新人教版高中物理必修第二冊PAGEPAGE15.1曲線運動[學習目標]1．知道曲線運動的速度的方向，知道曲線運動是一種變速運動。2．知道物體做曲線運動的條件，并能用于分析曲線運動的一些實例。[課前預習]1.曲線運動的速度方向(1)把軌跡是的運動稱為曲線運動。(2)做曲線運動的物體，速度的方向在。(3)如圖所示，過曲線上的A、B兩點作直線，這條直線叫作曲線的割線。設想B點逐漸沿曲線向A點移動，這條割線的位置也就不斷變化。當B點非常非常接近A點時，這條割線就叫作曲線在A點的。(4)做曲線運動時，質點在某一點的速度方向，沿曲線在這一點的方向。(5)曲線運動是變速運動①速度是矢量，它既有大小，又有。不論速度的大小是否改變，只要速度的發生改變，就表示速度發生了變化，也就具有了。②在曲線運動中，速度的方向是變化的，所以曲線運動是運動。2．物體做曲線運動的條件(1)動力學角度：當物體所受合力的方向與它的速度方向時，物體做曲線運動。(2)運動學角度：當物體的加速度方向與它的速度方向時，物體做曲線運動。[基礎自測](1)物體做曲線運動時，合力一定是變力。()(2)物體做曲線運動時，合力一定不為零。()(3)物體做曲線運動時，加速度一定不為零。()[課堂探究]一、曲線運動的速度方向仔細觀察下列圖片，認真參與“師生互動”。[思考與討論]1．如甲圖所示，水平桌面上放一張白紙，白紙上擺一條由幾段稍短的弧形軌道組合而成的彎道，使表面沾有紅色印泥的鋼球以一定的初速度從彎道的C端滾入，鋼球從A端或拆去一段軌道后從B端滾出時的速度方向有什么特點？2．如乙圖所示，曲線是某一質點的運動軌跡，若質點從B點運動到A點，則其平均速度方向是什么？當B點與A點的距離接近0時，質點在A點的速度方向是什么？3．曲線運動一定是變速運動嗎？加速度可以為零嗎？[歸納與總結]1．曲線運動的速度(1)速度的方向：質點在某一點的速度方向，是沿曲線在這一點的切線方向。(2)曲線運動的速度特點曲線運動中質點在某一時刻(或某一位置)的速度方向，就是曲線上這一點的切線方向。所以曲線運動的速度方向時刻在變化。2．曲線運動的性質及分類(1)性質：由于速度方向時刻在發生變化，所以曲線運動一定是變速運動，加速度一定不為零，所受合外力一定不為零。(2)分類：①勻變速曲線運動：加速度恒定；②非勻變速曲線運動：加速度變化。3．運動的五種類型[典例精析]例1關于運動的性質，以下說法中正確的是()A．曲線運動一定是變速運動 B．變速運動一定是曲線運動C．曲線運動一定是變加速運動 D．加速度不變的運動一定是直線運動[技巧點撥]曲線運動性質的兩種判斷方法(1)看物體所受的合力。做曲線運動的物體所受的合力若為恒力，則物體做勻變速曲線運動；若為變力，則物體做非勻變速曲線運動。(2)看物體的加速度。做曲線運動的物體的加速度若恒定不變，則物體做勻變速曲線運動；若加速度變化，則物體做非勻變速曲線運動。跟蹤訓練1翻滾過山車是大型游樂園里比較刺激的一種娛樂項目。如圖所示，過山車(可看成質點)從高處沖下，過M點時速度方向如圖所示，在圓形軌道內經過A、B、C三點。下列說法正確的是()A．過山車做勻速運動B．過山車做變速運動C．過山車受到的合外力等于零D．過山車經過A、C兩點時的速度方向相同二、物體做曲線運動的條件仔細觀察下列圖片，認真參與“師生互動”。[思考與討論]1．如圖甲中所示的普通汽車轉彎時，不轉動方向盤可以嗎？2．如圖乙中所示的小球在以v0的速度運動，把磁鐵放在A、B兩點，小球的運動軌跡將沿a、b、c、d哪條線？說明了什么？[歸納與總結]1．物體做曲線運動的條件：當物體受到的合力的方向與其運動方向不共線時，物體將做曲線運動，與其受到的合力是否變化無關。2．曲線運動的軌跡特點：做曲線運動的物體在某一點的速度方向，在該點與它的運動軌跡相切，軌跡曲線向合外力方向彎曲，而且處在運動方向與合外力方向構成的夾角之間，如圖所示，即合外力指向軌跡曲線的凹側。3．曲線運動中合力F(加速度a)對物體速度的影響(1)內容：當合力F(加速度a)跟物體速度不共線時，此時可以把F(a)在沿速度的方向和垂直速度的方向進行分解，如圖a、b所示。其中F1(a1)與速度共線，只能改變速度的大小，圖a中F1(a1)與速度同向，故速度要增大，圖b中F1(a1)與速度反向，故速度要減小；F2(a2)與速度垂直，只能改變速度的方向，不能改變速度的大小。(2)結論：①F(a)與v的夾角為銳角時，物體做加速曲線運動。②F(a)與v的夾角為鈍角時，物體做減速曲線運動。③F(a)與v的夾角為直角時，物體做勻速曲線運動(圓周運動)。[典例精析]例2假設“嫦娥三號”探月衛星在由地球飛向月球時，沿曲線從M點向N點飛行的過程中，速度逐漸減小。在此過程中探月衛星所受合力方向可能是下列圖中的()[技巧點撥]解決此題的關鍵是：一要明白曲線運動的軌跡與合力的關系：合力一定指向軌跡曲線內側；二要明白合力方向對速度的影響：當合力與速度的夾角為銳角時速度增加，當合力與速度的夾角為鈍角時速度減小。跟蹤訓練2一物體由靜止開始自由下落，一小段時間后突然受一恒定水平向右的風力的影響，但著地前一段時間內風突然停止，則其運動的軌跡可能是()

--☆參考答案☆--[課前預習]1.曲線不斷變化切線切線方向方向加速度變速2.不在同一直線上不在同一直線上[基礎自測](1)×物體做曲線運動時，合力一定與速度不共線，但不一定變化。(2)√若物體所受合力為零，物體將做勻速直線運動或靜止，所以做曲線運動的物體，所受合力一定不為零。(3)√物體做曲線運動時速度不斷變化，所以加速度一定不為零。[思考與討論]1.提示：與彎道在A點或B點處的切線重合。2.提示：平均速度方向由B點指向A點。當B點與A點的距離接近0時，質點在A點的速度方向沿過A點的切線方向。3.提示：曲線運動經過某一點時的速度方向是沿曲線上該點的切線方向，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，加速度一定不為零。例1[答案]A[解析]做曲線運動的物體速度方向時刻變化，所以曲線運動一定是變速運動，A正確。變速運動可能是速度的大小在變化而方向不變，所以不一定是曲線運動，B錯誤。曲線運動可能是變加速曲線運動，也可能是勻變速曲線運動，C錯誤。加速度不變的運動可能是勻變速直線運動，也可能是勻變速曲線運動，D錯誤。跟蹤訓練1[答案]B[解析]過山車做曲線運動，其速度方向時刻變化，速度是矢量，故過山車的速度是時刻變化的，即過山車做變速運動，A錯誤，B正確；做變速運動的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合外力一定不為零，C錯誤；過山車經過A點時速度方向豎直向上，經過C點時速度方向豎直向下，D錯誤。[思考與討論]1.提示：不可以。汽車要轉彎必須要給一個與汽車現在運動方向不在同一直線上的外力才可以。2.提示：如果磁鐵放在位置A，小球的運動軌跡是b。說明力與速度方向共線時，物體做直線運動。如果磁鐵放在位置B，小球的運動軌跡是c。說明力與速度方向不共線時，物體做曲線運動，軌跡向力的方向發生彎曲。例2[答案]C[解析]由合力方向指向軌跡彎曲的一側知A、D一定錯誤。由于運動方向是從