速度v 0相等．操作：将小铁球P 、Q 分别吸在电磁铁C 、D 上，然后切断电源，使两小铁球能以相同的初速度v 0同时分别从轨道M 、N 的下端射出；增大或者减小轨道M 下端离桌面的高度，只改变小铁球P 到达桌面时速度竖直方向分量的大小，再进行实验．结果：两小铁球总是同时到达E 处，发生碰撞.结论：实验结果显示，改变小铁球P 在轨道M 下端离桌面的高度，两个小铁球仍然会发生碰撞，说明沿竖直方向的距离变化了，即改变了两铁球相遇时小铁球P 沿竖直方向的速度分量大小，但并不能改变小铁球P 沿水平方向的速度分量大小．因此，两个小铁球一旦具有水平方向上相同的初速度，就会发生碰撞．这说明小铁球在竖直方向上的运动并不影响它在水平方向上的运动．1如果在前面所做的实验中玻璃管长90 cm ，红蜡块由玻璃管的一端沿管匀速地竖直向上运动，同时匀速地向右水平移动玻璃管，当玻璃管水平移动了80 cm 时，红蜡块到达玻璃管的另一端．整个运动过程所用的时间为20 s ，求红蜡块运动的合速度．解答：竖直方向的分速度v 1＝0.920m/s ＝0.045 m/s 水平方向的分速度v 2＝0.820m/s ＝0.04 m/s 合速度：v ＝v 21＋v 22＝0.06 m/s合速度与合位移的方向相同，可以让学生用这种方法求合位移．交流与探究现在我们探讨了红蜡块在玻璃管中的运动，请大家考虑实际生活中我们遇到的哪些物体的运动过程与红蜡块相似．典型事例：船过河，对船在水里的运动加以讨论．课件展示：(flash)分别选择“船在静水”和“船在流水”中按钮，演示船的运动情况，还可以利用课件改变船速和水流速度以及船的运动方向，让学生感性理解运动的合成与分解．参考：船过河时的运动情况和红蜡块在玻璃管中的运动情况基本是相同的．首先船过河时会有一个自己的运动速度，当它开始行走的时候，同时由于水流的作用，它要顺着水流方向获得一个与水速相同的速度．小船自己的速度一般是与河岸成一定角度的，而水流给小船的速度却是沿着河岸的，所以船实际的运动路径是这两个分运动合成的结果，而合速度取决于这两个分速度的大小和方向．2已知某船在静水中的速率为v 1＝4 m/s ，现让船渡过某条河，假设这条河的两岸是理想的平行线，河宽为d ＝100 m ，河水的流动速度为v 2＝3 m/s ，方向与河岸平行．试分析：(1)欲使船以最短时间渡过河去，船的航向怎样？最短时间是多少？到达对岸的位置怎样？船发生的位移是多大？(2)欲使船渡河过程中的航行距离最短，船的航向又应怎样？渡河所用时间是多少？ 分析：船同时参与了两个分运动：一是船相对于水的运动，其速度就是船在静水中的速度v 1＝4 m/s ，方向与船头的指向相同；二是船随水漂流的运动，其速度等于河水流速v 2＝3 m/s ，方向平行于河岸，与水流动方向相同，指向下游．船在河水中实际发生的运动(站在岸边观察者看到的运动)即是由上述两个分运动合成的．根据运动的独立性和等时性，渡河时间取决于垂直河岸速度的大小，与水流速度无关，但渡河时船的运动轨迹取决于合速度的方向，显然与水流速度有关系．解答：(1)根据运动的独立性和等时性，当船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥最大时，渡河所用时间最短，设船头指向上游且与上游河岸夹角为α，其合速度v 与分运动速度v 1、v 2的矢量关系如图所示．河水流速v 2平行于河岸，不影响渡河快慢，船在垂直河岸方向上的分速度v ⊥＝v 1sin α，则船渡河所用时间为t ＝d v 1sin α. 显然，当sin α＝1即α＝90°时，v ⊥最大，t 最小，此时船身垂直于河岸，船头始终指向正对岸，但船实际的航向斜向下游，如图所示．渡河的最短时间t min ＝d v 1＝1004s ＝25 s. 船的位移为s ＝v t ＝v 21＋v 22t min ＝42＋32×25 m ＝125 m.船渡过河时已在正对岸的下游A 处，其顺水漂流的位移为x ＝v 2t min ＝v 2d v 1＝3×1004m ＝75 m.(2)由于v 1＞v 2，故船的合速度与河岸垂直时，船的航行距离最短．设此时船速v 1的方向(船头的指向)斜向上游，且与河岸成θ角，如图所示，则cos θ＝ v 2v 1＝34，θ＝41°24′. 船的实际速度为：v 合＝v 21－v 22＝42－32 m/s ＝7 m/s.故渡河时间：t ′＝d v 合＝1007s ＝10077 s ≈38 s. 思维拓展当船在静水中的航行速度v 1大于水流速度v 2时，船航行的最短航程为河的宽度，此时船头指向应与上游河岸成θ角，且cos θ＝v 2v 1. 如果水流速度v 2大于船在静水中的航行速度v 1，则不论船的航行方向(船头的指向)如何，总要被水冲向下游，那么，怎样才能使漂向下游的距离最小，从而使航程最短呢？如图所示，以v 2矢量的末端为圆心，以v 1的大小为半径作圆，当合速度的方向与圆相切时，合速度的方向与河岸的夹角最大，此时航程最短．由图可知sin α＝v 1v 2，最短航程为s ＝d sin α＝v 2v 1d .此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝v 1v 2. 小结：小船渡河问题一般有渡河时间最短和航程最短两类问题：1．关于最短时间，可根据运动等时性原理由船对水的分运动时间来求解，由于河宽一定，只有当船对水速度v 1垂直河岸时，垂直河岸方向的分速度最大，所以必有t min ＝d 1. 2．关于最短航程，要注意比较水流速度v 2和船对静水速度v 1的大小情况，若v 1＞v 2，船的最短航程就等于河宽d ，此时船头指向应与上游河岸成θ角，且cos θ＝v 2v 1；若v 2＞v 1，则最短航程s ＝v 2v 1d ，此时船头指向应与上游河岸成θ′角，且cos θ′＝ v 1v 2.如果物体在一个方向上的分运动是匀速直线运动，在与它垂直方向的分运动是匀加速直线运动，合运动的轨迹是什么样的？提示：匀速直线运动的速度v 1和匀加速直线运动的初速度的合速度应如图所示，而加速度a 与v 2同向，则a 与v 合必有夹角，因此合运动的轨迹为曲线．知识拓展1．合运动和分运动总是同时开始同时结束，没有合运动也就没有分运动，反之也成立，即没有分运动也就没有合运动．对于运动的合成与分解过程的这个特点，我们把它称为运动的合成与分解的等时性原理．也就是说，在物体的运动过程中，合运动持续的时间和各分运动所持续的时间是相等的．2．在红蜡块运动的过程中，虽然体现出来的是合运动的运动效果，但各个分运动仍然保持各自的独立性，并不会因为参与了运动合成而改变自己的状态，在运动的合成的过程中，各个分运动是互不影响的．我们把这个特点称为运动的合成与分解的独立性原理．课堂训练1．关于运动的合成，下列说法中正确的是( )．A ．合运动的速度一定比每一个分运动的速度大B ．两个匀速直线运动的合运动，一定是匀速直线运动C ．两个分运动是直线运动的合运动，一定是直线运动D ．两个分运动的时间，一定与它们的合运动的时间相等2．如果两个分运动的速度大小相等，且为定值，则以下说法中正确的是( )．A ．两个分运动夹角为零时，合速度最大B ．两个分运动夹角为90°时，合速度大小与分速度大小相等C ．合速度大小随分运动的夹角的增大而减小D ．两个分运动夹角等于120°时，合速度的大小等于分速度参考答案：1.解析：运动的合成与分解和力的合成与分解遵循同样的规律——平行四边形定则，因此两个互成一定角度的速度合成之后合速度的取值范围为：|v 1－v 2|≤v ≤v 1＋v 2，所以A 是错误的．两个匀速直线运动的合运动的轨迹方程是y ＝v y v xx ，说明它是直线运动，所以两个匀速直线运动的合运动一定是匀速直线运动，即B 是正确的．两个分运动是直线运动的合运动，其运动轨迹取决于两个分运动的速度是否发生变化，C 选项中没有明确这个问题，所以不能断定合运动一定是直线，故C 是错误的．根据运动的合成与分解的等时性，我们知道两个分运动的时间一定与它们的合运动的时间相等，D 是正确的．2．解析：根据平行四边形定则我们知道两个分速度合成之后的范围为|v1－v2|≤v≤v1＋v2，由此可以判断当两个分速度夹角为零时合速度最大，夹角为180°时合速度最小，且合速度的大小随着分速度夹角的增大而减小．当两个分速度相等、夹角为90°时，合速度并不与分速度相等，所以B是错误的．当夹角为120°时，合速度与分速度大小相等，所以D是正确的．答案：ACD四、物体做曲线运动的条件<方案一>实验1.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在不受外力作用时将如何运动？学生实验后讨论：由于小球在运动方向上不受外力，合外力为零，根据牛顿第一定律，小球将做匀速直线运动．实验2.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在运动方向的正前方或正后方放一条形磁铁时将如何运动？学生实验后讨论：由于小球在运动方向受磁力作用，会使小球加速或减速，但仍做直线运动．实验3.在光滑的水平面上具有某一初速度的小球，在运动方向一侧放一条形磁铁时小球将如何运动？学生实验后讨论：由于小球在运动过程中受到一个侧力，小球将改变原来的运动方向而做曲线运动．问题一：物体有初速度但不受外力时，将做什么运动？问题二：物体没有初速度但受外力时，将做什么运动？问题三：物体既有初速度又受外力时，将做什么运动？结论：a.当初速度方向与合外力方向在同一直线上(方向相同或相反)时将做直线运动．b．当初速度方向与合外力方向不在同一直线上时，做曲线运动．<方案二>实验探究器材：光滑玻璃板、小钢球、磁铁．演示：小钢球在水平玻璃板上做初速度为v的匀速直线运动．问题：给你一块磁铁，如何使小钢球做①加速直线运动；②减速直线运动；③曲线运动．学生分组讨论制定实验方案．分析论证：。
高中物理《第五章曲线运动》导学案新人教版必修2【学习目标】1、知道什么叫曲线运动2、知道曲线运动中速度的方向，理解曲线运动是一种变速运动3、知道物体做曲线运动的条件是所受的合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上4、掌握速度和合外力方向与曲线弯曲情况之间的关系【学习重点】1、物体做曲线运动的方向的判定2、物体作曲线运动的条件【学习难点】1、理解曲线运动是变速运动2、会根据物体做曲线运动的条件分析具体问题【学习过程】一、运动的分类物体按照运动轨迹的不同可以分为哪两大类？二、曲线运动的速度方向1、观察实际生活中的曲线运动，如：被沿着某一方向斜抛出去的在空中飞行的石块；我们骑自行车通过弯道时。
从的这些例子可以看出，做曲线运动的物体不同时刻的速度具有不同的。
2、如何确定做曲线运动的物体在某一时刻的运动方向？参考事例：（1）撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，从伞面上飞出去的水滴（2）在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星飞出结论：做曲线运动的物体在任意一点的速度方向沿着轨迹在该点的方向。
思考：1、在运动过程中，曲线运动的速度和直线运动的速度最大的区别是什么？2、速度是矢量，既有大小又有方向，因此根据曲线运动的特点，曲线运动一定是运动。
课堂练习（一）：1、对曲线运动的速度方向，下列说法正确的是（）A、在曲线运动中，质点在任意位置的速度方向总是与运动轨迹在这点的切线方向相同B、在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向C、旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，故水滴速度方向不是沿其切线方向的D、旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向2、关于曲线运动，下列说法正确的是（）A、曲线运动一定是变速运动B、曲线运动的速度方向不断的变化，但只要其速度大小不变，就可以认为物体的速度不变C、曲线运动的速度方向可能不变D、曲线运动的速度大小和方向一定同时改变三、物体做曲线运动的条件由教材中的实例可见，物体做曲线运动的条件是。
5.1 曲线运动『学习目标』1．知道曲线运动的速度的方向，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，并能用于分析曲线运动的一些实例。
『课前预习』1.曲线运动的速度方向(1)把轨迹是的运动称为曲线运动。
(2)做曲线运动的物体，速度的方向在。
(3)如图所示，过曲线上的A、B两点作直线，这条直线叫作曲线的割线。
设想B点逐渐沿曲线向A点移动，这条割线的位置也就不断变化。
当B点非常非常接近A点时，这条割线就叫作曲线在A点的。
(4)做曲线运动时，质点在某一点的速度方向，沿曲线在这一点的方向。
(5)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，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，速度的方向是变化的，所以曲线运动是运动。
2．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：当物体的加速度方向与它的速度方向时，物体做曲线运动。
『基础自测』(1)物体做曲线运动时，合力一定是变力。
()(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。
()『课堂探究』一、曲线运动的速度方向仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。
『思考与讨论』1．如甲图所示，水平桌面上放一张白纸，白纸上摆一条由几段稍短的弧形轨道组合而成的弯道，使表面沾有红色印泥的钢球以一定的初速度从弯道的C端滚入，钢球从A端或拆去一段轨道后从B端滚出时的速度方向有什么特点？2．如乙图所示，曲线是某一质点的运动轨迹，若质点从B点运动到A点，则其平均速度方向是什么？当B点与A点的距离接近0时，质点在A点的速度方向是什么？3．曲线运动一定是变速运动吗？加速度可以为零吗？『归纳与总结』1．曲线运动的速度(1)速度的方向：质点在某一点的速度方向，是沿曲线在这一点的切线方向。
(2)曲线运动的速度特点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。
二、物体做曲线运动的条件D.曲线运动的速度大小和方向一定同时改变2．对曲线运动中的速度的方向，下列说法正确的是…………………( )A.在曲线运动中，质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同B.在曲线运动中，质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向C.旋转雨伞时．伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，故水滴速度方向不是沿其切线方向的D.旋转雨伞时，伞面上的水滴由内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向二、物体做曲线运动的条件2.1：看演示实验思考：为什么有些物体做直线运动，有些物体做曲线运动呢?2.2分析钢球在桌面上的受力情况．2.3引力的方向如何?2.4讨论：随手抛出的一个粉笔头，何时做曲线运动．2.5总结：什么样的情况下物体会做曲线运动?思考：在什么情况下物体做直线运动？物体做曲线运动的条件：合力与速度方向，合力方向指向。
2.6[交流与讨论]1．飞机扔炸弹，分析为什么炸弹做曲线运动?2．我们骑摩托车或自行车通过弯道时，我们侧身骑，为什么?3．盘山公路路面有何特点?火车铁轨在弯道有何特点?[小结]1．运动轨迹是曲线的运动叫曲线运动．2．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向在曲线的这一点的切线上．3．当合外力F的方向与它的速度方向有一夹角时，物体做曲线运动．新人教版高中物理必修二《曲线运动》精品教案 强化训练【同步检测】 1．关于曲线运动速度的方向，下列说法中正确的是 ( ) A ．在曲线运动中速度的方向总是沿着曲线并保持不变 B ．质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，它在某一点的瞬时速度的方向与这—点运动的轨迹垂直 C ．曲线运动中速度的方向是时刻改变的，质点在某一点的瞬时速度的方向就是在曲线上的这—点的切线方向 D ．曲线运动中速度方向是不断改变的，但速度的大小保持不变 2．如图所示的曲线为运动员抛出的铅球运动轨迹(铅球视为质点)，A 、B 、C 为曲线上的三点，关于铅球在B 点的速度方向，说法正确的是 ( ) A ．为AB 的方向 B ．为BC 的方向 C ．为BD 的方向 D ．为BE 的方向 3．物体做曲线运动的条件为 ( ) A ．物体运动的初速度不为零 B ．物体所受的合外力为变力 C ．物体所受的合外力的方向上与速度的方向不在同一条直线上 D ．物体所受的合外力的方向与加速度的方向不在同—条直线上 4．关于曲线运动，下列说法中正确的是 ( ) A ．变速运动—定是曲线运动B ．曲线运动—定是变速运动 C ．速率不变的曲线运动是匀速运动D ．曲线运动也可以是速度不变的运动 5．做曲线运动的物体，在其轨迹上某一点的加速度方向 ( ) A ．为通过该点的曲线的切线方向 B ．与物体在这一点时所受的合外力方向垂直 C ．与物体在这一点速度方向一致 D ．与物体在这一点速度方向的夹角一定不为零 6．下面说法中正确的是（ ） A ．做曲线运动的物体的速度方向必变化 B ．速度变化的运动必是曲线运动 C ．加速度恒定的运动不可能是曲线运动 D ．加速度变化的运动必定是曲线运动 7．一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（ ） A ．速度一定不断改变，加速度也一定不断改变； B ．速度一定不断改变，加速度可以不变； C ．速度可以不变，加速度一定不断改变； D ．速度可以不变，加速度也可以不变。
第五章第一节曲线运动【教学目标】1.知道什么是曲线运动，理解曲线运动是一种变速运动。
2.知道曲线运动中速度的方向是怎样确定的。
3.知道物体做曲线运动的条件，即物体所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上。
【核心素养发展】核心知识1.曲线运动的速度方向。
2. 曲线运动的条件。
3. 曲线运动是一种变速运动。
核心能力1.通过物体做曲线运动的条件的分析，提高学生能抓住要点对物理现象技术分析的能力科学品质1.使学生会在日常生活中，善于总结和发现问题【教学重点】1.什么是曲线运动2.物体做曲线运动的方向的确定3.物体做曲线运动的条件【教学难点】1.理解并掌握物体做曲线运动的条件。
【教学方法】教师启发、引导学生思考，讨论、交流学习成果。
探究法、讨论法、实验法。
（一）新课导入前边几章我们研究了直线运动，下边同学们思考两个问题：1、什么是直线运动？2、物体做直线运动的条件是什么？在实际生活中，普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？本节课我们就来学习这个问题。
（二）新课内容一、曲线运动1.举几个物体做曲运动的例子？生活中常见的，或大家耳熟能详的。
汽车转弯时所做的运动；课间操跑步；风扇转动；去食堂的路等等；归纳总结得到：物体的运动轨迹是曲线。
二、曲线运动的方向（1）课本实例放录像或动画：a：在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出；b：撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的切线方向飞出。
可自选可用实例（2）分析总结得到：质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向，沿曲线在这一点的切线方向。
（3）推理：a：只要速度的大小、方向的一个或两个同时变化，就表示速度矢量发生了变化。
b：由于做曲线运动的物体，速度方向时刻改变，所以曲线运动是变速运动。
例题1：（多选）质点做曲线运动时（）A．速度的大小一定在时刻变化B．速度的方向一定在时刻变化C．它一定在做变速运动D．它可能是速率不变的运动答案：BCD引出下一问题：那么物体在什么条件下才做曲线运动呢？三、物体做曲线运动的条件（1）用课堂小实验：一个在水平面上做直线运动的钢珠，如果从旁加磁铁给它施加一个侧向力，它的运动方向就会改变，给钢珠的侧向力不断增大，钢珠就偏离原来的方向越大，并且都是做曲线运动。
第一节曲线运动(学案)课前篇（学会自主学习——不看不清）一、课前目标1．学会建立直角坐标系描述平面内物体的运动．2．知道什么是曲线运动，了解曲线的切线。
3．知道曲线运动速度的方向4．知道确定运动性质的基本方法：通过参数方程求轨迹方程．5．理解曲线运动的条件二、知识储备牛顿第二定律内容平行四边形定则三、自主预习1 ．什么是曲线运动？并举出物体做曲线运动的实例．2 ．曲线运动的速度方向怎样？（1）实例①在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的飞出；②撑开的带着水的伞绕伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点所划圆周的飞出．（2）结论质点在某一点（或某一时刻）的速度的方向是。
3 ．曲线运动是什么性质的运动？4 ．研究质点在做直线运动时需要建立什么坐标系？研究质点在平面内的运动需要建立什么坐标系？5 ．阅读课本“运动描述的实例”部分，回答下面问题：在一端封闭、长约lm 的玻璃管内注满清水，水中放一红蜡做的小圆柱体R ，将玻璃管的开口端用胶塞塞紧（图甲）．将玻璃管倒置（图乙），蜡块R 沿玻璃管上升．将玻璃管上下颠倒，在蜡块上升的同时，将玻璃管紧贴着黑板沿水平方向向右匀速移动，观察蜡块的运动（图丙）。
( l ）蜡块的位置① 坐标系的建立：以运动 时蜡块的位置为原点，以 的方向为 x 轴的正方向，以 的方向为 y 轴的正方向。
② 位置坐标：将玻璃管向右匀速移动的速度设为x v ，蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为y v , x v 、y v 都不随时间变化，是常量。
在时刻 t ，蜡块的位置可用它的两个坐标 x 、y 表示： x = ， y = 。
( 2 ）蜡块运动的轨迹① 轨迹方程： y = 。
② 几何性质：蜡块相对于黑板的运动轨迹是 。
( 3 ）蜡块的速度①大小：②方向： v 跟 x v 方向间夹角为 θ，则 θtan =6 ．实验中蜡块同时参与了两个运动（分运动），一方面沿着玻璃管匀速上升（一个分运动）；一方面随着玻璃管向右匀速运动（另一个分运动）．蜡块实际的运动是合运动，合运动与分运动有什么关系？7．物体做曲线运动的条件( l ）实例分析一个在水平面上做直线运动的钢珠，从旁侧给它一个力，它的运动方向就会改变，不断给钢珠施加侧向力，或者在钢珠运动路线的旁边放一块磁铁，钢珠就 原来的方向而做曲线运动．( 2 ）理论分析曲线运动既然是一种变速运动，就一定有加速度，由牛顿第二定律可知，也一定受到 作用．① 当运动物体所受合外力的方向跟物体的速度方向在同一条直线上（同向或反向）时，合外力只改变速度 ，不改变速度的 ，这时物体做直线运动。
