曲线运动教学案

专题03 曲线运动教学案（教师版）

【2013考纲解读】

曲线运动是历年高考的必考内容，一般以选择题的形式出现，重点考查加速度、线速度、角速度、向心加速度等概念及其应用。本部分知识经常与其他知识点如牛顿定律、动量、能量、机械振动、电场、磁场、电磁感应等知识综合出现在计算题中，近几年的考查更趋向于对考生分析问题、应用知识能力的考查。

【知识网络构建】

【重点知识整合】

(4)平抛运动的两个重要推论

①做平抛运动的物体任意时刻的瞬时速度的反向延长线一定通过此时水平位移的中点，如图1－3－1所示．由

②做平抛运动的物体在任意时刻、任意位置处的瞬时速度与水平方向的夹角θ及位移与水平方向的夹角φ满足：tanθ＝2tanφ.

2．类平抛运动

以一定的初速度将物体抛出，如果物体受的合力恒定且与初速度方向垂直，则物体所做的运动为类平抛运动，如以初速度v0垂直电场方向射入匀强电场中的带电粒子的运动．

类平抛运动的性质及解题方法与平抛运动类似，也是用运动的分解法．

三、圆周运动

1．描述圆周运动的物理量

注意：同一转动体上各点的角速度相等，皮带传动轮子边缘各点的线速度大小相等．2．向心力

做圆周运动物体的向心力可以由重力、弹力、摩擦力等各种性质的力提供，也可以由各力的合力或某力的分力提供．

物体做匀速圆周运动时，物体受到的合力全部提供向心力；物体做变速圆周运动时，物体的合力的方向不一定沿半径指向圆心，合力沿半径方向的分力提供向心力，合力沿切线方向的分力改变物体速度的大小．

3．处理圆周运动的动力学问题的步骤

(1)首先要明确研究对象；

(2)对其受力分析，明确向心力的来源；

(3)确定其运动轨道所在的平面、圆心的位置以及半径；

(4)将牛顿第二定律应用于圆周运动，得到圆周运动中的动力学方程，有以下各种情况：

解题时应根据已知条件合理选择方程形式．

四、开普勒行星运动定律

1. 开普勒第一定律（轨道定律）:所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。

2. 开普勒第二定律（面积定律）:对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的相等的面积。（近日点速率最大，远日点速率最小）

3. 开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的平方的比值都相等。

即2

2

3

4

G M

K

T

a

π

=

=

（M为中心天体质量）K是一个与行星无关的常量，仅与中心天体有关

五、万有引力定律

1. 定律内容：宇宙间的一切物体都是相互吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。

2. 表达式：F=GmM/r 2

G 为万有力恒量：G=6.67×10-11

N·m 2

/kg 。 说明：

(1)公式适用于质点间的相互作用。当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点。

(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r 是两球心间的距离。

地球对物体的引力是物体具有重力的根本原因．但重力又不完全等于引力．这是因为地球在不停地自转，地球上的一切物体都随着地球自转而绕地轴做匀速圆周运动，这就需要向心力．这个向心力的方向是垂直指向地轴的，它的大小是

2ωr m f =，式中的r 是物体与地轴的距离，ω是地球自转的角速度．这个向心力

来自哪里?只能来自地球对物体的引力F ，它是引力F 的一个分力如右图，引力F 的另一个分力才是物体的重力mg ．

在不同纬度的地方，物体做匀速圆周运动的角速度ω相同，而圆周的半径r 不同，这个半径在赤道处最大，在两极最小(等于零)．纬度为α处的物体随地球自转所需的向心力

αωcos 2R m f = (R 为地球半径)，由公式可见，随着纬度升高，向心力将减小，在两极

处Rcos α＝0，f ＝0．作为引力的另一个分量，即重力则随纬度升高而增大．在赤道上，物

体的重力等于引力与向心力之差．即

.

2R Mm

G

mg =．在两极，引力就是重力．但由于地球

的角速度很小，仅为10－5

rad ／s 数量级，所以mg 与F 的差别并不很大．

在不考虑地球自转的条件下，地球表面物体的重力

.R Mm

G

mg 2=这是一个很有用的结论．

从图1中还可以看出重力mg 一般并不指向地心，只有在南北两极和赤道上重力mg 才能向地心．

同样，根据万有引力定律知道，在同一纬度，物体的重力和重力加速度g 的数值，还随着物体离地面高度的增加而减小．

若不考虑地球自转，地球表面处有

.

2R Mm

G

mg =，可以得出地球表面处的重力加速度

.2

R M G

g =．

在距地表高度为h 的高空处，万有引力引起的重力加速度为g ＇，由牛顿第二定律可得：

2)(h R Mm G g m +=' 即g h R R h R M G g 2

22)()(+=+='

如果在h ＝Ｒ处，则g ＇＝g/4．在月球轨道处，由于r ＝60Ｒ，所以重力加速度g ＇＝ g/3600． 重力加速度随高度增加而减小这一结论对其他星球也适用．

4. 卫星：相对地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星。

①定高：h=36000km ②定速：v=3.08km/s ③定周期：=24h ④定轨道：赤道平面 5. 万有引力定律在天文学上的应用主要是万有引力提供星体做圆周运动的向心力.人造地球卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系

①由r v m

r Mm G 2

2=得r GM

v = r 越大，v 越小

②由22ωmr r Mm

G =得

3r GM

=ω r 越大，ω越小

③由r T m r Mm G 22

24π=得GM r T 3

24π= r 越大，T 越大

行星和卫星的运动可近似视为匀速圆周运动，而万有引力是行星、卫星作匀速圆周运动的向心力。

6. 三种宇宙速度

第一宇宙速度(环绕速度)：由mg=mv 2/R=GMm/R 2得： V=3

109.7RG R G M

?==Km/s

V 1=7.9km/s ，是人造地球卫星环绕地球运行的最大速度，也是人造地球卫星的最小发射速度。 第二宇宙速度(脱离速度)：V 2=2V 1=11.2 km/s ，使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。 第三宇宙速度(逃逸速度)：V 3=16.7km/s ，使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度。 【高频考点突破】 考点一 平抛运动问题 1．平抛运动的基本规律

(1)水平方向：v x ＝v 0，x ＝v 0t ；竖直方向：v y ＝gt ，y ＝1

2gt 2.

(2)合速度：v ＝v 20＋

gt

2

，tan α＝gt

v 0

.

(3)合位移：物体在时间t 内的位移的大小： s ＝

v 0t

2

＋

12

gt 22

，tan θ＝gt

2v 0

.

显然：tan α＝2tan θ. 2．平抛运动的分析方法

分析平抛运动的问题，一定要画好示意图，搞清位移关系、速度关系，特别是在速度v x 、v y 、v 构成的速度三角形中以及x 、y 、s 构成的位移三角形中，明确已知量、未知量是解题的突破口．

3．平抛斜面模型的分析

斜面上物体做平抛运动的分析，一般可以利用平抛运动的推论式，即充分利用斜面倾角与位移或速度的关系，再结合平抛运动的两个分立式即可求解．特别要注意斜面上平抛物体飞行的时间与初速度有关，但到达斜面时，速度的方向则与初速度的大小无关．

例1、如图3－5所示，在倾角为θ的斜面顶端A 处以初速度v 0水平抛出一小球，落在斜面上的某一点B 处，设空气阻力不计，求：

(1)小球从A 运动到B 处所需的时间、落到B 点的速度及A 、B 间的距离．

(2)从抛出开始计时，经过多长时间小球离斜面的距离达到最大？这个最大距离是多少？

图3-5

考点二 圆周运动问题 1．圆周运动的基本规律

(1)向心力：F ＝m ω2

r ＝m v 2

r ＝m (2πT

)2r ＝m (2πf )2r ＝m (2πn )2r .

(2)向心加速度

①大小：a ＝ω2

r ＝v 2r ＝(2πT

)2

r ＝(2πf )2r ＝(2πn )2r .

②注意：当ω为常数时，a 与r 成正比；当v 为常数时，a 与r 成反比；若无特殊条件，不能说a 与r 成正比还是反比． 2．解决圆周运动问题的主要步骤 (1)审清题意，确定研究对象； (2)分析物体的运动情况；

(3)分析物体的受力情况，确定向心力的来源； (4)据牛顿运动定律及向心力公式列方程； (5)求解、讨论．

例2、过山车是游乐场中常见的设施．如图3－7是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成，B 、C 分别是两个圆形轨道的最低点．半径R 1＝2.0 m 、

R 2＝1.4 m ．一个质量为m ＝1.0 kg 的小球(视为质点)，从轨道的左侧A 点以v 0＝12.0 m/s

的初速度沿轨道向右运动．A 、B 间距L 1＝6.0 m ．小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够大，圆形轨道间不相互重叠．重力加速度取g ＝10 m/s 2

，计算结果保留小数点后一位数字．试求：

图3-7

(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小； (2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B 、C 间距L 应是多少；

(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R 3应满足的条件；小球最终停留点与起点A 的距离．

(3)如不脱离轨道，可分两种临界情况进行讨论：

轨道半径较小时，恰好通过第三个圆轨道：设圆半径为R 3，则：mg ＝m v 23

R 3

－μmg (L 1＋2L )－mg ·2R 3＝12mv 23－12mv 2

0(11分) 解得：R 3＝0.4 m ，即：0＜R 3≤0.4 m ，(12分) 滑行距离L ′：－μ·mg ·L ′＝0－12mv 20

L ′＝36.0 m ．(14分)

轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R 3(圆半径)，则 －μ·mg (L 1＋2L )－mgR 3＝0－1

2mv 20

则：R 3＝1.0 m ，(16分)

又由题中条件，轨道不重叠，则有如图3－8所示：

图3-8

(R 2＋R 3)2

＝L 2

＋(R 3－R 2)2

，解得R 3＝27.9 m 即：1.0 m≤R 3≤27.9 m(18分)

小球从第三个圆轨道上滑下后，又滑行距离为：

L ′－L 1－2L ＝36－6－25＝5 m ，即从大圆上再退回5 m

所以最终停留点与起点A 的距离为：

L 1＋2L －5＝6＋25－5＝26 m ．(20分)

【答案】 (1)10.0 N (2)12.5 m (3)0＜R 3≤0.4 m 36 m 或1.0 m≤R 3≤27.9 m 26 m 考点三 天体运动问题 1．天体运动的基本规律及应用

GMm r

2＝m ω2

r →①ω＝GM r 3 ②M ＝ω2r 3G GMm r 2＝mv 2

r →①v ＝GM r ②M ＝v 2r

G

③E k ＝12mv 2＝GMm 2r

GMm r 2＝m 4π2

T

2r →①T ＝

4π2r

3GM ②M ＝4π2r 3GT 2 ③r 3

T 2＝GM

4π2

＝常数 利用①可讨论卫星或行星的运动量v 、ω、T 随r 的变化，利用②可计算中心天体的质量并进一步求其密度．

2．天体运动的主要问题及解决方法

(1)有关天体运动问题主要有：天体质量、密度的估算题；天体运行参数分析题；天体类信息题．

(2)解答该类问题的两条主线：一是黄金代换式；二是万有引力与向心力的各种表达式．同时还应注意充分挖掘题中的隐含条件，如近地卫星的特点是r ＝R ，星球表面的重力近似为万有引力．对于常见的估算题，首先要求能正确建立相应的天体运动模型；其次，要求数学运算能力比较强，能快速、正确得出结果．

例3、为了探测X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T 1，总质量为m 1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2，则( ) A ．X 星球的质量为M ＝4π2r 3

1

GT 21

B ．X 星球表面的重力加速度为g X ＝4π2

r 1T 21

C ．登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2

m 2r 1 D ．登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为T 2＝T 1r 32r 31

【解析】 飞船绕X 星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知G Mm

r 21

＝

m 4π2r 1T 21，则X 星球质量M ＝4π2r 31GT 21，选项A 正确．由G Mm r 21＝m 4π2

r 1T 2

1

＝ma 1，知r 1轨道处的向心加速度a 1＝4π2

r 1T 21＝GM

r 21

，而对绕X 星球表面飞行的飞船有

G Mm R 2＝mg X (R 为X 星球的半径)，则g X ＝G M R 2＞a 1＝GM r 21＝4π2r 1T 21，选项B 错误．由G Mm r 2＝m v 2

r

知v ＝

GM r ，故v 1

v 2＝r 2r 1，选项C 错误．根据G Mm r 2＝m 4π2r

T

2得T ＝4π2r

3

GM ，故T 2

T 1

＝r 32

r 31

，即T 2＝T 1

r 32

r 31

，选项D 正确． 【答案】 AD 【难点探究】

难点一 一般曲线运动问题

1．利用运动的合成与分解研究曲线运动的一般思路 (求解)曲线运动的规律

(研究)两个直线运动的规律

(解得)曲

线运动的规律 2．合运动与分运动的关系

合运动是物体的实际运动，分运动是合运动的两个效果．

(1)曲线运动应按照运动的效果进行分解，应深刻挖掘曲线运动的实际效果，明确曲线运动应分解为哪两个方向的直线运动(特殊情况可分解为一个直线运动和一个圆周运动，如斜拉小船等)．

(2)运动的合成与分解问题的切入点：等效合成时，要关注两个分运动的时间关系——运动的等时性．

例1、某研究性学习小组进行了如下实验：如图1－3－2所示，在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水，水中放一个红蜡做成的小圆柱体R.将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y 轴重合，在R 从坐标原点以速度v 0＝3 cm/s 匀速上浮的同时，玻璃管沿x 轴正方向做初速为零的匀加速直线运动．同学们测出某时刻R 的坐标为(4,6)，此时R 的速度大小为________cm/s.R 在上升过程中运动轨迹的示意图是图1－3－3中的________．(R 视为质点)

难点二平抛与类平抛问题

1．平抛运动的处理方法是将其分解为水平方向和竖直方向的两个分运动．

(1)水平方向：做匀速直线运动，v x＝v0，x＝v0t.

(2)竖直方向：做自由落体运动，v y＝gt，y＝gt2.

2．类平抛运动的处理方法也是分解运动，即将其分解为沿初速度v0方向(不一定水平)的匀速运动(v x＝v0，x＝v0t)和沿合力方向(与初速度v0方向垂直)的匀加速运动(v y＝at，y＝

at2)．注意加速度方向不一定竖直向下、大小也不一定等于g.

例2、如图1－3－5所示，在网球的网前截击练习中，若练习者在球网正上方距地面H处，将球以速度v沿垂直球网的方向击出，球刚好落在底线上．已知底线到网的距离为L，重力加速度取g，将球的运动视作平抛运动，下列表述正确的是( )

A ．球的速度v 等于L

B ．球从击出到落地所用时间为

C ．球从击球点至落地点的位移等于L

D ．球从击球点至落地点的位移与球的质量有关 【答案】AB

【解析】 平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，在竖直方向，由H ＝1

2

gt 2得球的飞行时间为t ＝

2H g ，在水平方向，由L ＝vt 得v ＝L t

＝L g

2H

，选项A 、B 正确；球从击出点到落地点的位移应为平抛运动的合位移，即s ＝H 2＋L 2，与质量无关，选项C 、D 错误． 难点三 圆周运动及其临界问题 竖直面内圆周运动的两种临界问题的比较

绳连接、水流星、翻滚过山车

例3、如图1－3－7所示，倾角θ＝37°的斜面底端B平滑连接着半径r＝0.40 m的竖直光滑圆轨道．质量m＝0.50 kg的小物块从距地面h＝2.7 m处沿斜面由静止开始下滑，已知物块滑到斜面底端B时的速度大小v＝6.0 m/s，已知小物块通过B点时无能量损失，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10 m/s2，求：

(1)小物块与斜面间的动摩擦因数；

(2)物块运动到圆轨道的最高点A时，对圆轨道的压力大小．

【答案】(1)0.25(2)20 N

【解析】(1)物块沿斜面下滑过程中，在重力、支持力和摩擦力作用下做匀加速运动，设下滑加速度为a，到达斜面底端B时的速度为v，则

mg sinθ－μmg cosθ＝ma

v2＝2a·

h sinθ

解得μ＝0.25

难点四曲线运动的综合问题

曲线运动的综合问题一般以平抛运动、圆周运动情景为载体，综合考查曲线运动的规律、运动的分解与合成、牛顿运动定律、机械能守恒定律和动能定理等物理主干知识．

在曲线运动综合问题的解题过程中，应首先进行物体受力分析和运动过程分析，然后确定应

用何种规律解题，并且要注意两种不同运动分界点的运动和受力特征．

例4 、 如图1－3－9所示，用内壁光滑的细管弯成半径为R 的圆轨道，固定在竖直平面内，O 是圆心，A 、B 为两个端口，A 与圆心O 等高，∠AOB ＝120°，重力加速度为g.

(1)一直径略小于圆管内径的小球从A 点正上方h 高处自由下落，并进入圆管运动，小球质量为m ，求小球经过圆管最低点时对圆管的压力大小．

(2)一直径略小于圆管内径的小球从A 点正上方某点向右水平抛出，小球无碰撞地进入圆管运动，求小球水平抛出的初速度．

(3)在(2)的情况下，求小球从A 点离开后相对于A 点上升的最大高度.

图1－3－9

【答案】(1)mg ???

?3＋2h

R (2) 3 32Rg (3)3 3

2

R 【解析】 (1)设小球到达最低点时速度大小为v ，圆管对小球的支持力为F N ，则 mg(h ＋R)＝1

2mv 2

F N －mg ＝m v 2

R

解得F N ＝mg ???

?3＋2h R 根据牛顿第三定律，小球经过圆管最低点时对圆管的压力F ′N ＝mg ???

?3＋2h

R .

难点五 天体质量和密度的估算问题

1．已知环绕天体的周期T 和半径r ，求中心天体的质量、密度

由G Mm r 2＝m 4π

2

T 2r 可知：只要知道环绕天体的周期T 和半径r ，就可求出中心天体的质量M ＝

4π2r 3

GT 2.设中心天体的半径为R ，则V ＝43πR 3，其密度为ρ＝M V ，联立解得 ρ＝3πr 3

GT 2R

3. 若测得中心天体的近表卫星周期T ，此时r ＝R ，则中心天体的平均密度为可见只

需要测得中心天体近表卫星的周期，就可以得到中心天体的密度．

2．已知星球表面的重力加速度g ，求星球质量在星球表面附近，重力近似等于万有引力，

即mg ＝多用代换)，可求得星球质量M ＝，或星球表面的重力加速度g ＝。

例5、“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式

则可估算月球的( )

A ．密度

B ．质量

C ．半径

D ．自转周期

难点六航天器的动力学分析与变轨问题

提供天体做圆周运动的向心力是该天体受到的万有引力F供＝天体做圆周运动需要

的向心力是F需＝m当F供＝F需时，天体在圆轨道上做匀速圆周运动；当F供＞F需时，万有引力充当向心力过余，天体做向心运动；当F供＜F需时，万有引力充当向心力不足，天体做离心运动．

运行半径较大的人造卫星的一般发射过程如图1－4－1所示，先将卫星发射到离地面较近的圆轨道Ⅰ上，运行稳定后再启动火箭(或发动机)短暂加速(位置B)，由于速度变大，万有引力充当向心力不足，卫星将沿椭圆轨道Ⅱ做离心运动，当卫星将沿椭圆轨道运动到椭圆轨道的远地点A时，再次启动火箭短暂加速，卫星再次变轨绕圆轨道Ⅲ做匀速圆周运动．

例6 、我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比( )

A．卫星动能增大，引力势能减小

B．卫星动能增大，引力势能增大

C．卫星动能减小，引力势能减小

D．卫星动能减小，引力势能增大

难点七同步卫星、近地卫星与极地卫星问题

1．地球轨道同步卫星

(1)同步卫星位于赤道正上方，轨道平面与赤道平面共面；

(2)同步卫星的轨道半径一定，距离地球表面的高度一定，约36000 km；

(3)同步卫星的运行周期和地球的自转周期相同，T＝24 h，且转动方向相同；

(4)所有地球轨道同步卫星的半径、线速度大小、角速度大小及周期都相同．

2．近地卫星：当人造地球卫星在近地轨道上运行时，轨道半径近似等于地球的半径R，近地卫星的运行速度即地球的第一宇宙速度．

(1)设地球的质量为M，卫星的质量为m，当人造地球卫星在近地轨道上运行时，轨道半径近似等于地球的半径R，万有引力提供近地卫星做圆周运动的向心力，

(2)卫星刚好绕地球表面运动，重力近似等于万有引力，mg＝＝ 7.9 km/s.

3．极地轨道卫星：绕地球做圆周运动的卫星在运行过程中通过两极正上方．由于地球自转，极地卫星并不是沿同一经度线的上方运行．

例7 、已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是( )

A．卫星距地面的高度为

B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度

C．卫星运行时受到的向心力大小为

D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

难点八双星与多星问题

1．“双星”与“多星”系统

“双星”是两颗星相距较近，它们之间的万有引力对两者运动都有显著影响，而其他天体的作用力影响可以忽略的特殊天体系统．它们之所以没有被强大的引力吸引到一起而保持一定的距离不变，是因为它们绕着连线上的共同“中心”以相同的周期做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供它们做圆周运动的向心力．解答“双星”问题要抓住两个要点，即双星的运动周期相等，向心力大小相等．

另有“三星”、“四星”、“多星”系统，其共同点是同一系统中各天体间的距离不变，各星受到的向心力不一定相等，但其运动周期一定相同．

2．“黑洞”

近代引力理论预言的一种引力极强的特殊天体——“黑洞”，能将任何物体吸引进来，包括光线在内的任何物体却不能脱离它．由于黑洞中的光无法逃逸，所以我们无法直接观测“黑洞”．“黑洞”的密度十分巨大，任何物体都不能脱离它的束缚，即使光子也不能从“黑洞”上射出．根据逃逸速度(即第二宇宙速度)是环绕速度的2倍，“黑洞”的第二宇宙速

度v＝2GM

R

≥c，故一个质量为M的“黑洞”，则其半径R≤

2GM

c2

.

例8、如图1－4－3所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G.

(1)求两星球做圆周运动的周期．

(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为 5.98×1024 kg 和 7.35 ×1022 kg.求T2与T1两者平方之比．(结果保留3位小数)

(2)将地月系统看成双星系统，由(1)得

将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得

解得

所以两种周期的平方比值为

人教版高中物理必修二：《曲线运动》学案(含答案)

第一节曲线运动 1.了解曲线的切线。 2.知道曲线运动速度的方向。 3．理解并掌握曲线运动的条件。 ★自主学习 1.曲线运动速度的方向:质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的方向。 2．速度是矢量,它既有,又有。不管速度的大小是否改变,只要速度的发生变化，就表示速度矢量发生了变化。3．曲线运动的性质:曲线运动中速度的方向时刻(填“不变”、“改变”）；也就是具有。所以，曲线运动是运动。 4.物体做匀速直线运动的条件:合力为,速度矢量（填“不变”、“改变”)；当物体所受的方向与它的方向在上时,物体做直线运动；物体做曲线运动的条件:当物体所受的方向与它的方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 ★新知探究 一、曲线运动中速度方向的确定 1．曲线运动的几个实例 体育活动中的例子： 日常生活中的例子: 自然现象中的例子: 2．切线的理解 （1）数学上曲线的割线:过曲线上的A、Ｂ两点所作的这一条叫做曲线的割线。 （２）数学上曲线的切线:当曲线跟其割线的两个交点时,这条就叫这条曲线的切线。 （3)曲线运动质点速度的方向：沿曲线在这一点的。 (4)数学上曲线的切线与物理上曲线运动在某点的轨迹的切线方向的异同: 同:二者都是曲线上的两点之间所作的。 不同：前者是一条没有方向的直线，后者是一条有的。 二、曲线运动的性质

曲线运动中质点速度的方向时刻在,也就具有了，所以曲线运动是。 三、曲线运动的条件 1．规律发现 (１)演示实验: （2）观察结果: ２．规律内容 当物体受的的方向与它的方向上时，物体作曲线运动。 ★例题精析 【例题1】下列说法正确的是( ） A.只要速度大小不变,物体的运动就是匀速运动Ｂ．曲线运动的加速度一定不为零 C.曲线运动的速度方向，就是它的合力方向 Ｄ.曲线运动的速度方向为曲线上该点的切线方向 【训练１】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.变速运动不一定是曲线运动 C.曲线运动是变加速运动 Ｄ.加速度大小及速度大小都不变的运动一定不是曲线运动 【例题2】关于曲线运动,下列说法错误 ．．的是( ) A.物体在恒力作用下可能做曲线运动 B.物体在变力作用下一定做曲线运动 Ｃ.做曲线运动的物体,其速度大小一定变化 D.做曲线运动的物体，其速度方向与合外力方向不在同一直线上 参考答案 ★自主学习 1.切线 2.大小方向方向 2. 3.改变加速度变速 3. 4.0 不变合力速度同一直线合力速度 ★新知探究 一、1．略 2.（1）直线 (2)非常非常接近割线（3）切线方向(4)非常非常接近割线方向线段 二、变化加速度变速运动 三、1．略２.合力速度不在同一直线 ★例题精析 例题1 BD 训练1 AB

高中物理第五章曲线运动第1节曲线运动导学案新人教版必修21

曲线运动 一、学习目标： 1.通过预习知道曲线运动是变速运动，能在曲线运动轨迹图上画出各点的速度方向。 2.通过探究能够用平面直角坐标系描述曲线运动的位移；能用牛顿第二定律分析物体做曲线运动的条件 二、预习案： 1．什么是曲线运动？做曲线运动的物体，不同时刻的速度方向是否相同？质点在某一点的速度方向，是曲线在这一点的什么方向？ 2.研究曲线运动的位移应建立平面直角坐标系，用坐标轴的来表示位移。3．曲线运动速度通常分解到两个互相垂直的方向上，这两个分矢量叫分速度，如果速度v 的方向与x轴夹角是θ，则分速度Vx= ，分速度Vy= 。 4.在用玻璃管和红蜡块演示“运动的合成和分解”实验中，将红蜡块沿玻璃管匀速上升的速度为Vy，玻璃管向右匀速运动的速度设为Vx，红蜡块速度v= ，求合运动的速度（位移，加速度），遵循的定则是。 5、物体在什么条件下做曲线运动？ 预习检测 1、下列对曲线运动中速度的说法中正确的是 ( ) A．质点在某一过程中速度方向总是沿着轨迹曲线的切线方向 B．质点在某一点的速度方向总是沿着轨迹曲线在这点的切线方向 C．曲线运动的速度方向一定不断变化 D．曲线运动的速度大小一定不断变化 2、关于质点的曲线运动，下列说法中正确的是（） 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．曲线运动加速度可能为零 D．曲线运动合外力一定不为零 三、课内探究： （一）、曲线运动速度的方向 1.砂轮打磨下来的炽热的微粒沿着什么方向离开砂轮？ 2.运动员掷链球时链球沿什么方向飞出？ （二）、曲线运动的位移和速度 问题：物体从O运动到A，位移大小为L，与x轴夹角为α，瞬时速度大小为v，与x轴夹角为θ，分析后回答下列问题。 （1）怎样在坐标系中描述质点运动到A点时的位置？ （2）如何求出速度V在x、y方向分速度？ （3）α与θ两个角度有没有可能相等？为什么？ （三）、物体做曲线运动的条件 问题（1）物体做直线运动的条件是什么？ （2）如图所示物体所受的合力与它的速度方向不在同一条直线上时，物体为什么做曲线运动？ （3）物体运动轨迹向哪个方向弯曲？物体的速度、运动轨迹及所受的合力的分布有何特点？

20182019学年高中物理第一章抛体运动1曲线运动学案教科版必修2

1 曲线运动 [学习目标] 1.知道什么是曲线运动，会确定曲线运动速度的方向，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． 一、曲线运动的速度方向 1．曲线运动：物体运动轨迹是曲线的运动． 2．曲线运动的速度方向：质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，质点在某一点(或某一时刻)的速度方向是沿曲线上这一点的切线方向． 3．曲线运动是变速运动 (1)速度是矢量，它既有大小，又有方向．不论速度的大小是否改变，只要速度的方向发生改变，就表示速度发生了变化，也就具有了加速度． (2)在曲线运动中，速度的方向是不断变化的，所以曲线运动是变速运动． 二、曲线运动的条件 1．动力学角度：当运动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，物体就做曲线运动． 2．运动学角度：物体的加速度方向与它的速度方向不在同一直线上时，物体就做曲线运动． 1．判断下列说法的正误． (1)做曲线运动的物体，速度可能不变．(×) (2)曲线运动一定是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动．(√) (3)物体的速度不断改变，它一定做曲线运动．(×) (4)做曲线运动物体的位移大小可能与路程相等．(×) (5)做曲线运动物体的合力一定是变力．(×) (6)做曲线运动的物体一定有加速度．(√) 2．小文同学在探究物体做曲线运动的条件时，将一条形磁铁放在桌面的不同位置，让小钢珠在水平桌面上从同一位置以相同初速度v0运动，得到不同轨迹．图1中a、b、c、d为其中四条运动轨迹，磁铁放在位置A时，小钢珠的运动轨迹是________(填轨迹字母代号)，磁铁放在位置B时，小钢珠的运动轨迹是________(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________(填“在”或“不在”)同一直线上时，物体做曲线运动．

高中物理 第5章 第一节 曲线运动学案 新人教版必修

高中物理第5章第一节曲线运动学案新人教 版必修 运动树叶在秋风中翩翩落下，树叶的运动轨迹是曲线；铅球被掷出后在重力作用下落向地面，铅球的运动轨迹是曲线；在NBA 比赛中，运动员高高跳起，投出的篮球在空中的运动轨迹是曲线；标志着中国航天实力、令国人扬眉吐气的“神舟号”载人飞船和“嫦娥一号”探测器进入太空后的运动轨迹也是曲线、1、知道曲线运动是变速运动，知道曲线运动的速度方向，会根据实际把速度进行分解、2、学会用实验探究的方法研究曲线运动，知道运动的合成与分解概念，会用平行四边形定则进行运动的合成和分解、3、知道物体做曲线运动的条件，会判断做曲线运动的物体所受合外力的大致方向、4、会用运动的合成和分解研究实际物体的运动、 一、曲线运动的位移和速度 1、曲线运动的定义、所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类，即直线运动和曲线运动、运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动、 2、曲线运动的位移、曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段、曲线运动的位移是矢量，其大小为有向线段的长度，方向是从出发点指向所研究的位置、 3、曲线运动的速度、(1)物体做曲线运动时，速度的方向时刻都在改

变、(2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这一点的切线方向、(3)做曲线运动的物体，不管速度大小是否变化，速度的方向时刻都在变化，所以曲线运动是一种变速运动、 二、物体做曲线运动的条件 1、从运动学的角度看：质点加速度的方向与速度的方向不在一条直线上时，质点就做曲线运动、 2、从动力学的角度看：当物体所受合外力不为零，且合外力方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动、 三、运动的实验探究一端封闭、长约1 m的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R、将玻璃管口塞紧、1、将这个玻璃管倒置，如图(1)所示、可以看到蜡块上升的速度大致不变、即蜡块做匀速运动、2、再次将玻璃管上下颠倒、在蜡块上升的同时将玻璃管向右匀速移动，观察研究蜡块的运动、3、以开始时蜡块的位置为原点，建立平面直角坐标系，如图(2)所示、设蜡块匀速上升的速度为vy、玻璃管水平向右移动的速度为vx、从蜡块开始运动的时刻计时，则t时刻蜡块的位置坐标为x＝vxt，y＝vyt；蜡块的运动轨迹y＝x是直线、蜡块位移的大小l＝t，位移的方向可以用tan θ＝求得、 四、运动的合成与分解 1、平面内的运动：为了更好地研究平面内的物体运动，常建立直角坐标系、 2、合运动和分运动：如果物体同时参与了几个运动，那么物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动，那几个运

最新运动的合成与分解导学案

【课题】§5.1曲线运动运动的合成与分解 【学习目标】 1、理解物体做曲线运动的条件； 2、知道运动的合成与分解遵循的矢量法则——平行四边形定则． 【知识要点】 一、曲线运动 1．运动特点 曲线运动的速度：曲线运动中速度的方向是在曲线上某点的方向，是时刻的，具有加速度，因此曲线运动一定是运动，但变速运动不一定是曲线运动． 2．物体做曲线运动的条件 (1)从动力学角度看，如果物体所受合外力方向跟物体的方向不在同一 条直线上，物体就做曲线运动． (2)从运动学角度看，就是加速度方向与方向不在同一条直线上．经常 研究的曲线运动有平抛运动和匀速圆周运动． 二、运动的合成与分解： 3．已知分运动求合运动称为运动的；已知合运动求分运动称为运动的．两者互为逆运算．在对物体的实际运动进行分析时，可以根 据分解，也可以采用正交分解． 4．遵循的法则： 运动的合成与分解是指描述运动的各物理量，即、、的合成与分解，由于它们都是矢量，故遵循． 5.物体做曲线运动的受力特点： 物体所受合外力与速度方向不在一条直线上，且指向轨迹的凹侧． 6．两个直线运动的合运动性质的判断 根据合加速度方向与合初速度方向判定合运动是直线运动还是曲线运动．两个互成θ角度(0°＜θ<180°)的分运动合运动的性质 两个匀速直线运动匀速直线运动 一个匀速直线运动、一个匀变速直线运动匀变速曲线运动 两个初速度为零的匀加速直线运动匀加速直线运动 两个初速度不为零的匀变速直线运动如v合与a合共线，为匀变速直线运动 如v合与a合不共线，为匀变速曲线运动 三、两种典型模型1．小船过河问题模型

(1)涉及的三个速度： v1：船在静水中的速度 v2：水流的速度 v：船的实际速度 (2)小船的实际运动是合运动，两个分运动分别是水流的运动和船相对静水的运动． (3)两种情景 ①怎样渡河，过河时间最短？ 船头正对河岸，渡河时间最短，t短＝d v1 (d为河宽)． ②怎样渡河，路径最短(v2

第五章 曲线运动导学案

班级：组别：姓名：组内评价： 第五章曲线运动导学案 一．曲线运动： 1．曲线运动概念：。 特征：轨迹是；速度方向不断地在变化，速度方向。2．特点：曲线运动的性质是运动，因而具有，则合外力。 3．物体做曲线运动的条件：①。②。 物体曲线运动的轨迹处于合力F与速度v方向之间，并且合力F指向轨迹的。4．研究方法：运动的合成与分解 ①合运动: 。 ②分运动: 。 ③运动的合成: 。 ④运动的分解: 。 ⑤运动的合成与分解是指的合成与分解。 ⑥特点: a.分运动与合运动的位移、速度和加速度的合成与分解满足。 b.合运动和分运动的关系：、、、 ⑦判断两个直线运动的合运动的性质：直线运动还是曲线运动？ 匀速运动、匀变速运动还是变加速运动？ ⑧推论: a. 两个匀速直线运动的合运动是运动。 b. 两个初速度为零的匀加速直线运动的合运动是运动。 c. 一个匀速直线运动与一个匀变速直线运动的合运动是运动。 d. 两个初速度不为零的匀加速直线运动的合运动是运动。5．小船过河问题 A．渡河时间最短：船头与河岸________，t min= ，与水速无关。 小船靠岸位置在对岸的下游s= 处靠岸。小船实际运动的位移为。B．过河路径最短：（v v > 船水 ）船头斜指上游与河岸的夹角为，实际过河路径s= ，t= 。 C．过河路径最短：（v v < 船水 ）。船头斜指上游，但不可能重直于河岸过河。S min= 。【练习1】判断以下说法的对错 1．速度变化的运动必是曲线运动吗？（） 2．加速度变化的运动必是曲线运动吗？（） 3．曲线运动一定是变速运动？（） 4．变速运动一定是曲线运动？（） 5．曲线运动的速度一定变？（） 6．做曲线运动的物体所受合力一定不为零？（） 7．物体在恒力下不可能做曲线运动? （） 8．物体在变力作用下一定做曲线运动？（） 9．加速度恒定的运动不可能是曲线运动？（） 【练习2】关于质点做曲线运动下列说法正确的是：（） A．变速运动一定是曲线运动 B．物体在恒力作用下不可能做曲线运动 C．有些曲线运动也可能是匀速运动 D．曲线运动的轨迹上任意一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向 【练习3】如图所示,物体在恒力的作用下沿曲线从A运动到B,此时突然使力反向,物体的运动情况是：A．物体可能沿曲线Ba运动 B．物体可能沿直线Bb运动 C．物体可能沿曲线Bc运动 D．物体可能沿曲线B返回A

曲线运动学案

曲线运动学案 学习目标 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、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。 学习重点 1、物体做曲线运动的方向的判定. 2、物体做曲线运动的条件. 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。 预习必会 1、曲线运动 2、加速度的定义 物理意义 3、直线加速：F的方向与v的方向. 直线减速：F的方向与v的方向 4、速度是量，它既有，又有。不论速度的是否改变，只要速度的发生改变，就表示速度发生了变化。曲线运动中的方向时刻在变，所以曲线运动一定是运动。 5、曲线运动中速度的方向怎样确定？ 6、曲线运动的条件 预习必做题 1、物体做曲线运动时，一定变化的物理量是（） A、速率 B、速度 C、加速度 D、合外力 2、关于质点做曲线运动，下列描述正确的是（） A、做曲线运动的质点，瞬时速度方向在曲线的切线方向上 B、质点做曲线运动时受到的合力一定是变力 C、质点做曲线运动时受到的合力方向与速度方向一定不在同一条直线上 D、质点做曲线运动时速度的大小一定是时刻在变化的 3、物体做曲线运动，在某段时间内其位移的大小为100m，则通过的路程一定100m（填“〉”、“=”或“〈”）学习过程 问题探究 1、物体的运动从轨迹的不同可以分为两大类，是哪两类？请举例说明。 2、曲线运动的的速度方向 (1)在砂轮上磨刀具时，刀具与砂轮接触处有火星方向飞出； (2)撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，伞面上的水滴沿伞边各点方向飞出。 3、曲线运动中速度的方向是时刻，该怎样确定物体的速度方向呢？ (1)阅读教材P3页有关内容，明确切线的概念。 （2）强化训练： 曲线滑梯如图所示，试标出人从滑梯上滑下时在A、B、C、D各点的速度方向 . 4、a：速度是矢量，既有大小，又有方向。那么速度的变化包含哪几层含义？ b：有人说，作曲线运动的物体一定具有加速度，该怎样理解？ c：曲线运动的运动学特征，应该怎样描述？

高中物理 第五章 第1节 曲线运动学案新人教版必修2

高中物理第五章第1节曲线运动学案新人教 版必修2 【学习目标定向】 知道曲线运动是变速运动。能从实验和理论角度判断曲线运动瞬时速度的方向。能从动力学角度归纳出物体做曲线运动的条件。掌握速度、合外力及轨迹的关系。体会极限思想在分析曲线运动瞬时速度的应用。 【问题情境设疑独学导入】 1、小制作：取一根稍长的细杆，一段固定一枚铁钉，另一端用羽毛或纸片做一个尾翼，做成一枚“飞镖”。在空旷地带把飞镖斜向上抛出，观察飞镖落至地面插入泥土后的指向。改变飞镖的投射角，重复上述实验，体会飞镖速度方向与运动轨迹的关系。在纸上画出某次投掷飞镖的轨迹，试再从理论角度分析之。（投掷飞镖时要注意安全） 2、赵、钱、孙、李四个同学进行吹乒乓球比赛，如图5-1-1所示，在光滑的玻璃板上乒乓球以平行于AB的速度从A向B运动，要求参赛者在角B处用细管吹气，将乒乓球吹进角C处的圆圈中，赵、钱、孙、李四位同学的吹气方向如右图中的箭头所示，其中有可能成功的是（） A、赵

B、钱 C、孙 D、李图5-1-1 【课前自学导读】 1、曲线运动：按轨迹划分，物体运动可分为_____运动和-_____ 运动；曲线运动是指物体沿_________________ 运动。 2、曲线运动的速度方向：物体做曲线运动时，某一点的速度方向沿_______________方向。 3、物体做曲线运动的条件：物体的速度方向与_______的方向____________________、 4、曲线运动速度、轨迹和力之间的关系：物体的运动轨迹在______和_______之间，跟______相切，并向________方向一侧弯曲。 【互动合作探究】 探究 一、曲线运动速度的方向 一、曲线运动 1、在前一模块中我们学习了直线运动，了解到了有关直线运动的规律。实际上，在自然界和生活中，曲线运动随处可见。试举出几例曲线运动并加以分析。（1）生活中的曲线运动有：（2）体育竞技中的曲线运动有：猜想运动过程中某一点的速度可能方向是：______________________________________你做出

第五章曲线运动导学案

第五章 曲线运动导学案 5.1 曲线运动 班级： 小组： 姓名： 评价： 学习目标： 1、知道什么叫曲线运动。 2、明确曲线运动中速度的方向。 3、理解曲线运动是一种变速运动。 4、理解物体做曲线运动的条件，会用来分析具体问题。 学习重点： 1、物体做曲线运动速度的方向的判定。 2、物体做曲线运动条件的分析、理解与应用。 学法指导： 1、要明确一个数学概念：曲线的切线。结合实际现象理解曲线运动中速度的方向特点 2、要学会从力与运动的关系分析理解做曲线运动的条件。 学习过程： 第 1 课 时 【课前自学】请同学们在阅读教材的基础上解决以下问题： 1、运动轨迹是_________的运动叫曲线运动。 2、研究物体的运动时，坐标系的选取是很重要的。我们研究物体做曲线运动时，已无法应用直线坐标系来处理，而应选取____________坐标系。(P2) 3、过曲线上的A 、B 两点作直线，这条直线叫做曲线的________。设想B 点逐渐向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，这条割线就叫做曲线在A 点的_________。(P3) 4、质点做曲线运动时，质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的_________方向。做曲线运动的物体，不同时刻的速度具有___________的方向。(P3) 5、曲线运动中速度的方向在改变，所以曲线运动是_____________运动。(P3) 6、曲线运动可分为___________曲线运动和___________曲线运动。 【课堂探究】 7、物体做曲线运动时，速度方向时刻改变。速度是矢量，它与力、位移等其它矢量一样，可以用它在相互垂直的两个方向的分矢量来表示。这两个分矢量叫分速度。 v x 、 v y 为它在两坐标轴上的分速度。由图可知： v x = v y = 8、飞机起飞时以v =300km/h 的速度斜向上飞，飞行方向与水平面的夹角成30°角，飞机在水平方向和竖直方向的分速度各是多大？画出速度分解的图示。 x y

高中物理曲线运动教学案

第四章曲线运动 命题规律 本章知识点，从近几年高考看，主要考查的有以下几点：（1）平抛物体的运动。（2）匀速圆周运动及其重要公式，如线速度、角速度、向心力等。（3）万有引力定律及其运用。（4）运动的合成与分解。注意圆周运动问题是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用，要加深对牛顿第二定律的理解，提高应用牛顿运动定律分析、解决实际问题的能力。近几年对人造卫星问题考查频率较高，它是对万有引力的考查。卫星问题与现代科技结合密切，对理论联系实际的能力要求较高，要引起足够重视。本章内容常与电场、磁场、机械能等知识综合成难度较大的试题，学习过程中应加强综合能力的培养。 从近几年的高考试题可以看出，曲线运动的研究方法——运动的合成与分解、平抛运动和圆周运动；万有引力定律与牛顿运动定律结合分析天体、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机的运动问题，估算天体的质量和密度问题，反映了现代科技信息与现代科技发展密切联系是高考命题的热点。例如2020全国I第17题，山东基本能力第32题，全国II第25题，广东单科第12题考查了万有引力定律的应用，2020年全国Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ卷以及北京理综、广东物理均考查了人造卫星在万有引力作用下的圆周运动问题。再如2020全国I卷、江苏物理、天津理综、重庆理综、广东物理均考查了人造卫星及万有引力定律在天体运动中的应用问题。 预计在今后的高考中平抛运动的规律及其研究方法、圆周运动的角速度、线速度和向心加速度仍是高考的热点。与实际应用和与生产、生活、科技联系命题已经成为一种命题的趋向，特别是神舟系列飞船的发射成功、探月计划的实施，更会结合万有引力进行命题。 复习策略 在本专题内容的复习中，一定要多与万有引力、天体运动、电磁场等知识进行综合，以便开阔视野，提高自己分析综合能力。

教科版物理必修【2】：1.1《曲线运动》学案(含答案)

第一章抛体运动 第1节曲线运动 [导学目标] 1.知道曲线运动的速度方向，理解曲线运动是一种变速运动.2.理解物体做直线或曲线运动的条件． 1．物体做匀速直线运动的条件是：________________. 2．物体做曲线运动的条件是：______________________________________________. 3．演示并思考：①自由释放一个小钢球和水平抛出一个相同的小钢球，它们的运动情况有什么不同呢？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ②上述两种情况中，小钢球的速度方向与所受重力的方向(不计空气阻力)有什么不同呢？ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 一、曲线运动的速度方向 1．曲线运动 物体________________是曲线的运动叫曲线运动． 2．曲线运动的速度 [问题情境] 下雨天，在泥水中行驶的汽车，其车轮上飞溅出来的泥水是沿着车轮的切线方向飞出的，泥水被车轮从地面上粘起，具有了车轮的速率，在飞溅出去以后，由于具有惯性，它将沿直线运动；同理，在飞转的砂轮上磨刀具，刀具与砂轮接触处有火星沿砂轮的切线方向飞出．根据以上情景分析，曲线运动的速度方向具有什么特点？我们应如何确定曲线运动的速度方向呢？

人教版高中物理必修二：《曲线运动》学案

5.1 曲线运动（学案） 一、学习目标 1.知道什么是曲线运动 2.知道曲线运动中速度的方向是如何确定的，理解曲线运动是变速运动。 3.结合实例理解物体做曲线运动的条件，对比直线运动和曲线运动条件，加深对牛顿定律的理解。 二、课前预习 1.曲线运动：。 2.曲线运动的位移与路程的关系；曲线运动平均速度与平均速率的关 系；曲线运动瞬时速度与瞬时速率的关系；曲线运动的方向：。 3.物体做曲线运动时，运动状态（“发生”或“不发生”）变化，做曲线运动的物体 （“有”或“没有”）加速度。 4.物体做曲线运动的条件：。 三、经典例题 例1、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.曲线运动速度的方向不断地变化。但速度的大小可以不变 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 例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 例3、从A到B，经过时间为5s，在A点的速度方向与水平方向成300，偏向上。大小是5m/s，在B点的速度大小也是5m/s，但方向与水平方向成300角，偏向下。求这段时间的加速度。

例4、某物体受到同一平面内几个力的作用作匀速直线运动，从某时刻撤去其中一个力，其它力不变，则该物体（） A.一定是匀变速运动 B.一定不是匀变速运动 C.其轨迹可能是曲线 D.其轨迹不可能是直线 例5、运动员推铅球，铅球在运动过程中，不计阻力（） A.曲线运动，速度大小和方向均变，是匀变速。 B.曲线运动，速度大小不变，方向变化，是非匀变速。 C.曲线运动，速度大小方向均变化，是非匀变速。 D.若水平抛出，是匀变速，竖直向上抛出则不是。 四、课堂训练 1、下列说法中正确的是( ) A.做曲线运动物体的速度方向一定发生变化。 B.速度方向发生变化的运动一定是曲线运动。 C.速度变化的运动一定是曲线运动。 D.加速度变化的运动一定是曲线运动。 2、如图所示，物体在恒力F作用下沿曲线从点A运动到点B，这时突然使它所受的 力反向，但大小不变，即由F变为－F。在此力的作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（） A．物体不可能沿曲线Ba运动 B．物体不可能沿曲线Bb运动 C．物体不可能沿曲线Bc运动 D．物体不可能沿原曲线BA返回 3、电动自行车绕图所示的400米标准跑道运动，车上的车速表指针一直指在36km/h处不动。则下列说法中正 确的是（） A．电动车的速度一直保持不变 B．电动车沿弯道BCD运动过程中，车一直具有加速度 C．电动车绕跑道一周需40秒钟，此40秒内的平均速度 等于零 D．电动车在弯道上运动时合外力方向不可能沿切线方向 4、做曲线运动的物体，在其轨迹曲线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 C D B A b a c

2019-2020年高中物理 第5章 第一节 曲线运动学案 新人教版必修2

2019-2020年高中物理第5章第一节曲线运动学案新人教版必修2 树叶在秋风中翩翩落下，树叶的运动轨迹是曲线；铅球被掷出后在重力作用下落向地面，铅球的运动轨迹是曲线；在NBA比赛中，运动员高高跳起，投出的篮球在空中的运动轨迹是曲线；标志着中国航天实力、令国人扬眉吐气的“神舟十号”载人飞船和“嫦娥一号”探测器进入太空后的运动轨迹也是曲线． 1．知道曲线运动是变速运动，知道曲线运动的速度方向，会根据实际把速度进行分解．2．学会用实验探究的方法研究曲线运动，知道运动的合成与分解概念，会用平行四边形定则进行运动的合成和分解． 3．知道物体做曲线运动的条件，会判断做曲线运动的物体所受合外力的大致方向． 4．会用运动的合成和分解研究实际物体的运动． 一、曲线运动的位移和速度 1．曲线运动的定义． 所有物体的运动可根据其轨迹的不同分为两大类，即直线运动和曲线运动．运动轨迹为曲线的运动叫做曲线运动．

2．曲线运动的位移． 曲线运动的位移是指运动的物体从出发点到所研究位置的有向线段．曲线运动的位移是矢量，其大小为有向线段的长度，方向是从出发点指向所研究的位置． 3．曲线运动的速度． (1)物体做曲线运动时，速度的方向时刻都在改变． (2)物体在某一点(或某一时刻)的速度方向为沿曲线在这一点的切线方向． (3)做曲线运动的物体，不管速度大小是否变化，速度的方向时刻都在变化，所以曲线运动是一种变速运动． 二、物体做曲线运动的条件 1．从运动学的角度看：质点加速度的方向与速度的方向不在一条直线上时，质点就做曲线运动． 2．从动力学的角度看：当物体所受合外力不为零，且合外力方向与速度方向不在同一条直线上时，物体做曲线运动． 三、运动的实验探究 一端封闭、长约1 m 的玻璃管内注满清水，水中放一个红蜡做的小圆柱体R.将玻璃管口塞紧． 1．将这个玻璃管倒置，如图(1)所示．可以看到蜡块上升的速度大致不变．即蜡块做匀速运动． 2．再次将玻璃管上下颠倒．在蜡块上升的同时将玻璃管向右匀速移动，观察研究蜡块的运动． 3．以开始时蜡块的位置为原点，建立平面直角坐标系，如图(2)所示．设蜡块匀速上升的速度为v y 、玻璃管水平向右移动的速度为v x .从蜡块开始运动的时刻计时，则t 时刻蜡块的 位置坐标为x ＝v x t ，y ＝v y t ；蜡块的运动轨迹y ＝v y v x x 是直线．蜡块位移的大小l

5.1曲线运动导学案

高一年级物理学科导学纲要 课题：第一节 5.1 《曲线运动》（2课时） 【学习目标】 1.知道什么是圆周运动，什么是匀速圆周运动。 2.理解线速度概念，知道匀速圆周运动线速度的特点。 3.理解角速度概念，知道角速度的物理意义和单位。 4.掌握匀速圆周运动的角速度、线速度、周期、转速间的关系。 【重点】1.匀速圆周运动的线速度和角速度及其之间的关系。 2.在具体情景中确定线速度、角速度与半径的关系。 【难点】1.匀速圆周运动的角速度、线速度、周期、转速间的关系。 2.在具体情景中确定线速度、角速度与半径的关系。 3.对匀速圆周运动是变速运动的理解。 【使用说明及学法指导】 1．先认真阅读课本16-18页，联系生活实际，体会和感悟教材中关于圆周运动的描述，熟记课本基础知识。 2．完成教材助读设置的问题，依据发现的问题再研读教材或查阅资料，解决问题。将预习中不能解决的问题填在“我的疑惑”处。 3．利用30分钟高效完成。 I、知识准备 一、线速度 1．圆周运动：运动轨迹是_____的运动。 2．匀速圆周运动：在任意相等的时间里通过的_____都相等的圆周运动。 3.线速度：做圆周运动的物体通过的_____与所用时间的比值。 4.线速度的方向：总是沿___________方向。 5.匀速圆周运动的性质：曲线运动中线速度的方向时刻在变，所以是__(A.匀速B.变速)运动。二、角速度、周期、频率和转速 三、线速度与角速度的关系 1.线速度与角速度的关系式：______。 2.线速度与角速度关系的推导过程：由线速度的定义式 , 角速度的定义式ω= ,圆心角与弧长的关系式__________,三式联立可得

高中物理《曲线运动》导学案

高中物理《曲线运动》导学案 5、1 曲线运动◇课前预习◇ 1、什么是曲线运动？说出一些生活中常见的曲线运动。 2、曲线的切线指的是什么？曲线运动的速度方向沿什么方向？ 3、物体做曲线运动的条件是什么？ 4、怎样确定曲线运动的位移？ 5、什么叫合运动？什么叫分运动？◇课堂互动◇ 【融会贯通】 一、曲线运动速度的方向[说一说] 运动员掷链球时链球沿什么方向飞出？砂轮打磨下来的炽热的微粒沿着什么方向离开砂轮？ 1、做曲线运动时，物体在某一点的速度方向沿曲线在这一点的方向。 2、由于曲线的切线方向在不断地变化，所以做曲线运动的物体方向在不断地变化，曲线运动一定是（“变速”或“匀速”）运动。 [问题探究]：曲线运动加速度可能为零吗？合外力可能为零吗？〖例1〗下列对曲线运动中速度的说法中正确的是 ( ) A、质点在某一过程中速度方向总是沿着轨迹曲线的切线方向

B、质点在某一点的速度方向总是沿着轨迹曲线在这点的切线方向 C、曲线运动的速度方向一定不断变化 D、曲线运动的速度大小一定不断变化〖训练1〗关于质点的曲线运动，下列说法中正确的是（） 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、曲线运动加速度可能为零 D、曲线运动合外力一定不为零 二、物体做曲线运动的条件[说一说]：曲线运动物体的合外力，若物体的合外力为零，物体做运动。 [想一想]：物体做曲线运动的条件是什么？①物体的合外力，②物体所受的合外力方向跟它的速度方向。 [说一说]：物体做直线运动的条件：物体的合外力，或物体所受的合外力方向跟它的速度方向。问题探究]：做曲线运动的物体合外力方向指向曲线的哪一侧？物体的速度、合外力和轨迹的位置之间有什么关系？〖例2〗关于曲线运动，下列说法中不正确的是（） A、物体做曲线运动时，受到的合外力一定不为零 B、物体受到的合外力不为零时，一定做曲线运动 C、物体做曲线运动时，合外力方向一定与瞬时速度方向不在同一直线上

物理必修二曲线运动学案

§5-1曲线运动 一、学习目标 1．知道什么是曲线运动，会确定曲线运动速度的方向． 2．知道曲线运动是变速运动． 3．知道什么是运动的合成，什么是运动的分解，掌握运动的合成与分解所遵循的平行四边形定则 4．知道物体做曲线运动的条件．理解合运动与分运动具有等时性，分运动的性质决定合运动的性质和轨迹 二、知识要点 1．曲线运动的位移 （1）坐标系：研究物体在平面内做曲线运动时，需要建立________ 坐标系． （2）位移的分解：如图所示，物体从O运动到A，位移大小 为l，与x轴夹角为α，则在x方向的分位移为x A＝_____，在y方向 的分位移为y A＝_____. 2．曲线运动的速度 （1）速度的方向 质点在某一点的速度方向就是沿曲线在这一点的方向． （2）运动性质 做曲线运动的质点的速度时刻发生变化，即速度时刻发生变化， 因此曲线运动一定是运动． 3．速度的分解 (1)分速度：用速度在相互垂直的两个方向的分矢量表示，这两个分矢 量叫做． (2)速度的分解：如图所示，物体沿曲线运动到A点，速度大小为v，与x轴夹角为θ，则在x 方向的分速度为v x＝______，在y方向的分速度为v y＝______. 4．物体做曲线运动的条件 （1）动力学条件：当物体所受合力的方向与它的速度方向不在时，物体做曲线运动． （2）运动学条件：当物体的加速度方向与它的速度方向时，物体做曲线运动．5．在用玻璃管和红蜡烛演示“运动的合成与分解”实验中(如图所示)红蜡烛可以看成同时参与了下面两个运动：在玻璃管中________的匀速运动(由________到________)和随玻璃 管________的匀速运动．红蜡块实际发生的运动(由________ 到________)是这________的结果． 6．在上述实验中，若蜡块沿玻璃管匀速上升的速度设为 v y，玻璃管向右匀速运动的速度设为v x，从蜡块开始运动 的时刻计时．于是，在时刻t，蜡块的位置坐标是：x＝__________；y＝________； 蜡块的速度v＝________. 7．已知分运动的速度(位移、加速度)求合运动的速度(位移、加速度)，遵循的定则是________． 三、典型例题 例1.关于曲线运动的速度，下列说法正确的是() A．速度的大小与方向都在时刻变化 B．速度的大小不断发生变化，速度的方向不一定发生变化 C．速度的方向不断发生变化，速度的大小不一定发生变化 D．质点在某一点的速度方向是沿曲线上该点的切线方向 例2．月球在地球引力作用下绕地球转动而做曲线运动(设月球所受其他天体的合力为零)．假如地球的引力突然消失，则此时关于月球的运动正确的是() A．月球立即落向地球B．月球立即沿与地球的连线远离地球 C．月球逐渐远离圆轨道做曲线运动 D．月球立即沿轨道切线方向做匀速直线运动 例3．如图所示，抛出的石子做抛体运动，试在图中画出石子沿这条曲线运动时在A、B、C、D 各点的速度方向和所受力的示意图． 例4.对于两个分运动．下列说法正确的是( )

曲线运动学案

第五章 曲线运动 第一节 什么是抛体运动 一、学习目标 1．知道曲线运动的方向，理解曲线运动的性质 2．知道曲线运动的条件，会确定轨迹弯曲方向与受力方向的关系 二、教学重点 1. 什么是曲线运动 2. 物体做曲线运动方向的判定 3. 物体做曲线运动的条件 三、教学难点 物体做曲线运动的条件 四、预习填空 1、曲线运动：__________________________________________________________ 2、曲线运动速度的方向： 质点在某一点的速度，沿曲线在这一点的 方向。 3、曲线运动的条件： （1） 时，物体做曲线运动。 （2）运动速度方向与加速度的方向共线时，运动轨迹是___________ （3）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力为定值，运动为_________运动。 （4）运动速度方向与加速度的方向不共线，且合力不为定值，运动为___________运动。 4、曲线运动的性质： （1）曲线运动中运动的方向时刻_______ （变、不变） ，质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿________________________________ ，并指向运动轨迹凹下的一侧。 （2）曲线运动一定是________ 运动，一定具有_________ 。 五、过程学习 一、曲线运动的定义 1、实验演示 （1）自由释放一只较小的粉笔头 （2）平行抛出一只相同大小的粉笔头 思考：两只粉笔头的运动情况有什么不同？ 交流讨论。 结论：前者是 ，后者是 。 在实际生活普遍发生的是曲线运动，那么什么是曲线运动？ 定义：运动的轨迹是曲线的运动叫做曲线运动。 列举曲线运动在生活中的实例。 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？ 引出下一问题。 二、曲线运动速度的方向 看图片：撑开带有水滴的雨伞绕柄旋转。 问题思考：水滴沿什么方向飞出？ 结论：雨滴沿飞出时在那点的切线方向飞出。 注意：如果球直线上的某处A 点的瞬时速度，可在离A 点不 远处取一B 点，求AB 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AB 见的平均速度即为A 点的瞬时速度。 结论：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 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 结论：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，小球将如何运动？ 实验结论：小球将做 。 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，小球将如何运动？ 实验结论：小球将改变轨迹而做曲线运动。 结论：曲线运动的条件是，当物体所受合力的方向跟物体运动的方向不在同一条直线时，物体就做曲线运动。 四、曲线运动的性质 问题：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，速度矢量就发生了 ，也就具有 ，因此曲线运动是 。 结论：曲线运动是变速运动。 【课堂训练】 例题1、已知物体运动的初速度v 的方向及受恒力的方向如图所示，则图中可能正确的运动轨迹是： A B C D

学案1曲线运动.doc

学案1曲线运动 【学习目标】 1、通过实例分析，理解曲线运动的速度方向 2、通过理论分析，掌握曲线运动的条件 【学习重点】 曲线运动的速度特点及曲线运动的条件 【自主学习】 1、曲线运动：0 2、曲线运动的位移与路程的关系；曲线运动平均速度与平均速率的关系 ;曲线运动瞬时速度与瞬时速率的关系;曲线运动的方 向：。 3、物体做曲线运动时，运动状态（“发生”或“不发生”）变化，做曲线运动的物体（“有”或“没有”）加速度。 4、物体做曲线运动的条件： - 【重难点突破】 例1、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.曲线运动速度的方向不断地变化。但速度的大小可以不变 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 例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，伞面上的水滴山内向外做螺旋运动，水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向 例3、电动自行车绕图所示的400米标准跑道运动，车上的车速表指针一直指在36km/h处不动。则下列说法中正确的是（）广----------- 1 A.电动车的速度一直保持不变/ \ B.电动车沿弯道BCD运动过程中，车一直具有加速度；§ C.电动车绕跑道一周需40秒钟，此40秒内的平均速度等于零y D.电动车在弯道上运动时合外力方向不可能沿切线方向°【巩固练习】 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若曲线并保持不变 B.质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，它在某一点的瞬肘速度的方向与这一点运动的轨