2017_2018學(xué)年高中物理第一章拋體運(yùn)動(dòng)第一節(jié)什么是拋體運(yùn)動(dòng)教學(xué)案粵教版.docx

第一節(jié)什么是拋體運(yùn)動(dòng)1.物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下的運(yùn)動(dòng)叫拋體運(yùn)動(dòng)。2曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向就是曲線上這點(diǎn)的切線方向，并指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的方向。3曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻都在改變，故曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。4物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上。一、拋體運(yùn)動(dòng)的速度方向1拋體運(yùn)動(dòng)將物體以一定的初速度向空中拋出，僅在重力作用下物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng)。2拋體運(yùn)動(dòng)的速度方向(1)在曲線運(yùn)動(dòng)中，質(zhì)點(diǎn)在某一時(shí)刻(或某一位置)的速度方向就是曲線上這點(diǎn)的切線方向。(2)做拋體運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的速度方向，在其運(yùn)動(dòng)軌跡各點(diǎn)的切線方向上，并指向質(zhì)點(diǎn)前進(jìn)的方向。(3)質(zhì)點(diǎn)在曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向時(shí)刻在改變，即具有加速度，所以曲線運(yùn)動(dòng)是一種變速運(yùn)動(dòng)。二、拋體做直線或曲線運(yùn)動(dòng)的條件1拋體做直線運(yùn)動(dòng)的條件拋出時(shí)的速度方向在豎直方向上。2物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件當(dāng)物體所受合力的方向(即物體加速度的方向)與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。1自主思考判一判(1)拋體運(yùn)動(dòng)都是曲線運(yùn)動(dòng)。()(2)曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向一定同時(shí)改變。()(3)曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。()(4)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定是變力。()(5)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定不為零。()(6)物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定不為零。()2合作探究議一議(1)花樣滑冰以美妙絕倫的舞姿深受人們喜愛(ài)，某花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員正在冰面上進(jìn)行精彩表演，為了描述她的位置及位置變化，應(yīng)建立何種坐標(biāo)系？圖111提示：花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員在冰面上做曲線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)建立平面直角坐標(biāo)系。(2)廣場(chǎng)上，噴泉射出的水柱在空中劃出一道道美麗的弧線，令人賞心悅目。那么，斜射出水流的速度大小和方向是如何變化的呢？圖112提示：水流速度的大小先減小后增大，方向先斜向上然后逐漸變?yōu)樾毕蛳隆?duì)曲線運(yùn)動(dòng)的理解1曲線運(yùn)動(dòng)的速度：曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向與該時(shí)刻運(yùn)動(dòng)軌跡曲線上相應(yīng)點(diǎn)的切線方向相同，速度的方向時(shí)刻在發(fā)生變化。2曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)：由于做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度方向時(shí)刻在變化，不管速度大小是否變化，因其矢量性，物體的速度時(shí)刻在變化，所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)。3運(yùn)動(dòng)的五種類(lèi)型軌跡特點(diǎn)加速度特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)直線加速度為零勻速直線運(yùn)動(dòng)加速度不變勻變速直線運(yùn)動(dòng)加速度變化變加速直線運(yùn)動(dòng)曲線加速度不變勻變速曲線運(yùn)動(dòng)加速度變化變加速曲線運(yùn)動(dòng)典例翻滾過(guò)山車(chē)是大型游樂(lè)園里比較刺激的一種娛樂(lè)項(xiàng)目。如圖113所示，翻滾過(guò)山車(chē)(可看成質(zhì)點(diǎn))從高處沖下，過(guò)M點(diǎn)時(shí)速度方向如圖所示，在圓形軌道內(nèi)經(jīng)過(guò)A、B、C三點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是()圖113A過(guò)山車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)B過(guò)山車(chē)做變速運(yùn)動(dòng)C過(guò)山車(chē)受到的合力等于零D過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A、C兩點(diǎn)時(shí)的速度方向相同思路點(diǎn)撥解答本題可按以下思路分析： 解析過(guò)山車(chē)做曲線運(yùn)動(dòng)，其速度方向時(shí)刻變化，速度是矢量，故過(guò)山車(chē)的速度是變化的，即過(guò)山車(chē)做變速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)，B對(duì)；做變速運(yùn)動(dòng)的物體具有加速度，由牛頓第二定律可知物體所受合力一定不為零，C錯(cuò)；過(guò)山車(chē)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向上，經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度方向豎直向下，D錯(cuò)。答案B曲線運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的兩種判斷方法(1)看物體的合外力。若物體的合外力為恒力，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的合外力為變力，則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。(2)看物體的加速度。若物體的加速度不變，則它做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)；若物體的加速度變化，則它做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。1.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，一定發(fā)生變化的物理量是()A速率B速度C加速度 D合力解析：選B曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度方向一定變化，但大小可能變，也可能不變，B正確，A錯(cuò)誤；做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力一定不為零，一定具有加速度，但合外力、加速度可能不變，也可能變化，故C、D錯(cuò)誤。2.跳水運(yùn)動(dòng)是一項(xiàng)難度很大又極具觀賞性的運(yùn)動(dòng)，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員多次在國(guó)際跳水賽上摘金奪銀，被譽(yù)為跳水“夢(mèng)之隊(duì)”，如圖114是一位跳水隊(duì)員從高臺(tái)做“反身翻騰二周半”動(dòng)作時(shí)頭部的運(yùn)動(dòng)軌跡，最后運(yùn)動(dòng)員沿豎直方向以速度v入水，整個(gè)過(guò)程中，有幾個(gè)位置頭部的速度方向與入水時(shí)v的方向垂直()圖114A2個(gè) B3個(gè)C4個(gè) D5個(gè)解析：選D運(yùn)動(dòng)員做曲線運(yùn)動(dòng)，入水時(shí)速度方向豎直向下；由于曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向，圖中共有5個(gè)位置，頭部的速度方向是水平的，故D正確。3如圖115所示為一個(gè)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的軌跡示意圖，已知在B點(diǎn)時(shí)的速度與加速度相互垂直，則下列說(shuō)法中正確的是()圖115AD點(diǎn)的速率比C點(diǎn)的速率大BA點(diǎn)的加速度與速度的夾角小于90CA點(diǎn)的加速度比D點(diǎn)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解析：選A質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，加速度不變，故C錯(cuò)誤。由B點(diǎn)速度與加速度相互垂直可知，加速度方向與B點(diǎn)切線垂直且向下，故質(zhì)點(diǎn)由C到D的過(guò)程，加速度方向與速度方向的夾角小于90，速率增大，A正確。A點(diǎn)的加速度方向與A點(diǎn)的切線，即速度方向的夾角大于90，B錯(cuò)誤。從A到D加速度與速度的夾角一直變小，D錯(cuò)誤。對(duì)曲線運(yùn)動(dòng)條件的理解1物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件(1)動(dòng)力學(xué)條件：物體所受的合力方向與速度方向不共線。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：加速度與速度方向不共線。2物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于受力(加速度)的幾個(gè)關(guān)系(1)合外力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系：物體運(yùn)動(dòng)時(shí)其軌跡總偏向合外力所指的一側(cè)，或者說(shuō)合外力總指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)。(2)合外力與速率變化的關(guān)系合外力方向與速度方向夾角為銳角時(shí)，物體做速率越來(lái)越大的曲線運(yùn)動(dòng)。合外力方向與速度方向夾角為直角時(shí)，物體做速率不變的曲線運(yùn)動(dòng)。合外力方向與速度方向夾角為鈍角時(shí)，物體做速率越來(lái)越小的曲線運(yùn)動(dòng)。典例如圖116所示，一物體以速度v運(yùn)動(dòng)，到達(dá)位置A開(kāi)始受到向前但偏右的(觀察者沿物體的運(yùn)動(dòng)方向看，下同)合力，到達(dá)B時(shí)，合力改成與前進(jìn)方向相同，到達(dá)C時(shí)，合力又突然改成向前但偏左，最終到達(dá)D。以下四圖表示物體全程的運(yùn)動(dòng)軌跡，正確的是()圖116思路點(diǎn)撥合力F一定指向曲線的內(nèi)側(cè)，按照軌跡的方向，逐步分析即可。解析軌跡與速度方向相切，而不是與力，故B錯(cuò)誤；軌跡往合力方向彎曲，但B點(diǎn)速度偏轉(zhuǎn)不可能超過(guò)合力，故C錯(cuò)誤；而且B點(diǎn)速度方向也不能發(fā)生突變，故D錯(cuò)誤；只有A正確。答案A曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡特點(diǎn)(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，運(yùn)動(dòng)軌跡不斷改變，其改變后的軌跡處在運(yùn)動(dòng)方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間，且偏向合外力所指的一側(cè)。(2)若物體在恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng)，物體的運(yùn)動(dòng)軌跡越來(lái)越接近力的方向，但不會(huì)與力的方向相同。 1在越野賽車(chē)時(shí)，一輛賽車(chē)在水平公路上減速轉(zhuǎn)彎，從俯視圖中可以看到賽車(chē)沿曲線由M向N行駛。下圖中分別畫(huà)出了汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所受合力F的四種方向，你認(rèn)為正確的是()解析：選C賽車(chē)做的是曲線運(yùn)動(dòng)，賽車(chē)受到的合力應(yīng)該指向運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的內(nèi)側(cè)，由于賽車(chē)是從M向N運(yùn)動(dòng)的，并且速度在減小，所以合力與賽車(chē)的速度方向的夾角要大于90，故C正確。2(多選)物體受到幾個(gè)恒力的作用而處于平衡狀態(tài)，若再對(duì)物體施加一個(gè)恒力，則物體可能()A靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)B做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C做變加速曲線運(yùn)動(dòng)D做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)解析：選BD物體處于平衡狀態(tài)，則原來(lái)幾個(gè)力的合力一定為零，現(xiàn)受到另一個(gè)恒力作用，物體一定做勻變速運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤。若物體原來(lái)靜止，則現(xiàn)在一定做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；若物體原來(lái)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且速度與恒力的方向共線，則現(xiàn)在做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)B正確。若速度與恒力的方向不在同一直線上，則物體做曲線運(yùn)動(dòng)，且因?yàn)榱κ呛懔?，加速度也是恒定的，因此物體做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，D正確，C錯(cuò)誤。3.如圖117所示為一質(zhì)點(diǎn)在恒力F作用下在xOy平面上從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的軌跡，且在A點(diǎn)時(shí)的速度vA與x軸平行，則恒力F的方向可能是()圖117A沿x方向B沿x方向C沿y方向D沿y方向解析：選D根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力指向曲線內(nèi)側(cè)的特點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)在O點(diǎn)受力方向可能沿x方向或y方向，而在A點(diǎn)速度方向沿x可以推知恒力方向不能沿x方向，但可以沿y方向，所以D項(xiàng)正確。1(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度方向一定變化B速度方向發(fā)生變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)C速度變化的運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)D做曲線運(yùn)動(dòng)的物體一定具有加速度解析：選AD做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，其運(yùn)動(dòng)軌跡上某點(diǎn)的切線方向表示速度的方向，切線方向是時(shí)刻變化的，故速度方向一定變化，A正確。向空中豎直上拋一小球，小球減速至最高點(diǎn)后又反向做加速運(yùn)動(dòng)，小球在運(yùn)動(dòng)中速度的方向和大小都發(fā)生了改變，但其運(yùn)動(dòng)是直線運(yùn)動(dòng)，B、C錯(cuò)誤。做曲線運(yùn)動(dòng)的物體的速度一定是變化的，即v0，故物體一定具有加速度，D正確。2(多選)(全國(guó)乙卷)一質(zhì)點(diǎn)做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)對(duì)其施加一恒力，且原來(lái)作用在質(zhì)點(diǎn)上的力不發(fā)生改變，則( )A質(zhì)點(diǎn)速度的方向總是與該恒力的方向相同B質(zhì)點(diǎn)速度的方向不可能總是與該恒力的方向垂直C質(zhì)點(diǎn)加速度的方向總是與該恒力的方向相同D質(zhì)點(diǎn)單位時(shí)間內(nèi)速率的變化量總是不變解析：選BC質(zhì)點(diǎn)原來(lái)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明所受合外力為0，當(dāng)對(duì)其施加一恒力后，恒力的方向與原來(lái)運(yùn)動(dòng)的速度方向關(guān)系不確定，則質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(dòng)，也可能做曲線運(yùn)動(dòng)，但加速度的方向一定與該恒力的方向相同，選項(xiàng)B、C正確。 3.如圖1所示，籃球沿優(yōu)美的弧線穿過(guò)籃筐，圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的是()圖1Av1Bv2Cv3 Dv4解析：選C依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)特征可知：物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，任意時(shí)刻的速度方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向，所以圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的只有v3，故C正確。4(多選)下列關(guān)于力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系的說(shuō)法中，正確的是()A物體做曲線運(yùn)動(dòng)，一定受到了力的作用B物體做勻速運(yùn)動(dòng)，一定沒(méi)有力作用在物體上C物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化，一定受到了力的作用D物體受到摩擦力作用，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生改變解析：選AC物體做曲線運(yùn)動(dòng)，一定受到與速度不在同一直線上的力的作用，A對(duì)；勻速運(yùn)動(dòng)的物體所受合力為零，并不是不受力的作用，B錯(cuò)；力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，C對(duì)；受摩擦力作用仍可能處于平衡狀態(tài)，D錯(cuò)。5質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動(dòng)到Q，如果用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、加速度和受到的合外力。則下列選項(xiàng)中可能正確的是()解析：選D質(zhì)點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向是曲線上這一點(diǎn)的切線方向，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；質(zhì)點(diǎn)所受合外力和加速度的方向指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè)，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，只有選項(xiàng)D正確。6. (多選)如圖2所示，小鐵球m以初速度v0在光滑的水平面上運(yùn)動(dòng)。后來(lái)受到磁鐵的作用力而做圖示的曲線運(yùn)動(dòng)到達(dá)P點(diǎn)。據(jù)圖判斷磁鐵的位置可能在()圖2AA點(diǎn)BB點(diǎn)CC點(diǎn) DD點(diǎn)解析：選BD小鐵球受到磁鐵的引力一定指向軌跡的凹側(cè)，故磁鐵可能在B、D兩點(diǎn)。7.如圖3所示，物體在恒力F的作用下沿曲線從A運(yùn)動(dòng)到B，這時(shí)突然使它所受外力反向，大小不變，在這樣的力作用下，關(guān)于物體以后的運(yùn)動(dòng)情況，下列說(shuō)法中正確的是()圖3A物體沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)B物體沿直線Bb運(yùn)動(dòng)C物體沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)D物體沿曲線從B又返回A解析：選C根據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)的條件，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力的方向與曲線AB上各點(diǎn)的速度方向(即切線方向)都不在一條直線上，其方向應(yīng)是由曲線AB上的各點(diǎn)指向曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，如圖所示的F1是在A點(diǎn)時(shí)恒力F的可能方向之一。當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，恒力F突然反向后與B點(diǎn)的速度方向仍不在同一條直線上，所以物體繼續(xù)做曲線運(yùn)動(dòng)，而不可能沿直線Bb運(yùn)動(dòng)，同時(shí)反向后的恒力-F1應(yīng)指向B點(diǎn)之后的曲線彎曲的內(nèi)側(cè)，故物體不可能沿曲線Ba運(yùn)動(dòng)，也不可能沿原曲線由B返回A，只可能沿曲線Bc運(yùn)動(dòng)，因此C正確。8.如圖4所示為某一物體的速度時(shí)間圖像(曲線為圓弧)，則由此可知物體是做()圖4A曲線運(yùn)動(dòng)B勻速直線運(yùn)動(dòng)C勻變速直線運(yùn)動(dòng)D變減速直線運(yùn)動(dòng)解析：選D本圖像不是物體運(yùn)動(dòng)的軌跡，而是物體運(yùn)動(dòng)的vt圖像。據(jù)題圖可知，物體運(yùn)動(dòng)的速度方向一直為正方向，其大小逐漸減小，斜率逐漸增大，即物體做加速度逐漸增大的變減速直線運(yùn)動(dòng)。所以本題的正確選項(xiàng)為D。9物體由靜止開(kāi)始自由下落一小段時(shí)間后，突然受一恒定水平向右的風(fēng)力的影響，但著地前一小段時(shí)間風(fēng)突然停止，則其運(yùn)動(dòng)軌跡的情況可能是下列圖中的()解析：選C第一階段：開(kāi)始下落一小段時(shí)間內(nèi)，小球做自由落體運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡為直線。第二階段：小球受風(fēng)力影響，且水平風(fēng)力和重力的合力F與vA成一夾角，物體開(kāi)始做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。軌跡為如圖所示的AB曲線。第三階段：假設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)風(fēng)力突然停止，由于小球在B的速度vB的方向沿軌跡的切線方向，則它在重力的作用下將沿曲線BC運(yùn)動(dòng)。綜上所述，C正確。10(多選)在光滑水平面上有一質(zhì)量為2 kg的物體，受幾個(gè)共點(diǎn)力作用做勻速直線運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)突然將與速度方向相反、大小為2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90，則下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)情況的敘述中正確的是()A物體做速度大小不變的曲線運(yùn)動(dòng)B物體做加速度為 m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)C物體做速度越來(lái)越大的曲線運(yùn)動(dòng)D物體做非勻變速曲線運(yùn)動(dòng)，其速度越來(lái)越大解析：選BC物體原來(lái)所受合外力為零，當(dāng)將與速度方向相反、大小為2 N的力水平旋轉(zhuǎn)90后其受力如圖所示，其中F是Fx、Fy的合力，即F2 N，且大小、方向都不變，是恒力，故物體的加速度為a m/s2 m/s2，且恒定。又F與v的夾角90，所以物體做速度越來(lái)越大、加速度恒為 m/s2的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)B、C正確。11.如圖5所示，物體做圓周運(yùn)動(dòng)，在A點(diǎn)物體所受的合外