2020高中物理第一章抛体运动第1节曲线运动物体做曲线运动的条件及轨迹分析学案2

2020高中物理第一章抛体运动第1节曲线运动物体做曲线运动的条件及轨迹分析学案2

物体做曲线运动的条件及轨迹分析 一、 考点突破：‎ 知识点 考纲要求 题型 说明 物体做曲线运动的条件；根据轨迹判断受力 1. ‎ 熟练掌握物体做曲线运动的条件；‎ 2. ‎ 会根据受力判断轨迹形状或根据轨迹判断受力的大致方向 选择题、计算题 属于高频考点，高考从物体做曲线运动的条件入手，结合运动轨迹进行考查 二、重难点提示：‎ 重点：掌握物体做曲线运动的条件及曲线运动的动力学特征。‎ 难点：根据受力确定轨迹或根据轨迹确定受力。‎ ‎1. 曲线运动的特点 ‎（1）速度方向：质点在某点的速度，沿曲线上该点的切线方向。‎ ‎（2）运动性质：做曲线运动的物体，速度的方向时刻改变，所以曲线运动一定是变速运动，即必然具有加速度。‎ ‎2. 曲线运动的条件 ‎（1）从动力学角度看：物体所受的合外力方向跟它的速度方向不在同一条直线上。‎ ‎（2）从运动学角度看：物体的加速度方向跟它的速度方向不在同一条直线上。‎ ‎3. 物体做曲线运动的轨迹一定夹在合外力方向与速度方向之间，速度方向与轨迹相切，合外力方向指向轨迹的“凹”侧，如图所示。‎ 3‎ ‎　　‎ ‎4. 曲线运动的物体速度方向逐渐向合外力方向靠近但永远不能相同。‎ ‎5. 速率变化情况判断 ‎（1）当合外力方向与速度方向的夹角为锐角时，物体的速率增大；‎ ‎（2）当合外力方向与速度方向的夹角为钝角时，物体的速率减小；‎ ‎（3）当合外力方向与速度方向垂直时，物体的速率不变。‎ ：变速运动一定是曲线运动吗？曲线运动一定是变速运动吗？曲线运动一定不是匀变速运动吗？‎ 例题1 质量为m的物体，在F1、F2、F3三个共点力的作用下做匀速直线运动，保持F1、F2不变，仅将F3的方向改变90°（大小不变）后，物体可能做（　　）‎ A. 加速度大小为的匀变速直线运动 B. 加速度大小为的匀变速直线运动 C. 加速度大小为的匀变速曲线运动 D. 匀速直线运动 思路分析：物体在F1、F2、F3三个共点力作用下做匀速直线运动，必有F3与F1、F2的合力等大反向，当F3大小不变，方向改变90°时，F1、F2的合力大小仍为F3，方向与改变方向后的F3夹角为90°，故F合＝F3，加速度a＝＝，若初速度方向与F合方向共线，则物体做匀变速直线运动；若初速度方向与F合方向不共线，则物体做匀变速曲线运动，综上所述本题选B、C。‎ 答案：BC 例题2 光滑平面上一运动质点以速度v通过原点O，v与x轴正方向成α角（如图），与此同时对质点加上沿x轴正方向的恒力Fx和沿y轴正方向的恒力Fy，则（　　）‎ A. 因为有Fx，质点一定做曲线运动 B. 如果Fy>Fx，质点向y轴一侧做曲线运动 3‎ C. 质点不可能做直线运动 D. 如果Fx>Fycot α，质点向x轴一侧做曲线运动 思路分析：若Fy＝Fxtan α，则Fx和Fy的合力F与v在同一直线上，此时质点做直线运动；若Fx>Fycot α，则Fx、Fy的合力F与x轴正方向的夹角β<α，则质点向x轴一侧做曲线运动，故正确选项为D。‎ 答案：D ‎【方法提炼】‎ ‎1. 合外力或加速度指向轨迹的“凹”（内）侧。‎ ‎2. 曲线的轨迹不会出现急折，只能平滑变化，且与速度方向相切。‎ 满分训练：如图所示为一个做匀变速曲线运动质点的轨迹示意图，已知在B点的速度与加速度相互垂直，且质点的运动方向是从A到E，则下列说法中正确的是 （　　）‎ A. D点的速率比C点的速率大 B. A点的加速度与速度的夹角小于90°‎ C. A点的加速度比D点的加速度大 D. 从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小 思路分析：质点做匀变速曲线运动，合力的大小与方向均不变，加速度不变，故C错误；由B点速度与加速度相互垂直可知，合力方向与B点切线垂直且向下，故质点由C到D过程，合力做正功，速率增大，A正确；A点的加速度方向与过A的切线方向即速度方向的夹角大于90°，B错误；从A到D加速度与速度的夹角一直变小，D错误。‎ 答案：A 3‎