2018-2019學年高中物理 第一章 拋體運動 第一節(jié) 什么是拋體運動學案 粵教版必修2.doc

第一節(jié)什么是拋體運動知識目標核心素養(yǎng)1.知道什么是拋體運動.2.知道曲線運動的速度方向，理解曲線運動的性質(zhì).3.知道物體做直線或曲線運動的條件，會確定軌跡彎曲方向與受力方向的關(guān)系.1.通過對拋體運動的認識，知道曲線運動的性質(zhì)及特點.2.對比分析曲線運動與直線運動的區(qū)別，體會力對運動性質(zhì)的影響.3.通過對物體做曲線運動的條件分析，提高對物理現(xiàn)象分析總結(jié)的能力.一、拋體運動1定義：將物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下所做的運動叫做拋體運動2做拋體運動的條件：(1)有一定的初速度；(2)只受重力3運動性質(zhì)：由于物體只受重力作用，物體的加速度ag，故拋體運動是勻變速運動二、曲線運動的速度方向1速度方向：在曲線運動中，質(zhì)點在某一時刻(或某一位置)的速度方向就是曲線上這點的切線方向2曲線運動的性質(zhì)：曲線運動的速度方向時刻在改變，曲線運動是一種變速運動3曲線運動的分類勻變速曲線運動：加速度恒定非勻變速曲線運動：加速度變化三、物體做直線或曲線運動的條件1物體做直線運動的條件：物體所受合力(加速度)的方向與速度方向在同一直線上2物體做曲線運動的條件：物體所受合力(加速度)的方向與速度方向不在同一直線上這包含三個層次的內(nèi)容：(1)初速度不為零；(2)合力不為零(填“為零”或“不為零”)；(3)合力與速度方向不共線3曲線運動的軌跡特點做曲線運動的物體的軌跡與速度方向相切且向合力方向彎曲，而且處在速度方向與合力方向構(gòu)成的夾角之間(如圖1所示)即合力指向曲線的凹側(cè)圖11判斷下列說法的正誤(1)做拋體運動的物體，速度可能不變()(2)曲線運動一定是變速運動，但變速運動不一定是曲線運動()(3)物體的速度不斷改變，它一定做曲線運動()(4)做曲線運動物體的位移大小可能與路程相等()(5)做曲線運動物體所受的合力一定是變力()(6)做曲線運動物體的加速度一定不為零()2小文同學在探究物體做曲線運動的條件時，將一條形磁鐵放在桌面的不同位置，讓小鋼珠在水平桌面上從同一位置以相同初速度v0運動，得到不同軌跡圖2中a、b、c、d為其中四條運動軌跡，磁鐵放在位置A時，小鋼珠的運動軌跡是_(填軌跡字母代號)，磁鐵放在位置B時，小鋼珠的運動軌跡是_(填軌跡字母代號)實驗表明，當物體所受合外力的方向跟它的速度方向_(選填“在”或“不在”)同一直線上時，物體做曲線運動圖2答案bc不在解析因為磁鐵對小鋼珠只能提供引力，磁鐵在A處時，F(xiàn)與v0同向，小鋼珠做變加速直線運動，運動軌跡為b；當磁鐵放在B處時，F(xiàn)與v0不在同一直線上，引力指向曲線的凹側(cè)，運動軌跡為c.當合外力方向與速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動.一、曲線運動的速度方向、拋體運動特點1.如圖3所示，砂輪上打磨下來的熾熱的微粒沿砂輪的切線飛出，其速度方向不斷變化，那么如何確定物體在某一點的速度方向？圖3答案從題圖可以看出，從砂輪上打磨下來的熾熱微粒沿脫落點的切線方向飛出，所以物體在某一點的速度方向沿曲線在這一點的切線方向2曲線運動一定是變速運動嗎？答案由于曲線運動的速度方向時刻在變化，不論其速度大小是否變化，其速度一定變化，因此曲線運動一定是變速運動3曲線運動可能是勻變速運動嗎？答案曲線運動是否是勻變速運動取決于物體所受的合外力合外力為恒力，物體做勻變速曲線運動；合外力為變力，物體做非勻變速曲線運動4物體做曲線運動時，加速度可以為零嗎？為什么？答案不可以物體做曲線運動時，速度不斷變化，所以加速度一定不為零1曲線運動的速度方向做曲線運動的物體的速度方向在其軌跡的各點的切線方向上，物體的速度方向時刻發(fā)生變化2拋體運動的理解(1)拋體運動特點具有初速度，初速度的方向可以不確定只受重力作用當物體所受空氣阻力與重力相比可忽略不計時，拋出物體的運動可視為拋體運動(2)運動性質(zhì)：由于物體只受重力作用，拋出物體的加速度ag恒定，因此拋體運動一定是勻變速運動(3)軌跡：直線或曲線當物體的初速度方向豎直向上或向下時，物體做勻變速直線運動當物體的初速度方向不在豎直方向上時，物體做勻變速曲線運動，并且拋體運動的軌跡總是向下彎曲的(4)拋體運動的幾種形式(如圖4所示)圖4例1下列關(guān)于拋體運動的說法正確的是()A做拋體運動的物體，只有當做直線運動時才為勻變速運動B做拋體運動的物體，只有做曲線運動時速度才發(fā)生變化C物體無論做怎樣的拋體運動，一定做勻變速運動D將物體沿某一傾斜方向拋出時，運動不一定是勻變速運動答案C解析做拋體運動的物體，由于只受重力作用，加速度恒為重力加速度，因此拋體運動不論其軌跡是直線還是曲線，均為勻變速運動，速度一定發(fā)生變化，故A、B、D錯，C正確例2如圖5所示，物體沿曲線由a點運動至b點，關(guān)于物體在ab段的運動，下列說法正確的是()圖5A物體的速度可能不變B物體的速度不可能均勻變化Ca點的速度方向由a指向bDab段的位移大小一定小于路程答案D解析做曲線運動的物體的速度方向時刻改變，即使速度大小不變，速度方向也在不斷發(fā)生變化，故A項錯誤；做曲線運動的物體必定受到力的作用，當物體所受到的合力為恒力時，物體的加速度恒定，速度均勻變化，B項錯誤；a點的速度方向沿a點的切線方向，C項錯誤；做曲線運動的物體的位移大小必小于路程，D項正確1曲線運動的速度方向發(fā)生變化，速度大小不一定變化，如旋轉(zhuǎn)的砂輪、風扇，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定后，輪邊緣上各點的速度大小不變2做曲線運動的物體所受合外力一定不為零因為曲線運動是變速運動，所以加速度不為零，物體受到的合外力不為零二、物體做曲線運動的條件1圖6甲是拋出的石子在空中劃出的弧線，圖乙是某衛(wèi)星繞地球運行的部分軌跡請畫出物體在A、B、C、D四點的受力方向和速度方向圖6答案各點受力方向和速度方向如圖所示2用一塊磁鐵，如何使小鋼球做以下運動：加速直線運動；減速直線運動；曲線運動答案把磁鐵放置在小鋼球運動方向的正前方；把磁鐵放置在小鋼球運動方向的正后方；把磁鐵放置在小鋼球運動方向的某一側(cè)3物體做曲線運動的條件是什么？答案所受合力方向與速度方向不共線1物體做曲線運動的條件當物體受到的合力的方向與其速度方向不共線時，物體將做曲線運動，與其受到的合力大小是否變化無關(guān)2物體運動性質(zhì)的判斷(1)直線或曲線的判斷看合外力方向(或加速度的方向)和速度方向是否在一條直線上(2)勻變速或非勻變速的判斷合外力為恒力，勻變速運動；合外力為變力，非勻變速運動(3)運動的五種類型軌跡特點加速度特點運動性質(zhì)直線加速度為零勻速直線運動加速度不變勻變速直線運動加速度變化非勻變速直線運動曲線加速度不變勻變速曲線運動加速度變化非勻變速曲線運動例3曲線運動是自然界普遍的運動形式，下面關(guān)于曲線運動的說法中，正確的是()A物體只要受到變力的作用，就會做曲線運動B物體在恒定的合外力作用下一定會做直線運動C物體在方向不斷變化的合外力作用下一定會做曲線運動D物體在大小不變的合外力作用下必做勻變速曲線運動答案C解析當物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時，物體做曲線運動，A、B錯誤物體所受的合外力方向不斷變化，表明合外力不會與速度始終共線，故在該合外力作用下物體一定會做曲線運動，C正確做勻變速曲線運動物體所受的合外力恒定不變，而不只是合外力大小不變，D錯誤【考點】曲線運動的條件【題點】物體做曲線運動的條件物體做曲線運動時，關(guān)于受力(加速度)的“一定”與“不一定”1“一定”：物體受到的合外力(加速度)一定不為零；物體所受合外力(加速度)的方向與其速度方向一定不在同一條直線上2“不一定”：物體受到的合外力(加速度)不一定變化，即物體受到的合外力可以是恒力，也可以是變力三、合力方向與曲線運動軌跡及彎曲方向的關(guān)系由于曲線運動的速度方向總是變化，合力不為零合力垂直于速度方向的分力改變速度的方向，所以合外力總指向運動軌跡的凹側(cè)，即曲線運動的軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)例4汽車在水平公路上轉(zhuǎn)彎，沿曲線由M向N行駛圖中分別畫出了汽車轉(zhuǎn)彎時所受合力F的四種方向，你認為正確的是()答案D解析A選項中合力的方向與速度方向相同，B選項中合力的方向與速度方向相反，這兩種情況下汽車會做直線運動，不符合實際，A、B錯誤；物體做曲線運動時，合力的方向指向運動軌跡的凹側(cè)，故C錯誤，D正確【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡針對訓練如圖7所示為一個做勻變速曲線運動的質(zhì)點的軌跡示意圖，已知在B點時的速度與加速度相互垂直，質(zhì)點運動方向從A到E，則下列說法中正確的是()圖7A在D點的速率比在C點的速率大BA點的加速度與速度的夾角小于90CA點的加速度比D點的加速度大D從A到D加速度與速度的夾角先增大后減小答案A解析質(zhì)點做勻變速曲線運動，合力的大小、方向均不變，加速度不變，故C錯誤；由B點速度與加速度相互垂直可知，質(zhì)點所受合力方向與B點切線垂直且向下，故質(zhì)點由C到D過程，合力方向與速度方向的夾角小于90，速率增大，A正確；在A點的加速度方向與質(zhì)點在A點的速度方向之間的夾角大于90，B錯誤；從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯誤【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】曲線運動中速度大小的判斷1(拋體運動的理解)關(guān)于拋體運動，下列說法中正確的是()A將物體向空中拋出，物體就做拋體運動B物體只在重力作用下的運動就是拋體運動C在勻速直線飛行的飛機上跳下的傘兵，做拋體運動D物體有一定的初速度，僅在重力作用下的運動為拋體運動答案D解析將物體向空中拋出，若物體還受到空氣的阻力，物體就不做拋體運動，故A錯誤；物體只在重力作用下的運動，若初速度為0，物體做自由落體運動，不是拋體運動，故B錯誤；傘兵在降落傘張開前后，空氣阻力的作用都不能忽略，故傘兵不做拋體運動，C錯誤2(曲線運動的速度方向)從高處水平拋出的物體在各個時刻的速度、加速度方向如圖所示，其中正確的是()答案C解析物體在飛行過程中只受重力，方向豎直向下，所以加速度的方向豎直向下，B、D圖錯；在曲線運動中，速度的方向時刻改變，而A圖中速度的方向保持不變，A圖錯；C圖中速度和加速度的方向都正確，應(yīng)選C.3(曲線運動的受力、速度與軌跡的關(guān)系)(多選)如圖8所示，一個質(zhì)點沿軌道ABCD運動，圖中畫出了質(zhì)點在各處的速度v和質(zhì)點所受合力F的方向，其中可能正確的是()圖8AA位置 BB位置CC位置 DD位置答案BD【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡4(曲線運動的受力、速度與軌跡的關(guān)系)在光滑水平面上以速度v做勻速直線運動的小球，受到一個跟它的速度方向不在同一直線上的水平恒力F的作用后，獲得加速度a.下列各圖中，能正確反映v、F、a及小球運動軌跡(虛線)之間的關(guān)系的是()答案C解析小球做勻速直線運動時，受力平衡，突然受到一個與運動方向不在同一直線上的恒力作用時，合外力方向與速度方向不在同一直線上，所以小球一定做曲線運動且合外力的方向指向運動軌跡的凹側(cè)，根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度方向與合外力方向相同，故C正確【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡5(物體運動性質(zhì)的判斷)(多選)在光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，受幾個共點力作用做勻速直線運動現(xiàn)突然將與速度反方向的2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90，則關(guān)于物體運動情況的敘述正確的是()A物體做速度大小不變的曲線運動B物體做加速度為 m/s2的勻變速曲線運動C物體做速度越來越大的曲線運動D物體做非勻變速曲線運動，其速度越來越大答案BC解析物體原來所受合外力為零，當將與速度反方向的2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90后，其受力如圖所示，其中FxFy2 N，F(xiàn)是Fx、Fy的合力，即F2 N，且大小、方向都不變，是恒力，物體的加速度為a m/s2 m/s2，恒定又因為F與v的夾角<90，所以物體做速度越來越大、加速度恒為 m/s2的勻變速曲線運動，故B、C正確【考點】曲線運動的條件【題點】由曲線運動的條件判斷曲線運動的性質(zhì)考點一拋體運動的理解1下列運動屬于拋體運動且軌跡是直線的是()A水平射出的子彈B豎直向上拋出的石塊C火箭的加速升空過程D宇宙飛船的返回艙安全軟著陸過程答案B解析水平射出的子彈所受重力豎直向下，是曲線運動，A錯；豎直向上拋出的石塊，初速度與重力在一條直線上，運動軌跡是直線，B正確；火箭加速升空的過程中，受重力和豎直向上的推力，它的運動不屬于拋體運動，C錯；宇宙飛船的返回艙軟著陸過程受重力和豎直向上的阻力作用，不屬于拋體運動，故D錯考點二曲線運動的基本特點2質(zhì)點在某一平面內(nèi)沿曲線由P運動到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點運動過程中的速度、加速度和受到的合外力則下列選項中可能正確的是()答案D解析質(zhì)點做曲線運動時，在某點的速度方向沿曲線上該點的切線方向，選項A錯誤；質(zhì)點所受合外力和加速度的方向指向運動軌跡的凹側(cè)，選項B、C錯誤，D正確【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡3如圖1所示，籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐，圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點速度方向的是()圖1Av1 Bv2Cv3 Dv4答案C【考點】曲線運動的基本特點【題點】曲線運動的軌跡和速度方向4關(guān)于曲線運動，下列說法中正確的是()A做曲線運動的物體，在一段時間內(nèi)運動的路程可能為零B曲線運動一定是勻速運動C在平衡力作用下，物體可以做曲線運動D在恒力作用下，物體可以做曲線運動答案D解析做曲線運動的物體，在一段時間內(nèi)可能回到出發(fā)點，位移可能為零，但路程不為零，A錯誤；曲線運動的速度方向一定變化，所以一定是變速運動，B錯誤；由牛頓第一定律可知，在平衡力作用下，物體一定做勻速直線運動或處于靜止狀態(tài)，C錯誤；不論是否為恒力，只要物體受力方向與物體速度方向不共線，物體就做曲線運動，D正確【考點】曲線運動的基本特點【題點】曲線運動的基本特點5做曲線運動的物體在運動過程中，下列說法正確的是()A速度大小一定改變B加速度大小一定改變C速度方向一定改變D加速度方向一定改變答案C解析曲線運動中某點的速度方向沿軌跡在該點的切線方向，故曲線運動中速度方向一定改變，速度大小可以不變，A錯誤，C正確曲線運動的加速度不一定變化，故B、D錯誤【考點】曲線運動的基本特點【題點】曲線運動的基本特點考點三物體做曲線運動的條件6一個鋼球在水平桌面上做直線運動，在其經(jīng)過的路徑旁放一塊磁鐵，則鋼球的運動路徑就發(fā)生改變，如圖2所示，由此可知()圖2A當物體受到合外力作用時，其運動方向一定發(fā)生改變B當物體受到合外力作用時，其慣性就消失了C當物體所受合力的方向與初速度方向不共線時，其運動方向發(fā)生改變D當物體所受合力的方向與初速度方向垂直時，其運動方向才發(fā)生改變答案C解析當物體受到合外力作用時，運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化，可能是速度的大小變化，也可能是速度的方向變化，故選項A錯誤；物體的慣性與受力情況和運動狀態(tài)無關(guān)，故選項B錯誤；當物體所受合力的方向與初速度方向不共線(并不一定垂直)時，物體就做曲線運動，即運動方向要發(fā)生變化，故選項C正確，D錯誤【考點】曲線運動的條件【題點】物體做曲線運動的條件7一個做勻速直線運動的物體突然受到一個與運動方向不在同一條直線上的恒力作用時，則物體()A繼續(xù)做直線運動B一定做曲線運動C可能做直線運動，也可能做曲線運動D運動的形式不能確定答案B解析當合外力方向與速度方向不在同一條直線上時，物體必做曲線運動，故選項B正確【考點】曲線運動的條件【題點】物體做曲線運動的條件考點四曲線運動中力的方向、速度方向與軌跡的關(guān)系8若已知物體運動的初速度v0的方向及它受到的恒定的合力F的方向，如圖所示則可能的軌跡是()答案B解析物體做曲線運動時，速度沿曲線的切線方向，合力方向和速度方向不共線，且指向曲線凹的一側(cè)，則運動軌跡在合力與速度方向之間，且向合力的方向彎曲【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡9如圖3所示，高速攝像機記錄了一名擅長飛牌、射牌的魔術(shù)師的發(fā)牌過程，虛線是飛出的撲克牌的軌跡，則撲克牌所受合外力F與速度v關(guān)系正確的是()圖3答案A10一運動物體經(jīng)過P點時，其速度v與合力F的方向不在同一直線上，當物體運動到Q點時，突然使合力的方向與速度方向相同直至物體運動經(jīng)過M點，若用虛線表示物體的運動軌跡，則下列圖中可能正確的是(其中C、D選項中的QM段均是直線)()答案C解析經(jīng)過P點時，其速度v與合力F的方向不在同一直線上，物體做曲線運動，合力應(yīng)指向運動軌跡的凹側(cè)，當合力方向與速度方向相同時，物體做直線運動，所以從Q到M做直線運動，故C正確【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡11如圖4所示，雙人滑冰運動員在光滑的水平冰面上做表演，甲運動員給乙運動員一個水平恒力F，乙運動員在冰面上完成了一段優(yōu)美的弧線MN.vM與vN正好成90角，則此過程中，乙運動員受到甲運動員的恒力可能是圖中的()圖4AF1 BF2CF3 DF4答案B【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡12“殲20”是我國自主研發(fā)的一款新型隱形戰(zhàn)機，圖5中曲線是某次“殲20”離開跑道加速起飛的軌跡，虛直線是曲線上過飛機所在位置的切線，則空氣對飛機作用力的方向可能是()圖5A沿F1方向B沿F2方向C沿F3方向D沿F4方向答案C解析飛機向上加速，空氣作用力與重力的合力應(yīng)指向曲線的凹側(cè)，同時由于飛機加速起飛，故空氣對飛機的作用力與速度的夾角應(yīng)為銳角，故只有F3符合題意【考點】曲線運動的速度、受力與運動軌跡的關(guān)系【題點】速度方向、受力(加速度)方向與運動的軌跡13.一個物體在光滑水平面上以初速度v0做曲線運動，已知在此過程中物體只受一個恒力F作用，運動軌跡如圖6所示則由M到N的過程中，物體的速度大小將()圖6A逐漸增大 B逐漸減小C先增大后減小 D先減小后增大答案D解析判斷做曲線運動的物體速度大小的變化情況時，應(yīng)從下列關(guān)系入手：當物體所受合外力方向與速度方向的夾角為銳角時，物體做曲線運動的速率增大；當物體所受合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時，物體做曲線運動的速率減??；當物體所受合外力方向與速度方向的夾角始終為直角時，物體做曲線運動的速率不變在本題中，合力F的方向與速度方向的夾角先為鈍角，后為銳角，故D選項正確14.如圖7所示，物體在恒力F作用下沿曲線A運動到B，這時突然使它所受力反向，大小不變，即由F變?yōu)镕，在此力作用下，物體以后的運動情況，下列說法正確的是()圖7A物體可能沿曲線Ba運動B物體可能沿直線Bb運動C物體可能沿曲線Bc運動D物體可能沿原曲線由B返回A答案C解析根據(jù)曲線運動特點可知，AB曲線向下彎曲，說明力F沿某一方向指向AB彎曲的內(nèi)側(cè)；若換成F，其方向指向外側(cè)，故曲線要向上彎曲，物體可能沿曲線Bc運動，C正確考點五物體運動性質(zhì)的判斷15(多選)關(guān)于物體的運動，以下說法中正確的是()A物體在恒力作用下，一定做直線運動B物體若受到與速度方向不在一條直線上的合外力作用，一定做曲線運動C物體在變力作用下，一定做曲線運動D物體在變力作用下，可能做直線運動答案BD解析物體受到恒力作用，若恒力的方向與運動的方向不共線，則做曲線運動，所以A錯誤；物體受到的合外力與速度方向不在一條直線上，則物體一定做曲線運動，所以B正確；物體受到變力作用，若變力的方向與速度的方向共線，則做直線運動，若不共線，則做曲線運動，所以C錯誤，D正確【考點】曲線運動的條件【題點】由曲線運動的條件判斷物體運動的性質(zhì)16(多選)質(zhì)點在三個恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài)，若突然撤去F1，保持其他力不變，則質(zhì)點()A一定做勻變速運動B一定做直線運動C一定做非勻變速運動D可能做曲線運動答案AD解析質(zhì)點在恒力作用下產(chǎn)生恒定的加速度，加速度恒定的運動一定是勻變速運動由題意可知，當突然撤去F1時，質(zhì)點受到的合力大小等于F1的大小，方向與F1相反，故選項A正確，選項C錯誤；在撤去F1之前，質(zhì)點保持平衡，有兩種可能：一是質(zhì)點處于靜止狀態(tài)，則撤去F1后，質(zhì)點做勻變速直線運動；二是質(zhì)點處于勻速直線運動狀態(tài)，則撤去F1后，質(zhì)點可能做直線運動(條件：F1的方向和速度方向在同一條直線上)，也可能做曲線運動(條件：F1的方向和速度方向不在同一條直線上)，故選項B錯誤，選項D正確