【河东教育】粤教版高中物理必修2第1章第1节什么是抛体运动备课参考:教案+教学探讨+课文知识点解析+同步练习题(9份)

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名称 【河东教育】粤教版高中物理必修2第1章第1节什么是抛体运动备课参考:教案+教学探讨+课文知识点解析+同步练习题(9份)
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资源类型 教案
版本资源 广东版
科目 物理
更新时间 2015-01-24 15:20:28

文档简介

粤教版高中物理必修2 同步试题
第一章 抛体运动
第一节 什么是抛体运动
【试题评价】
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在曲线的这一点的切线方向
2、下列叙述正确的是: ( )
A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动
B、物体在变力作用下不可能作直线运动
C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动
D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动
3、下列关于力和运动关系的说法中,正确的上:( )
物体做曲线运动,一定受到了力的作用
物体做匀速运动,一定没有力作用在物体上
物体运动状态变化,一定受到了力的作用
物体受到摩擦力作用,运动状态一定会发生改变
4、下列曲线运动的说法中正确的是:( )
A、速率不变的曲线运动是没有加速度的 B、曲线运动一定是变速运动
C、变速运动一定是曲线运动 D、曲线运动一定有加速度,且一定是匀加速曲线运动
5.某质点作曲线运动时:( )
在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向
在任意时间内位移的大小总是大于路程
在任意时刻质点受到的合外力不可能为零
D、速度的方向与合外力的方向必不在一直线上
6、.某质点在恒力 F作用下从A点沿图1中曲线运动到 B点,到达B点后,质点受到的力大小仍为F,但方向相反,则它从B点开始的运动轨迹可能是图中的:( )
A.曲线a    B.曲线b C.曲线C    D.以上三条曲线都不可能
【拓展提高】
7、对曲线运动的速度,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在曲线的这一点的切线方向
8、下列说法正确的是:( )
A、物体受到的合外力方向与速度方向相同时,物体做加速直线运动
B、 物体受到的合外力方向与速度方向呈锐角时,物体做曲线运动
C、 物体所受到的合外力方向与速度方向呈钝角时,物体做减速直线运动
D、 物体受到的合外力方向与速度方向相反时,物体做减速直线运动
【参考答案】
1、CD 2、CD 3、AC 4、B 5、ACD 6、A 7、CD 8、ABD
【思维升华】
合外力方向与速度方向的共线与否决定了物体是做直线运动还是曲线运动。
合外力方向与速度方向的夹角是锐角还是钝角决定了物体时做加速曲线运动还是减速曲线运动
【错题集锦】
题号
错误原因
对错误的认识
更正方法
什么是抛体运动 同步练习
1.关于运动的性质,以下说法正确的是(  )
A.曲线运动一定是变速运动
B.曲线运动一定是变加速运动
C.曲线运动的速度大小一定是时刻变化的
D.运动物体的加速度的大小、速度的大小都不变的运动是直线运动
答案:A 做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以是变速运动,故A对.物体运动是否是变加速运动,取决于它所受的合外力是否变化,若合外力是恒力,则是匀变速运动,故B错.若合外力的方向与速度方向始终垂直,则速度的大小不会改变,故C错.若合外力的大小始终不变,而方向始终与速度方向垂直,则物体的运动是加速度大小和速度大小都不变的曲线运动,故D错.
2.关于合力对物体速度的影响,下列说法正确的是(  )
A.如果合力方向总跟速度方向垂直,则物体速度大小不会改变,而物体速度方向会改变.
B.如果合力方向跟速度方向之间的夹角为锐角,则物体的速度将增大,方向也会发生改变
C.如果合力方向跟速度方向成钝角,则物体速度将减小,方向也会发生改变
D.如果合力方向跟速度方向在同一直线上,则物体的速度方向不改变,只是速率发生变化
答案:ABC 合力是否改变速度的大小取决于合力在速度方向上的分力的情况,如果分力与速度同向,则加速度方向与速度同向,速度将增大;如果分力与速度反向,则加速度方向与速度反向,速度将减小;如果合力与速度方向垂直,则在速度方向上分力为零,加速度也为零,速度大小不变.可见,选项A、B、C正确.合力方向跟速度方向在同一直线上时有两种情况:如果二者方向相同,则合力只改变速度的大小,不改变速度的方向;如果二者方向相反,则合力先使物体的速度不断减小,当速度减为零后,速度方向与原来相反,随后速度再逐渐增大,可见D选项错误.
3.某质点做曲线运动时(  )
A.在某一点的速度方向是该点曲线的切线方向
B.在任意时间内的位移大小总是大于路程
C.在某段时间里质点受到的合外力可能为零
D.速度的方向与合外力的方向必不在同一直线上
答案:AD
4.在光滑水平面上有一质量为2 kg的物体,受几个共点力作用做匀速直线运动.现突然将与速度反方向的2 V 力水平旋转90°,则关于物体运动情况的叙述正确的是(  )
A.物体做速度大小不变的曲线运动
B.物体做加速度为m/s2的匀变速曲线运动
C.物体做速度越来越大的曲线运动
D.物体做非匀速曲线运动,其速度越来越大
图1-1-7
答案:BC 物体原来所受的合外力为零,当将与速度反方向的2 N力水平旋转90°后其受力相当于如图1-1-7所示,其中F是Fx、Fy的合力,即F=2 N,且大小、方向都不变,是恒力,那么物体的加速度为a== m/s2=m/s2恒定.又因为F与v夹角θ<90°,所以物体做速度越来越大、加速度恒为m/s2的匀变速曲线运动,故正确答案是B、C两项.
5.一个质点在恒力F作用下,在xOy平面内从O点运动到A点的轨迹如图1-1-6所示,且在A点的速度方向与x轴平行,则恒力F的方向不可能(  )
图1-1-6
A.沿x轴正方向 B.沿x轴负方向
C.沿y轴正方向 D.沿y轴负方向
答案:ABC 若沿x轴方向,则到A点时力与速度方向在一直线上,则为直线运动,与题意相悖.若沿y轴正方向,则曲线应凹向上侧.
思路导引
←变加速是指加速度变化.
←速度大小的改变取决于合力在速度方向上的分力.
←合力为零时,物体做匀速直线运动.
←只要加速度恒定,都是匀变速运动.
←利用曲线运动的条件判断.
练习拓展
1.做曲线运动的物体,在运动过程中一定变化的物理量是
A.速度 B.加速度
C.速率 D.合外力
答案:A
2.下列关于物体做曲线运动的说法,正确的是
A.曲线运动一定是变速运动
B.有些曲线运动也可能是匀速运动
C.变速运动一定是曲线运动
D.做曲线运动的质点的速度方向就是质点在曲线上这点的切线方向
答案:AD
3.汽车以恒定的速率绕圆形广场一周用时1 min,每行驶半周,速度方向改变多少度?汽车每行驶5 s,速度方向改变多少度?画出汽车在相隔5 s的两个位置速度矢量的示意图.
答案:180° 30° 图略
什么是抛体运动 同步练习
1.关于曲线运动,下列说法正确的是( ) A、曲线运动的速度大小可能不变 B、曲线运动的速度方向可能不变
C、曲线运动一定是变速运动 D、曲线运动可能是匀变速运动
2.下列说法中正确的是( ) A、物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B、物体在变力作用下一定做曲线运动
C、物体在恒力或变力作用下都可能做曲线运动
D、做曲线运动的物体,其速度方向和加速度方向一定不在同一直线上
3.关于质点做曲线运动,下列描述中正确的是( ) A、做曲线运动的质点,瞬时速度的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、质点做曲线运动时所受合力的方向与速度方向一定不在同一直线上 D、质点做曲线运动时速度的大小一定是时刻在变化的
4.关于做曲线运动的物体速度和加速度的说法中正确的是( ) A、速度方向不断改变,加速度方向不断改变 B、速度方向不断改变,加速度一定不为零
C、加速度越大,速度的大小改变得越快
D、加速度越大,速度改变得越快
5.质点在三个力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡状态,若突然撤去F1,则质点( )
A、一定做匀变速运动 B、一定做直线运动
C、一定做非匀变速运动 D、一定做曲线运动
6、一个质点在恒力F的作用下,由O点运动到A点的轨迹如图所示,在A点时速度的方向与x轴平行,则恒力F的方向可能沿( )
A、匀速直线运动
B、匀加速直线运动
C、匀减速直线运动
D、曲线运动
7、汽车在一段弯曲水平路面上匀速行使,关于它受到的水平方向的作用力方向的示意图,可能正确的是(图中F为地面对其的静摩擦力,f为它行使时所受阻力)( )
8、物体运动的速度(v)方向、加速度(a)方向及所受合外力(F)方向三者之间的关系为( )
A、v、a、F三者的方向相同
B、v、a两者的方向可成任意夹角,但a与F的方向总相同
C、v与F的方向总相同,a与F的方向关系不确定
D、v与F间或v与a间夹角的大小可成任意值
9、如图所示是物体做匀变速曲线运动的轨迹的示意图。已知物体在B点的加速度方向与速度方向垂直,则下列说法中正确的是( )
C点速率小于B点的速率
A点的加速度比C点的加速度大
C点速率大于B点的速率
从A到C,加速度与速度的夹角先增大后减小,速率是先减小后增大
10、人在平地上走路时,如果让两个脚掌轮流向后蹬地,人就一直向前走,如果让左脚掌向左后方蹬地,人就向右前方转弯,若让右脚掌向右后方蹬地,人就向左前方转弯。试用牛顿运动定律及物体做直线运动或做曲线运动的条件,说明上述人行走的方式。
答案:
ACD
CD
AC
BD
A
D
A
8.BD
9.C
10.人在走路时,两只脚掌轮流向后蹬地,给地一个向后的静摩擦力,由牛顿第三定律可知,地面同时给人一个向前的静摩擦力作用,人就向前行走。当左脚掌向左后方蹬地时,人给地一个向左后方的力(静摩擦力),根据牛顿第三定律,地同时给人一个右前方的力(静摩擦力),这个力改变人的运动状态,而产生一个与此速度不在一条直线上的加速度,人就向右前方转弯行走,轨迹是曲线。同理,我们可以运用同样的方法来解释人向左前方转弯的情况。
什么是抛体运动 同步练习
1.做曲线运动的物体,在运动过程中,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的下列说法中,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、曲线运动轨迹上任一点的切线方向就是质点在这一点的瞬时速度方向
D、有些曲线运动也可能是匀速运动
3.下列对抛体运动的理解,正确的是( ) A、物体在重力作用下的运动一定是抛体运动 B、初速度不为零的小钢珠在磁铁的吸引下做抛体运动 C、运动员水平抛出的铅球可近似看成是抛体运动 D、高速射出的子弹在空气中的运动不是抛体运动
4. 下列叙述正确的是:( )
A、物体在恒力作用下不可能作曲线运动
B、物体在变力作用下不可能作直线运动
C、物体在变力或恒力作用下都有可能作曲线运动
D、物体在变力或恒力作用下都可能作直线运动
5.抛体运动是指把一物体( )
A、从运动从零加速到某一值的过程
B、从速度为零加速到某一值,然后在重力作用下运动的过程
C、以某一速度抛出后只在重力作用下的运动过程
D、只在重力作用下的运动
6.物体受到几个外力的作用 而做匀速直线运动,如果突然撤掉其中一个力,它可能做( )
A、匀速直线运动 B、匀加速直线运动
C、匀减速直线运动 D、曲线运动
7.一个质点受两个互成锐角的力F1和F2的作用,由静止开始运动,若运动中保持二力的方向不变,但F1突然增大到F1+△F,则质点此后( )
一定做匀变速曲线运动 B.可能做匀速直线运动
C可能做变加速曲线运动 D.做匀变速直线运动
8.运动物体所受的合外力为零时,物体做 运动,如果合外力不为零,它的方向在同一直线上,物体就做 运动;如果不在同一直线上,物体就做 运动。
9.质量为m的物体受到两个互成角度的恒力F1和F2的作用,若物体由静止开始,则它将做
运动,若物体运动一段时间后撤去一个外力F1,物体继续做的运动是 运动。
10. 将雨伞撑开,让伞杆竖直,在伞面上洒一些水,然后转动伞的手柄让伞转动起来,请你观察伞上的水滴是如何从伞的边缘飞出去的?飞出去的水滴接下来做什么运动?用学过的知识解释。
答案:
B
AC
C
CD
C
BCD
A
8.匀速运动,变速运动,曲线
9.初速度为零的匀加速直线运动,匀变速曲线运动
10.水滴从伞的边缘沿着切线方向飞出,飞出去的水滴在空中做曲线运动,水滴在伞的边缘随伞一起做曲线运动(圆周运动),它的速度方向沿伞的边缘的切线方向。水滴飞出后,受重力作用做抛体运动,重力方向和速度方向不在同一直线上,所以水滴做曲线运动。
粤教版高中物理必修2 同步学案
第一章 抛体运动
第一节 什么是抛体运动
【学习目标】
知识与技能
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
过程与方法
体验曲线运动与直线运动的区别
体验曲线运动是变速运动及它的速度方向的变化
情感态度与价值观
能领会曲线运动的奇妙与和谐,培养对科学的好奇心和求知欲
【学习重点】
什么是曲线运动
物体做曲线运动方向的判定
物体做曲线运动的条件
【学习难点】
物体做曲线运动的条件
【学习课时】
1课时
【探究学习】
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_________ 。
【课堂探究】
引入新课
生活中有很多运动情况,我们学习过各种直线运动,包括匀速直线运动,匀变速直线运动等,我们知道这几种运动的共同特点是物体运动方向不变。下面我们就来欣赏几组图片中的物体
有什么特点(展示图片)
再看两个演示
自由释放一只较小的粉笔头
平行抛出一只相同大小的粉笔头
两只粉笔头的运动情况有什么不同?
学生交流讨论。
结论:前者是直线运动,后者是曲线运动
在实际生活普遍发生的是曲线运动,那么什么是曲线运动?本节课我们就来学习这个问题。
新课讲解
一、曲线运动
定义:
举出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:水滴沿什么方向飞出?
学生思考
结论:
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:
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:
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?
学生实验
结论:
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?
学生实验
结论:
总结论:

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
学生思考讨论
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:
【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6-1-1中可能正确的运动轨迹是:
解析:
例题2、一个质点受到两个互成锐角的F1和F2的作用,有静止开始运动,若运动中保持力的方向不变,但F1突然增大到F1+F,则此质点以后做_______________________
解析:

例题3、一个物体在光滑的水平面上以v做曲线运动,已知运动过程中只受一个恒力作用,运动轨迹如图所示,则,自M到N的过程速度大小的变化为________________________请做图分析:

【知识小结】

2.

第一章 第一节 什么是抛体运动
一、课程标准的要求
(1)会用运动合成与分解的方法分析抛体运动。
(2)关注抛体运动的规律与日常生活的联系。
二、教学目的
1.知识与技能:
(1)知道什么是抛体运动;了解抛体运动的特征。
(2)知道曲线运动中某点的瞬时速度的方向是在曲线的该点的切线方向上,能正确画出各种曲线运动中的某点的运动方向。
(3)了解曲线运动是一种变速运动。
(4)了解质点做直线或曲线运动的条件。
(5)会用牛顿第二定律分析曲线运动的条件。
2.过程与方法:
(1)日常生活中的各种抛体运动,通过比较、分析,归纳概括抛体运动的特征以及物体做直线运动和曲线运动的条件。认识从简单到复杂、从特殊到一般的研究方法。
(2)研究物体做曲线运动的条件,经历探究的主要环节,通过实验设计、观察实验现象、记录实验结果,分析比较、理论分析与论证,得到并理解直线运动和曲线运动的条件。
(3)通过交流与讨论,展现学生思维过程,认识比较、分析,归纳等逻辑思维方法。
3.情感、态度与价值观:
(1)经历观察、实验及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度,培养科学探究精神,形成科学探究习惯,感受到身边处处有物理。
(2)经历交流与讨论,培养学生团结协作的学习态度。
(3)通过实验探究、归纳总结,得出直线运动和曲线运动的条件,使学生获得成功的体验,激发学生学习物理的兴趣,提高学习的自信心。
三、教学建议
教材处理
(1)课时建议,用1课时
(2)重点:曲线运动为什么是变速运动,曲线运动的速度方向为曲线的切线方向,掌握曲线运动的条件是合外力的方向与速度方向不在同一直线上。
难点:掌握曲线运动的条件,会用牛顿第二定律分析曲线运动的条件。
重点难点处理意见:
教师通过大量实际现象及学生日常经验和通过观察演示实验,有关教学课件,让学生分析、判断、总结、概括出曲线运动的速度方向。结合前面学过的矢量知识让学生明白曲线运动是变速运动。我们知道,速度是矢量,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,就表示速度矢量发生了变化,也就是具有加速度.曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动是变速运动.
讲物体做曲线运动的条件,采用实验观察和理论分析相结合的方法。做好演示实验,再结合分析实例,对学生理解这一问题十分重要。从理论上分析,要应用牛顿第二定律,特别是合外力方向与加速度方向的关系,应注意引导学生认真思考,得出结论。
(3)栏目处理意见
[交流与讨论]
让学生发表自己的观点,教师加以引导和鼓励,并予以修正和完善学生的结论。注意运用牛顿定律,分析速度和力的方向(不考虑空气阻力);知道当合外力的方向与速度成一角度时,合外力不但改变速度的大小也改变速度的方向,得出直线运动和曲线运动的条件。
[实践与拓展]
本实验可以是学生动手做的实验,也可以结合本校学生的情况让老师演示,师生共同分析。注意培养学生的动手能力、观察分析能力,注意引导学生分析速度和力的方向,最后要点评学生的结论;知道物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边,并能用牛顿第二定律解析。
演示实验
在使用课件时或实物演示时,注意引导学生分析速度和力的方向(说明不考虑空气阻力),并注意实验的直观性
学生学习指导
1.本节讲述曲线运动的速度方向是从大量实际现象及学生日常经验开始的.结合前面学过的矢量知识让学生明白速度是矢量(有大小和方向),曲线运动是变速运动(速度方向一定发生了变化).
2.讲物体做曲线运动的条件,采用实验观察和理论分析相结合的方法.做好演示实验,再结合分析实例,对学生理解这一问题十分重要.从理论上分析,则要应用牛顿第二定律,特别是合外力方向与加速度方向的关系,应注意引导学生认真思考,得出结论.
教学资源
1.普通高中课程标准实验教科书物理必修2(广东教育出版社)2007年7月第一版
2.普通高中课程标准实验教科书物理必修2教师教学用书(广东教育出版社)2007年7月第一版和附课件
四、教学设计
教具
1.小球、小铁球、细绳。
2.斜槽、条形磁铁、铁球、投影仪、计算机.
教学方法:
实验、讲解、归纳、推理法
主要教学过程
(一)引入新课
(1)指出我们研究物理问题的方法:观察——假设——实验验证,引出牛顿在思考万有引力定律时的设想(附动画),并指出牛顿的设想已经变成现实(人造卫星的利用),激发学生的学习兴趣。
(2)将真实问题引入课堂
利用课件和实物演示一些实际的抛体运动过程,如运动员推铅球,被打击出去的羽毛球,飞机定点投弹,小球上抛、下抛、斜抛、平抛等,观察这些物体的运动,从而提出本节课的课题:什么是抛体运动
(二)教学过程设计
1.抛体运动的定义(让学生归纳得到抛体运动的定义,老师注意强调条件一:仅受重力;条件二:具有初速度)
抛体运动分类:A、轨迹是直线(让学生指出直线运动速度的方向);B、轨迹是曲线(提出疑问:曲线运动中速度的方向如何确定呢?)
2.研究曲线运动中速度的方向
因为曲线运动中速度方向连续发生变化,我们很难直观物体在某时刻的速度方向。可以设想如果某时刻的速度方向不再发生变化,物体将沿该时刻的速度方向做匀速直线运动。然后联系实际引导学生想象几种现象。
(1)让学生回答,绳拉小球在光滑的水平面上做圆周运动,当绳断后小球将沿什么方向运动?(沿切线方向飞出)然后引导学生分析原因:绳断后小球速度方向不再发生变化,由于惯性,从即刻起小球做匀速直线运动,沿切线飞出。
(2)教材内容:砂轮磨刀使火星沿切线飞出,引导学生分析原因:被磨掉的炽热微粒速度方向不再改变,由于惯性以分离时的速度方向做匀速直线运动。举例,让撑开的带有雨滴的雨伞旋转,雨滴沿伞边切线方向飞出,泥浆沿车轮边缘的切线方向飞出(与上例同理)。
(3)在想象与分析的基础上,引导学生概括总结得出:曲线运动中,速度方向是时刻改变的,在某时刻的即时速度方向在曲线的这一点的切线方向上。并引导学生注意到:曲线运动中速度的大小和方向可能同时变化,但变化的方向是一定改变的,速度是矢量,方向一定变,速度就一定变,所以曲线运动一定是变速运动。
3.曲线运动的条件
曲线运动是变速运动,由牛顿第二定律分析可知,速度的变化一定产生加速度,而加速度必然由外力引起,加速度与合外力成正比并且方向相同。随后提出问题,引导学生思考。
(1)如果合外力与速度在同一直线上,物体将做什么样的运动?(物体将变速直线运动)举例分析小球上抛、下抛,注意引导学生分析速度和力的方向(合外力与速度在同一直线上)
(2)绳拉小球在光滑水平面上做速度大小不变的圆周运动,绳子的拉力T方向与速度方向的关系?(拉力T垂直速度的方向,合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动)并举例分析小球斜抛、平抛,注意引导学生分析速度和力的方向(合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动。)
(3)演示实验(用投影仪或计算机软件):让小铁球从斜槽上滚下,小球将沿直线OO′运动。然后在垂直OO′的方向上放条形磁铁,使小球再从斜槽上滚下,在小铁球运动的路线旁放一块磁铁,小铁球将偏离原来的方向而做曲线运动。(注意引导学生分析速度和力的方向,投影和点评学生的分析结果和记录)
(4)观察实验后引导学生概括总结如下:
①当合外力与速度在同一直线上时,合外力改变速度大小;
②引导学生得出曲线运动的条件:合外力与速度不在同一直线上时,物体做曲线运动。
③物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边
(三)课堂小结
1.曲线运动中某点的瞬时速度的方向是在曲线的该点的切线方向上。
2.曲线运动的条件是合外力与速度不在同一直线上。
3.物体做曲线运动时合外力的方向总是指向轨迹的凹的一边。
五、达标练习
1.关于曲线运动,下列说法正确的是( AB )。
A:曲线运动一定是变速运动;
B:曲线运动速度的方向不断的变化,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。
2.物体在力F1、F2、F3的共同作用下做匀速直线运动,若突然撤去外力F1,则物体的运动情况是(CD)。
A、必沿着F1的方向做匀加速直线运动;
B、必沿着F1的方向做匀减速直线运动;
C、不可能做匀速直线运动;
D、可能做直线运动,也可能做曲线运动。
六、作业与思考
普通高中课程标准实验教科书物理必修2 第六页课后练习1、2、3、题
说明:{实践与拓展}实验部分可根据不同学校不同的情况选择让学生自己做,学生自己总结出结论,本人考虑时间较紧和学生的情况选择老师演示,师生共同分析,引导学生概括总结得出结论。本教学设计可能有不完善的地方,而且每间学校的情况都不同,以上教学设计和教学建议仅供参考。
什么是抛体运动-教学探讨
学习提示
1.知道什么是抛体运动.
2.知道曲线运动是一种变速运动.
3.知道曲线运动的方向.
4.理解物体做直线运动的条件.
5.理解物体做曲线运动的条件.
6.会应用物体做曲线运动的条件解决一些实际问题.
7.进一步体会力和运动的关系.
本节以最常见的抛体运动入手,归纳得出曲线运动的条件.本节学习重点是曲线运动的方向和做曲线运动的条件,也是本节的学习难点.学习中要充分重视实验.
自主学习
知识链接
1.物体运动按轨迹分为_______运动和_______运动.
答案:直线 曲线
2.力是_______的原因.
答案:改变物体运动状态
3.物体做曲线运动时,经过某点的瞬时速度方向就是_______.
答案:运动轨迹上该点的切线方向
本节在研究物体做曲线运动的条件时,就是分析力和速度方向间的关系.
教材习题探究
1.(1)错.曲线运动是变速运动,速度变化包含大小和方向变化两个方面.
(2)正确.曲线运动时合外力一定不为零,只要合外力与速度成一定夹角,可以是恒力也可不是恒力.
(3)错.
2.B.曲线运动的轨迹一定被速度方向和力方向所夹,且曲线凹向力的一侧.
3.B.做曲线运动的物体受力可以是恒力也可是变力,但速度方向一定变化,即速度一定变化,但速度大小不一定变化,即速率不一定变化.
方法点拨
从物体做曲线运动的条件进行判断.
曲线运动轨迹的特点.
例题解析
【例1】如图1-1-4所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它受的力反向而大小不变(即由F变为-F).在此力作用下,物体以后的运动情况,下列说法正确的是(  )
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.物体可能沿原曲线由B返回A
图1-1-4
解析:物体在A点的速度vA沿曲线AB在A点的切线方向,据物体做曲线运动的条件,它在恒力F作用下沿曲线AB运动,它位于A点时F不外乎附图所示的三种情况:即F跟VA成锐角(如Ⅰ)、F跟vA成直角(如Ⅱ)或F跟vA成钝角(如Ⅲ).当物体到达B点时,瞬时速度vB沿B点的切线方向,这时受力反向,如1-1-5图中Ⅰ′、Ⅱ′、Ⅲ′三种可能之一.由此可知,物体以后只可能沿曲线Bc运动,故正确选项为C.
答案:C
图1-1-5
【例2】 质量为m的物体受到一组共点恒略作用而处于平衡状态,当撤去某个恒力F1后,物体可能做(  )
A.匀加速直线运动 B.匀减速直线运动
C.匀变速曲线运动 D.变加速曲线运动
解析:物体做曲线运动的主要条件是:运动物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一直线上.
当撤去F1时,由平衡条件可知:物体此时所受合外力大小等于F1,方向与F1反向,因此:
当m原来静止时,物体一定做与F1相反方向的匀加速直线运动.
当m原来做匀速直线运动或匀减速直线运动,若F1与v0在同一直线上,则可能做匀加速直线运动或匀减速直线运动;若F1与v0不在同一直线上,物体做匀变速曲线运动.
所以正确答案是A、B、C.
答案:ABC
规律发现
物体做曲线运动时,其瞬时速度的方向沿轨道的切线方向.物体做曲线运动的条件是物体受的合外力方向和速度方向不在同一条直线上,而成一夹角.关于曲线运动的这些基础知识必须熟练掌握,这也是本题的考查宗旨.
运动的轨迹始终处在合外力方向与速度方向的夹角之中,并且合外力F的方向一定指向轨迹的凹向.
撤去一个力后,其余力是否恒定要根据题意判断,本题未提供实际的示意图,物体重力也属若干个力中的一个力.
知识总结
1.物体做曲线运动的条件:物体所受合外力F合的方向与它的速度v的方向不在同一直线上时,物体将做曲线运动.
2.曲线运动的方向:曲线运动中速度的大小可能不变,但速度的方向是一定改变的.速度是矢量,方向发生变化,速度大小和方向可能都变化,所以曲线运动一定是变速运动.曲线运动中,质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向.
什么是抛体运动-知识探讨
合作与讨论
跳水运动是一项难度很大又极具观赏性的运动,我国运动员多次在国际跳水比赛上摘金夺银,被誉为跳水“梦之队”.图1-2是一位跳水队员从高台做“反身翻腾两周半”动作时头部的运动轨迹,最后运动员沿竖直方向以速度v入水.整个运动过程中,请同学们从曲线运动的条件讨论跳水队员是怎样实现“反身翻腾两周半”动作的曲线运动的.并说明运动员运动在哪几个位置头部的速度方向与入水时v的方向相同,在哪几个位置与v的方向相反.把这些位置在图中标出来.
图1-2
我的思路:根据曲线运动的条件:物体所受合力的方向与速度方向不在同一直线上时,物体便做曲线运动.运动员做能够实现“反身翻腾两周半”动作的曲线运动,我们可以从他起跳开始,然后在下落的过程中,分析运动员所受合力的情况以及根据惯性等方面的知识去考虑.运动员在哪几个位置头部运动的方向和入水的速度方向相同或相反,可以根据做曲线运动的物体在某一时刻的速度方向的判断方法来确定.
例题思索
【例1】 一个物体运动的速度方向如图1-3所示,从位置A开始,它受到向前但偏上(观察者沿着物体前进的方向看,下同)的合力.到达B时,这个合力突然改成与前进方向相同.达到C时,又突然改成向前但偏下的力.物体最终到达D.请你大致画出物体从A至D的运动轨迹,并在轨迹旁标出B点、C点和D点.
图1-3
思路:根据物体做曲线运动的条件和曲线运动的方向的判定方法,如果合力的方向和物体运动方向相同,则物体做直线运动;如果物体所受合力的方向和运动的方向不在同一直线上,则物体做曲线运动,而且其运动轨迹向合力的方向靠拢.
解析:如图1-4所示,物体先在向左的合力的作用下,向左做曲线运动;当合力改成与前进方向相同时,物体沿合力改变时运动轨迹的切线方向做匀加速直线运动;当合力突然改成向右时,物体又改变原来的运动方向向右做曲线运动.
图1-4
点评:本题考查学生对曲线运动的条件及方向判定的理解.
【例2】 “当物体所受合力的方向跟它的速度方向不在同一直线上时,物体做曲线运动”,这是物体做曲线运动的条件.请你通过一个事例来说明并且设计一个实验来验证这个结论.
解析:(1)实例:运动员掷链球时,链球在运动员的牵引下做曲线运动,显然牵引力和链球自身重力的合力与链球运动方向不在同一直线上;一旦放手,链球即刻飞出,在飞出的过程中,若忽略空气阻力,链球只受重力作用,重力方向和链球运动的方向也不在一条直线上,所以也做曲线运动.
(2)可以利用一个钢球和一块磁铁来进行实验.先让钢球在光滑的水平桌面上做直线运动,这时钢球只受重力和支持力这一对平衡力的作用.然后重复上次实验,并在钢球运动时让一块磁铁靠近,观察此时钢球的运动状态发生了变化,向磁铁这边做曲线运动,这说明钢球受到与其运动方向不在同一直线上的磁力的作用时(重力和支持力平衡)做曲线运动.
点评:本题属于开放性题目,让学生主动去寻找身边做曲线运动物体的例子,增加对曲线运动的感性认识;或者通过亲自设计实验来进行验证,虽然实验的器材简单,但是能说明问题.这样既加深了学生对物体做曲线运动条件的理解,又提高了动手的能力,体现了新课程标准三维目标中对学生学习过程与方法的课程目标的培养.
什么是抛体运动-课文知识点解析
抛体运动(proje ctile motion)
一、定义:将物体以一定的初速度向空中抛出,仅在重力作用下物体所做的运动叫做抛体运动.
二、物体做抛体运动的条件
1.有一定的初速度,v0≠0.
2.只受重力.
三、抛体运动的种类
按抛出时初速度方向不同可分为:
竖直上抛运动(初速度v0竖直向上);
竖直下抛运动(初速度v0竖直向下);
斜抛运动(初速度v0既不在水平方向也不在竖直方向);
平抛运动(初速度v0方向沿水平方向).
抛体运动的速度方向
一、曲线运动的方向
在曲线运动中,质点在某一时刻(或某一位置)的速度方向是在曲线上这一点的切线方向.
如果将物体沿竖直方向抛出,则运动轨迹为直线,运动方向在竖直方向.
如果将物体斜抛(或平抛),则运动轨迹为曲线,运动方向就是轨迹的切线方向.
“逼近法”确定曲线运动速度方向
如图1-1-1所示:分析曲线运动中一段时间内的平均速度,当时间段取得越来越小,平均速度方向(由A指向B)逐渐向曲线在该点的切线方向逼近,当时间足够小时,割线的方向就等同于切线方向,此时平均速度方向就等同于该点的速度方向,即质点在某一点(A)或某一时刻的瞬时速度方向就在该点(A)的切线上.
图1-1-1
二、曲线运动的方向特点
由于曲线运动中各点的切线方向不同,所以,曲线运动的速度方向时刻都在改变.
三、曲线运动的特点
质点在曲线运动中速度的方向时刻在改变,所以曲线运动一定是变速运动.
抛体做直线或曲线运动的条件
一、物体轨迹的研究
1.实例分析:
课本第4页图1-1-5中,(a)图是竖直向上抛出小球,(b)图是竖直向下抛出小球,(c)图是水平抛出小球,(d)图是斜向上抛出小球.
(1)受力分析:4幅图中所示的情况,若不考虑空气阻力,小球始终只受重力作用.
(2)运动分析:(a)图中小球在上升阶段速度方向竖直向上(与重力方向相反);下落阶段速度方向竖直向下(与重力方向相同).(b)图中小球的速度方向竖直向下(与重力方向相同).(c)图、(d)图中速度不断变化.在图1-1-2中标出了几个不同位置的速度方向.
图1-1-2
2.结论归纳
以不同方向抛出的小球,当初速度与重力方向相同或相反(在同一直线上)时,小球做直线运动;当初速度与重力方向成一定角度时,小球做曲线运动.
二、实践与拓展
1.实验再现
将圆弧形轨道放置在平滑桌面上,使其底端出口与桌面相切.从小球出口处沿切线方向画一条直线.
2.实验操作:
(1)将小铁球从圆弧轨道上某处释放,观察到小球做直线运动.
(2)将一条形磁铁放在画出的直线上,再重复(1),观察到小球仍做直线运动.
(3)将条形磁铁放在所画直线的一侧,再重复(1),观察到小球做曲线运动.
(4)适当调整条形磁铁的位置,重复(3),小球仍做曲线运动.
3.实验结果及分析
小球在桌面上所受合外力(F)及方向
小球在桌面上时的速度方向(v)
合外力的方向和速度方向的关系
实验
结论
1
合外力等于零
沿直线
2
磁铁对铁球的吸引力,沿连线方向
沿直线
方向相同
3
沿连线方向指向磁铁
轨迹的切线
成一定夹角
4.结论归纳
当小球所受合外力方向与速度方向在一条直线上时,小球做直线运动.
当小球所受合外力方向与速度方向成一定夹角时,小球做曲线运动.
三、物体做曲线运动的条件
从运动学角度说,物体的加速度方向跟速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动.从动力学的角度说,如果物体所受合外力的方向跟物体的速度方向不在一条直线上时,物体就做曲线运动.
一般情况下,这时的加速度不仅反映了速度大小的变化,还包含了速度方向的改变.
四、牛顿第二定律对曲线运动条件的解释
由以上知,物体做曲线运动还是直线运动,取决于力F与速度的关系.下面将力分解为两类进行辨析:
如图1-1-3所示,一物体所受外力为F跟初速度v0的方向不在同一条直线上(夹角为θ,且θ≠0°,θ≠180°)时做的运动,我们可沿切线方向和垂直切线方向分析F对运动的影响效果.将F沿这两个方向正交分解为F1和F2,可以明白,F1使物体速度大小发生改变(F1产生的加速度a1反映速度大小变化快慢,此时,a1与v0同向,运动速度变大,这一点犹如做直线运动中力F的作用).F2的作用使物体速度方向发生改变(F2发生的加速度a2反映速度方向变化快慢),在此处F2使物体运动方向向左下方偏转,即物体在力F作用下必做曲线运动,可简记为:
θ=0°或180°时,F2=0,v方向不变,做直线运动.
θ=90°时,F1=0,v大小不变,F2≠0.v方向改变,物体做速度大小不变、方向改变的曲线运动.
0°<θ<90°或90°<θ<180°时,F的分力F1和F2均不为零,物体运动速度大小、方向都在改变,物体做速度大小、方向都时刻改变的曲线运动.
图1-1-3
思维拓展
抛体运动也是一种理想化模型——过程模型.若v0=0,就是自由落体运动.
全析提示
对运动的分类,描述的重点不同,则结果表述不同.
这里的运动方向实质就是运动轨迹上该点的切线方向.
要点提炼
抛体运动有的是直线运动,有的是曲线运动.
思维拓展
速度是矢量,只要大小变化或方向变化或大小方向都变化,就说速度是变化的.
受力分析和运动分析是解决动力学问题的思维基础.
要点提炼
抛体做直线或曲线运动取决于初速度方向.“抛体一出手,就知直与曲.”
全析提示
桌面尽可能平整光滑.圆弧槽可以用一本书做成一个“V”形槽替代.
磁铁放置时,两磁极连线与所画直线一致.
小球所受滑动摩擦力忽略不计.
思维拓展
从数据分析到归纳结论,就是比较几组不同数据的异、同点.
全析提示
物体做直线运动还是曲线运动,不取决于物体受到的力是恒力还是变力,而是取决于物体所受到的力的方向与运动方向是不是在一条直线上.