1、第五章 抛 体 运 动 1.曲 线 运 动 必备知识必备知识自主学习自主学习 一、曲线运动的速度方向一、曲线运动的速度方向 【情境思考情境思考】 如图长袖舞演员将长长的袖子在空中摇摆如图长袖舞演员将长长的袖子在空中摇摆, ,形成美丽的弧线形成美丽的弧线, ,袖子上的某点的袖子上的某点的 速度方向与该点的切线方向是否相同速度方向与该点的切线方向是否相同? ? 提示提示: :相同。相同。 1.1.曲线运动的速度方向曲线运动的速度方向: :质点在某一点的速度方向质点在某一点的速度方向, ,沿曲线在这一点的沿曲线在这一点的_ _。 2.2.曲线运动的性质曲线运动的性质: :曲线运动中速度的方向是曲线运
2、动中速度的方向是_(_(选填“不变化”或“变选填“不变化”或“变 化”化”) )的的, ,所以曲线运动是所以曲线运动是_运动。运动。 切线方切线方 向向 变化变化 变速变速 二、物体做曲线运动的条件二、物体做曲线运动的条件 1.1.从动力学角度从动力学角度: :当物体所受当物体所受_的方向与它的速度方向不在同一直线上时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。物体做曲线运动。 2.2.从运动学角度从运动学角度: :当当_的方向与速度方向不在同一直线上时的方向与速度方向不在同一直线上时, ,物体做曲线物体做曲线 运动。运动。 合力合力 加速度加速度 【易错辨析易错辨析】 (1)
3、(1)曲线运动一定是变速运动。曲线运动一定是变速运动。( ( ) ) (2)(2)做曲线运动的物体做曲线运动的物体, ,速率一定发生变化。速率一定发生变化。( ( ) ) (3)(3)做曲线运动的物体做曲线运动的物体, ,速度一定发生变化。速度一定发生变化。( ( ) ) (4)(4)做曲线运动的物体做曲线运动的物体, ,加速度一定发生变化。加速度一定发生变化。( ( ) ) (5)(5)曲线运动的加速度可以一直为零。曲线运动的加速度可以一直为零。( ( ) ) (6)(6)在平衡力作用下在平衡力作用下, ,物体可以做曲线运动。物体可以做曲线运动。( ( ) ) (7)(7)在恒力作用下在恒力
4、作用下, ,物体可以做曲线运动。物体可以做曲线运动。( )( ) 关键能力关键能力合作学习合作学习 知识点一知识点一 曲线运动速度方向的特点曲线运动速度方向的特点 1.1.曲线运动的速度曲线运动的速度: : (1)(1)曲线运动中物体在某时刻曲线运动中物体在某时刻( (或某位置或某位置) )的速度方向的速度方向, ,就是运动轨迹曲线上这一就是运动轨迹曲线上这一 点的切线方向。点的切线方向。 (2)(2)速度是矢量速度是矢量, ,既有大小既有大小, ,又有方向。物体做曲线运动时又有方向。物体做曲线运动时, ,速度大小可能变化、速度大小可能变化、 可能不变化可能不变化, ,速度方向一定变化。速度方
5、向一定变化。 2.2.曲线运动的分类曲线运动的分类: : (1)(1)匀变速曲线运动匀变速曲线运动: :加速度恒定的曲线运动加速度恒定的曲线运动, ,即物体在恒力作用下的曲线运动。即物体在恒力作用下的曲线运动。 (2)(2)变加速曲线运动变加速曲线运动: :加速度变化的曲线运动加速度变化的曲线运动, ,即物体在变力作用下的曲线运动。即物体在变力作用下的曲线运动。 【问题探究问题探究】 “丢沙包”游戏是一个经典的群体性游戏丢沙包”游戏是一个经典的群体性游戏, ,非常受孩子们的欢迎。非常受孩子们的欢迎。 (1)(1)沙包被丢出后沙包被丢出后, ,其运动速度一定变化其运动速度一定变化? ? 提示提示
6、: :一定变化。一定变化。 (2)(2)沙包的运动一定是变速运动沙包的运动一定是变速运动? ? 提示提示: :一定是变速运动。一定是变速运动。 【典例示范典例示范】 【典例典例】如图如图, ,篮球沿优美的弧线穿过篮筐篮球沿优美的弧线穿过篮筐, ,图中能正确表示篮球在相应点速度图中能正确表示篮球在相应点速度 方向的是方向的是 ( ( ) ) A.vA.v1 1 B.vB.v2 2 C.vC.v3 3 D.vD.v4 4 【解析解析】选选C C。物体做曲线运动时。物体做曲线运动时, ,任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方任意时刻的速度方向是曲线上该点的切线方 向向, ,所以图中能正确表示篮球在相
7、应点速度方向的只有所以图中能正确表示篮球在相应点速度方向的只有v v3 3, ,故选项故选项C C正确。正确。 【素养训练素养训练】 高台跳水比赛时高台跳水比赛时, ,运动员起跳后在空中做出各种动作运动员起跳后在空中做出各种动作, ,最后沿竖直方向进入水中。最后沿竖直方向进入水中。 若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示若此过程中运动员头部连续的运动轨迹示意图如图中虚线所示,a,a、b b、c c、d d为为 运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向运动轨迹上的四个点。关于运动员头部经过这四个点时的速度方向, ,下列说法下列说法 中正确的是中正确的是 ( (
8、) ) A.A.经过经过a a、b b、c c、d d四个点的速度方向均可能竖直向下四个点的速度方向均可能竖直向下 B.B.只有经过只有经过a a、c c两个点的速度方向可能竖直向下两个点的速度方向可能竖直向下 C.C.只有经过只有经过b b、d d两个点的速度方向可能竖直向下两个点的速度方向可能竖直向下 D.D.只有经过只有经过c c点的速度方向可能竖直向下点的速度方向可能竖直向下 【加固训练加固训练】 下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ( ) ) A.A.曲线运动一定是匀速运动曲线运动一定是匀速运动 B.B.曲线运动的速度方向可能不变曲线运动的速度方向可能不变 C.C.曲线运动一定是变
9、速运动曲线运动一定是变速运动 D.D.曲线运动的速度大小一定发生变化曲线运动的速度大小一定发生变化 【解析解析】选选C C。既然是曲线运动。既然是曲线运动, ,它的速度方向必定是改变的它的速度方向必定是改变的, ,所以曲线运动一所以曲线运动一 定是变速运动定是变速运动, ,故故A A、B B错误错误,C,C正确正确; ;曲线运动的速度大小可以不变曲线运动的速度大小可以不变, ,故故D D错误。错误。 知识点二知识点二 物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件 1.1.物体做曲线运动的条件物体做曲线运动的条件: : (1)(1)动力学条件动力学条件: :合外力与速度方向不共线。合外力与速度方向不
10、共线。 (2)(2)运动学条件运动学条件: :加速度与速度方向不共线。加速度与速度方向不共线。 2.2.合外力与运动轨迹的关系合外力与运动轨迹的关系: :曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之曲线运动的轨迹始终夹在合力方向与速度方向之 间间, ,而且向合力的方向弯曲而且向合力的方向弯曲, ,即合力指向轨迹的凹侧。即合力指向轨迹的凹侧。 3.3.合外力与速率的关系合外力与速率的关系: : (1)(1)合外力方向与速度方向的夹角为锐角时合外力方向与速度方向的夹角为锐角时, ,物体做速率越来越大的曲线运动。物体做速率越来越大的曲线运动。 (2)(2)合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时合外力方
11、向与速度方向的夹角始终为直角时, ,物体做速率不变的曲线运动。物体做速率不变的曲线运动。 (3)(3)合外力方向与速度方向的夹角为钝角时合外力方向与速度方向的夹角为钝角时, ,物体做速率越来越小的曲线运动。物体做速率越来越小的曲线运动。 4.4.确定曲线运动的轨迹的方法确定曲线运动的轨迹的方法: : (1)(1)做曲线运动的物体做曲线运动的物体, ,运动轨迹不断改变运动轨迹不断改变, ,其改变后的轨迹处在运动方向与合其改变后的轨迹处在运动方向与合 外力方向构成的夹角之间外力方向构成的夹角之间, ,且偏向合外力所指的一侧。且偏向合外力所指的一侧。 (2)(2)若物体在恒力作用下做曲线运动若物体在
12、恒力作用下做曲线运动, ,物体的运动轨迹越来越接近力的方向物体的运动轨迹越来越接近力的方向, ,但但 不会与力的方向相同。不会与力的方向相同。 【问题探究问题探究】 如图喷出的水如图喷出的水, ,为什么做曲线运动为什么做曲线运动? ? 提示提示: :喷出的水所受的合力喷出的水所受的合力( (重力重力) )与喷出的水的速度不在一条直线上。与喷出的水的速度不在一条直线上。 【典例示范典例示范】 【典例典例】如图为赛车弯道超车的图示如图为赛车弯道超车的图示, ,外侧的赛车在水平弯道上加速超越前外侧的赛车在水平弯道上加速超越前 面的赛车。若外侧的赛车沿曲线由面的赛车。若外侧的赛车沿曲线由M M向向N
13、N行驶行驶, ,速度逐渐增大。如图中速度逐渐增大。如图中A A、B B、C C、 D D分别画出了外侧的赛车在弯道超车时所受合力分别画出了外侧的赛车在弯道超车时所受合力F F的四种方向的四种方向, ,你认为正确的你认为正确的 是是 ( ( ) ) 【素养训练素养训练】 1.(1.(教材二次开发教材二次开发教材教材P2P2【问题问题】变式变式) )下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) ) A.A.离开砂轮的炽热微粒处于平衡状态离开砂轮的炽热微粒处于平衡状态 B.B.链球在手的牵引下做曲线运动链球在手的牵引下做曲线运动, ,链球可能处于平衡状态链球可能处于平衡状态 C.C.飞出去的链球受到一
14、个向前的力飞出去的链球受到一个向前的力 D.D.不计空气阻力不计空气阻力, ,飞出去的链球做匀变速曲线运动飞出去的链球做匀变速曲线运动 2.2.设想如果自行车轮子没有了挡泥板设想如果自行车轮子没有了挡泥板, ,当轮子上所粘的泥巴因车轮快速转动而当轮子上所粘的泥巴因车轮快速转动而 被甩落时被甩落时, ,如果不考虑空气阻力的作用如果不考虑空气阻力的作用, ,下列说法正确的是下列说法正确的是 ( ( ) ) A.A.泥巴在最初一段时间内泥巴在最初一段时间内, ,将做匀速直线运动将做匀速直线运动 B.B.任何情况下被甩落任何情况下被甩落, ,泥巴都是做曲线运动泥巴都是做曲线运动 C.C.泥巴离开轮子时
15、的速度方向没有任何规律可循泥巴离开轮子时的速度方向没有任何规律可循 D.D.泥巴做曲线运动的条件是所受重力与它的速度方向泥巴做曲线运动的条件是所受重力与它的速度方向 不在同一直线上不在同一直线上 【加固训练加固训练】 ( (多选多选) )一物体受到两个外力的作用一物体受到两个外力的作用, ,沿某方向做匀速直线运动。若将其沿某方向做匀速直线运动。若将其 中一个力的方向旋转中一个力的方向旋转9090, ,保持这个力的大小和另一个力不变保持这个力的大小和另一个力不变, ,则物体可能做则物体可能做 ( ( ) ) A.A.匀速直线运动匀速直线运动 B.B.匀加速直线运动匀加速直线运动 C.C.匀减速直
16、线运动匀减速直线运动 D.D.轨迹为曲线的运动轨迹为曲线的运动 【拓展例题拓展例题】考查内容考查内容: :物体运动轨迹的判断物体运动轨迹的判断 【典例典例】质点在三个恒力质点在三个恒力F F1 1、F F2 2、F F3 3的共同作用下保持平衡状态的共同作用下保持平衡状态, ,若突然撤去若突然撤去F F1 1, , 则质点则质点 ( ( ) ) A.A.一定做匀变速运动一定做匀变速运动 B.B.一定做直线运动一定做直线运动 C.C.一定做非匀变速运动一定做非匀变速运动 D.D.一定做曲线运动一定做曲线运动 【体育情境体育情境】 20192019年年1 1月月2121日日, ,李娜正式入选国际网
17、球名人堂李娜正式入选国际网球名人堂, ,成为亚洲网坛第一个享受此项成为亚洲网坛第一个享受此项 荣誉的球员。荣誉的球员。 探究探究: :如图是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间如图是我国著名网球运动员李娜精彩的比赛瞬间, ,如果网球离开球拍后如果网球离开球拍后, , 沿图中虚线做曲线运动沿图中虚线做曲线运动, ,则则: : 情境模型素养 (1)(1)图中画出的各点的速度方向是否正确图中画出的各点的速度方向是否正确? ? (2)(2)网球离开球拍后网球离开球拍后, ,忽略空气阻力忽略空气阻力, ,网球做匀变速运动吗网球做匀变速运动吗? ? 【生产情境生产情境】 “歼歼- -20”20”战斗机列装
18、空军作战部队战斗机列装空军作战部队, ,意味着中国是继美国之后世界上第二个走意味着中国是继美国之后世界上第二个走 完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全完第五代战斗机论证评价、设计、研发、原型机测试、定型生产、最终服役全 部阶段的国家。部阶段的国家。 探究探究: : (1)(1)如果歼如果歼- -2020在某次飞行过程中沿曲线在某次飞行过程中沿曲线MNMN加速向上爬升加速向上爬升, ,请问在飞行过程中其请问在飞行过程中其 所受合力与速度方向夹角有何特点所受合力与速度方向夹角有何特点? ? (2)(2)在图中最能表示歼在图中最能表示歼- -2020在在P P点的速度方向与其受到合力方向的分别为哪个点的速度方向与其受到合力方向的分别为哪个?
