高中物理必修2第一章第一节《什么是抛体运动》word导学案.docx
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高中物理必修2第一章第一节《什么是抛体运动》word导学案
2019-2020年高中物理必修2第一章第一节《什么是抛体运动》word导学案
课前自主预习
1.将物体以一定的向空中抛出，仅在作用下物体所做的运动，叫抛体运动，如投掷标枪等实际物体的运动，只是抛体运动的近似，在空气阻力比重力小得多时，可看成是抛体运动。
答案：
初速度重力
2.运动轨迹是的，称为曲线运动,在曲线运动中，质点在某一点（或某一时刻）的速度方向是在曲线这一点的方向。
曲线运动中速度方向是时刻改变的，所以曲线运动是一种运动。
答案：
曲线切线变速
3.质点做曲线运动时，质点的路程总是位移的大小；受到的合外力和速度一定，合外力方向指向。
答案：
大于不为零曲线内侧
4.（单选）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.合外力D.加速度
解析：
曲线运动的速度大小可能不变，所以速率可能不变，A不能选；而速度的方向一定随时在变，所以速度一定改变，B正确；曲线运动可能是匀变速运动，所以合外力可能不变，有牛顿第二定律可知，加速度也可能不变，所以CD都不能选.
答案：
B
5.（双选）关于曲线运动以下说法中正确的是（）
A．做曲线运动的物体所受合外力一定不为零
B．合外力不为零的运动一定是曲线运动
C．曲线运动的速度大小一定是改变的
D．曲线运动的速度方向一定是变化的
解析：
物体做曲线运动的条件是物体所受的合外力不为零，且速度方向与加速度方向不在同一直线上。
但B选项中合外力为零的物体可以是静止的可以是匀速直线运动的，故不正确。
曲线运动要求速度与加速度方向不在同一直线上，但速度的大小可以变化可以不变化的，C不对。
曲线运动的速度方向是轨迹曲线上每点的切线方向。
肯定在变化。
所以本题应该选AD。
答案:
AD
课堂互动探究
知识点1抛体运动
新知探究
图1-1-1
图一：
春节时，广场上放的烟花在空中爆炸，美丽的烟花在空中抛出一道道美丽的弧线；
图二：
滑板爱好者在玩滑板时，若速度达到一定时，可以腾空跃起，越过前面的障碍物；
图三：
在NBA篮球赛中，科比手中的篮球出手后，在空中划过一道漂亮的弧线，稳稳的投进篮筐中。
我们发现，以上这类实际生活中的物体运动，它们均以一定的抛出，若忽略空气阻力，则它们只受到作用，这些运动均为抛体运动。
答案：
初速度重力
重点归纳
1．抛体运动的定义：
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.
2．抛体运动的条件
①有一定的初速度（v0≠0）；
②仅受重力作用（F合=G，不受其他力作用）。
3．常见的抛体运动
①竖直上抛运动——初速度v与重力G方向相反.
②竖直下抛运动——初速度v与重力G方向相同.
③平抛运动——初速度v与重力G方向垂直.
④斜抛运动——初速度v与重力G方向既不平行又不垂直.
4．抛体运动属理想化运动模型，实际上，物体总要受到空气阻力的作用；抛体运动的初速度方向可以是任意的，所以抛体运动可以是直线运动或曲线运动。
[例1]（单选）抛体运动是生活中一种常见的运动形式，下列运动不属于抛体运动的是（）
A．排球运动员发出的排球
B．被球棒击飞的棒球
C．飘离地面的热气球
D．扣篮时飞离地面的科比
解析：
抛体运动是以一定的初速度抛出，仅在重力的作用下物体的运动，日常生活中很多的运动都要受到空气阻力的作用，但是很多情况空气阻力可以忽略不计，而飘离地面的热气球受到空气的作用力比气球受到的重力还大，不能忽略不计，故飘离地面的热气球不属于抛体运动，本题选C选项。
答案：
C
触类旁通
1.（单选）关于抛体运动下列说法不正确的是（）
A.抛体运动一定是曲线运动B.抛体运动一定是匀变速运动
C.抛体运动可以是直线运动D.抛体运动的初速度一定不为零
解析：
抛体运动可以是直线运动或曲线运动，如竖直上抛运动是直线运动，斜抛运动是曲线运动，A错，C正确；根据抛体运动的定义，一定有初速度，D正确，抛体运动只受到重力的作用，加速度一定为重力加速度，加速度不变，是匀变速运动，B正确；故本题选A。
答案：
A
知识点2曲线运动的速度方向
新知探究
图1-1-2
讨论：
1．图一中雨点沿雨伞边缘的方向飞出，图二中泥浆沿车轮边缘的方向飞出，图三中火星沿砂轮边缘的方向飞出。
2．根据牛顿第一定律，雨点离开雨伞后，泥浆离开车轮后，火星颗粒离开砂轮后，不再受到力的作用，由于会保持脱离曲线时的速度做运动。
3．质点做曲线运动时，速度方向是时刻改变的，任一时刻（或任一位置）的瞬时速度的方向与这一时刻质点所在位置处的曲线的切线方向一致，并指向质点运动方向。
曲线运动中质点在某点的瞬时速度方向，就是质点从该点脱离曲线后自由运动的方向，也就是曲线上这一点的方向。
答案：
1．切线切线切线2．惯性匀速直线3．切线
重点归纳
图1-1-3
1．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上．
2．对曲线运动速度方向的三点理解
（1）切线方向和物体的走向（轨迹的延伸方向）相对应．例如，物体从A运动到B，它经C点时的速度方向如图1－1－3所示．
（2）做曲线运动的物体的速度方向（即轨迹上各点的切线方向）时刻在发生变化，所以曲线运动一定是变速运动．
（3）做曲线运动的物体一定具有加速度（a＝Δv/Δt），即做曲线运动的物体所受合力一定不为零，若合力恒定则为匀变速曲线运动．
[例2]（双选）一质点在某段时间内做曲线运动，则在这段时间内（ ）
A．速度方向一定在不断地改变，加速度可以为零
B．速度方向一定在不断地改变，加速度不可以为零
C．速度大小可以不变，加速度可以为零
D．速度大小可以不变，加速度不可以为零
解析：
由于物体做曲线运动，则速度方向一定变化，也就是速度一定发生变化，但速度的大小可以不发生变化，物体必有加速度，由此可知BD正确．
答案：
BD
触类旁通
2.（双选）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上该点的切线方向
解析：
做曲线运动的物体，速度的大小可以不发生变化，但是方向一定会发生变化，故A、B错误，C正确；质点在某一点的速度方向是在曲线上该点的切线方向，D正确。
答案：
CD
知识点3曲线运动的条件
新知探究
如图1-1-4所示，将圆弧形滑轨放在平滑桌面的白纸上，使其底端出与桌面相切，让小铁球从圆弧形滑轨滚下以获得一定的初速度。
为便于观察，在小球出口处沿运动方向用直尺在白纸上画一直线。
图乙
讨论：
1．图甲中，小铁球从滑轨滚下时，速度方向，由于磁铁对小球的吸引，小球在桌面上受到合外力的方向，初速度方向和合外力方向在同一上，小球在桌面上做加速直线运动。
2．图乙中，小铁球从滑轨滚下时，速度方向，由于磁铁对小球的吸引，小球在桌面上受到合外力的方向，初速度方向和合外力方向同一直线上，小球在桌面上做运动。
3．当物体所受的方向与方向在同一直线上时，物体做直线运动，不在同一直线上时，物体做曲线运动。
答案：
1．水平向左水平向左直线2．水平向左指向磁铁不在曲线3．合外力初速度
重点归纳
1．物体受到的合外力与其运动方向不共线时，物体做曲线运动，与其受到的合外力大小及合外力是否变化无关．
2．合外力的作用效果：
研究曲线运动时，可将物体所受的合外力沿速度方向（切线）和垂直速度的方向（法线）进行分解．如图1－1－5所示，切线方向上的分力F1将产生切向加速度，其作用是改变速度的大小，而垂直速度方向上的分力F2将产生法向（向心）加速度，其作用是改变速度的方向．
图1－1－5
图1－1－6
3．合外力与轨迹的关系：
物体在做曲线运动时，它所受的合外力总是指向物体运动轨迹曲线的凹侧，物体的加速度也指向曲线的凹侧，也就是说运动轨迹向合外力的方向偏转，即物体运动轨迹夹在速度矢量与合外力矢量之间，如图1－1－6所示．
4．质点运动性质的判断方法：
根据加速度是否变化判断质点是作匀变速运动还是非匀变速运动；由加速度（合外力）方向与速度方向是否在同一直线上判断是直线运动还是曲线运动。
质点作曲线运动时，加速度的效果是：
在切线方向的分加速度改变速度的大小；在垂直于切线方向的分加速度改变速度的方向。
F（或a）跟v在一直线上→直线运动：
a恒定→匀变速直线运动；
a变化→变加速直线运动。
F（或a）跟v不在一直线上→直线运动：
a恒定→匀变速曲线运动；
a变化→变加速曲线运动
[例3]（单选）质点在F1、F2、F3的作用下做匀速直线运动．若突然撤去F1，则该质点（ ）
A．可能做曲线运动B．可能做匀速直线运动
C．一定做匀变速直线运动D．一定做变速曲线运动
解析：
由题意可知，F1、F2、F3的合外力为零．撤去F1后，质点受到的合外力与F1方向相反，大小相等，因而质点所受的合外力恒定．当F1的方向与v的方向在同一直线上时，物体做匀变速直线运动；当F1的方向与v的方向不在同一直线上时，质点做匀变速曲线运动．
答案：
A
触类旁通
3.（单选）若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，图a、b、c、d表示物体运动的轨迹，其中正确的是（）
解析：
速度方向是轨迹某点的切线方向，合外力的方向应指向轨迹弯曲的内侧，故B正确。
答案：
B
方法技巧\易错易混\实验透视
易错易混
直线运动与曲线运动的区别
分析物体的运动性质时注意明确关系：
力决定运动加速度，而力与运动之间的方向关系决定物体运动的轨迹．直线运动与曲线运动的区别如下：
项目
类型
合外力
F合
加速
度a
瞬时速
度v
位移大小s与
路程l的关系
F合方向与
v方向的关系
直
线
运
动
匀速直
线运动
0
0
恒定
s＝l
匀变速直
线运动
恒定
（F≠0）
恒定
（a≠0）
变化
s＝l或s在同一直线上
非匀变速
直线运动
变化
变化
变化
s＝l或s在同一直线上
曲
线
运
动
匀变速曲
线运动
恒定
（F≠0）
恒定
（a≠0）
变化
s不在同一直线上
非匀变速
曲线运动
变化
变化
变化
s不在同一直线上
总结：
1.匀变速运动，合外力和加速度是恒定不变的，非匀变速运动，合外力和加速度是变化的。
2.只要加速度不为零，瞬时速度就会发生变化。
3.做匀速直线运动或单向直线运动，位移的大小和路程相等，否则位移的大小小于路程。
4.直线运动，合外力方向和速度方向必在同一直线上，曲线运动，，合外力方向和速度方向必不在同一直线上。
【例4】下列说法正确的是（ ）
A．物体做曲线运动的速度方向必定变化
B．速度变化的运动必定是曲线运动
C．加速度恒定的运动不可能是曲线运动
D．加速度变化的运动必定是曲线运动
解析：
曲线运动的特点是速度方向时刻发生变化，故A正确；速度变化包含三种情况：
一是仅速度大小变化，二是仅速度方向变化，三是速度大小、方向都变化．若只是速度大小变化，则物体做直线运动，B错；不管加速度是否恒定，只要加速度方向与速度方向不在同一直线上，物体就做曲线运动，反之，物体就做直线运动，C、D错．
答案：
A
触类旁通
4．（双选）关于曲线运动，下面说法正确的是（BD）
A．物体运动状态改变着，它一定做曲线运动
B．物体做曲线运动，它的运动状态一定在改变
C．物体做曲线运动时，它的加速度的方向始终和速度的方向一致
D．物体做曲线运动时，它的加速度方向始终和所受到的合外力方向一致
解析：
物体运动状态发生改变，也可能是速度大小改变，方向不一定发生改变，故A错，但做曲线运动的物体，速度方向一定发生改变，故运动状态一定改变，B正确，做曲线运动的物体，速度和加速度的方向不在同一直线上，C错，根据牛顿第二定律，合外力的和加速度的方向一定一致，故D正确。
答案：
BD
3．一质量为m的物体在一组共点恒力F1、F2、F3作用下而处于平衡状态，如撤去F1，试讨论物体运动情况怎样？
解：
原合力为零，撤去F1，F合＝－F1，a＝－.
（1）若物体原来静止，物体沿F1反方向做匀加速直线运动；
（2）若物体原来做匀速直线运动，v0≠0，且v0与F1反向，则物体沿F1反向，以v0初速、a＝加速度做匀加速直线运动；
（3）若物体原来做匀速直线运动，v0≠0，且v0与F1同向，则物体沿F1方向，以v0初速、a＝加速度做匀减速直线运动；
（4）若物体原来做匀速直线运动，且初速度与F1不在同一直线上，物体做匀变速曲线运动。
易错易混
误认为抛体运动一定是曲线运动
【例5】下列关于直线运动和曲线运动的说法，正确的是（ ）
A．物体做曲线运动，速度大小必定时刻改变
B．物体做曲线运动，加速度大小可以恒定不变
C．物体做直线运动，合力方向与速度方向可以不在同一直线上
D．抛体运动必定是曲线运动
错因：
对物体做曲线运动的条件理解不透，受思维定势影响而错选D.
正解：
物体做曲线运动，速度大小、加速度可以恒定不变，A错B对；物体做直线运动，合力方向必定和速度方向在同一直线上，合力方向和速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，C错；抛体运动中竖直上（下）抛是直线运动．
答案：
B
随堂练习
一、单项选择题
1．关于力和运动的关系，下列说法正确的是（B）
A．物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B．物体在恒力作用下可能做曲线运动
C．物体在变力作用下一定做曲线运动
D．物体在变力作用下不可能做直线运动
解析：
如果运动物体所受合外力的方向与它的速度方向不在一条直线上，则该物体做曲线运动；如果所受的合外力的方向与速度方向在同一条直线上，则做直线运动．所以物体在恒力或变力的作用下都有可能做曲线运动或直线运动．
2．下列说法正确的是（D）
A．做直线运动的物体，一定不受力作用
B．做直线运动的物体，所受合外力一定为零
C．做曲线运动的物体，所受合外力也可能为零
D．做曲线运动的物体，所受合外力可能不变
解析：
做直线运动的条件是合外力的方向与初速度的方向共线，做曲线运动的物体所受合外力一定不为零且合外力方向与初速度方向不共线．
3．下列物体的运动可看做抛体运动的是（D）
A．从枪口高速飞出的子弹
B．被风吹落的树叶
C．水平打出去的排球
D．斜向上推出的铅球
解析：
抛体运动是物体仅受重力作用，由于高速飞出的子弹、被风吹落的树叶和水平打出去的排球，其所受的空气阻力不能忽略，故选项A、B、C均错；而铅球密度较大，阻力远小于重力，故可忽略不计．
二、双项选择题
4．关于做曲线运动的物体的速度和加速度的说法，正确的是（AD）
A．物体的速度一定变化
B．物体的速度可能不变
C．物体的加速度一定变化
D．物体的加速度可能不变
解析：
曲线运动的速度方向为轨迹的切线方向，因此时刻改变，加速度可以不变，也可以改变．
5．下列抛体运动不是曲线运动的是（CD）
A．将物体沿水平方向抛出
B．将物体斜向下抛出
C．将物体竖直向下抛出
D．将物体竖直向上抛出
解析：
做曲线运动的条件是物体所受的合外力的方向与速度方向不在一条直线上，选项C、D的物体初速度方向与合外力共线，做直线运动．
6.关于曲线运动的加速度方向，下列说法正确的是：
Ａ.曲线运动的加速度方向沿曲线的切线方向
Ｂ.曲线运动的加速度方向一定与速度方向垂直
Ｃ.曲线运动的加速度方向不可能与速度方向在同一直线上
Ｄ.曲线运动的加速度方向一定与合外力方向相同
解析：
曲线运动的加速度方向与合外力方向相同，指向曲线运动轨迹弯曲的内侧，但不一定和速度方向垂直，故AB错误，CD正确
答案：
CD
课后巩固提升
一、单项选择题
1．关于抛体运动，以下说法中正确的是（C）
A．所有抛体运动都是匀变速直线运动
B．所有抛体运动都是匀变速曲线运动
C．竖直方向的抛体运动都是匀变速直线运动
D．以上说法都错
解析：
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．抛体运动可以分为竖直上抛运动、竖直下抛运动、平抛运动和斜抛运动，其中竖直上抛运动和竖直下抛运动属于直线运动，平抛运动和斜抛运动属于曲线运动，故选项C正确．
2．物体做曲线运动的运动方向就是（D）
A．物体在运动过程中所受合外力的方向
B．物体在运动过程中运动曲线的弯曲方向
C．物体运动的加速度的方向
D．物体运动曲线上该点切线方向
3．质点在一平面内沿曲线由P点运动到Q点，如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力，下列图中的图象可能正确的是（D）
解析：
由速度方向与轨迹在该点的切线方向一致可知选项A错；由牛顿第二定律，a与F的方向一致，且指向轨迹的凹面，可判定选项B、C错．
4．做曲线运动的物体，在运动过程中一定变化的物理量是（A）
A．速度B．加速度
C．速率D．平均速率
解析：
曲线运动的速度方向时刻改变，故选项A正确．
5．（2011年惠阳高级中学月考）一个物体做匀变速曲线运动，以下说法正确的是（D）
A．物体所受合外力的方向一定是与速度的方向在同一条直线上
B．物体所受合外力的方向一定是与速度的方向垂直
C．物体所受合外力大小不变，方向时刻改变
D．物体所受合外力的大小和方向都不变
解析：
物体做匀变速曲线运动，表明物体所受合外力是恒力，即大小和方向都不变，且合外力与速度方向有一定的夹角，但不一定与速度方向垂直．
6．运动会上，铅球由运动员从手中推出后在空中飞行的过程中，若不计空气阻力，它的运动将是（A）
A．匀变速曲线运动
B．非匀变速曲线运动
C．若水平抛出是匀变速曲线运动，若斜向上抛出则不是匀变速曲线运动
D．若斜向上抛出是匀变速曲线运动，若水平抛出则不是匀变速曲线运动
解析：
铅球在飞行过程中，仅受重力作用，加速度恒定，为匀变速运动；无论是平抛还是斜抛，其重力方向与速度方向都不在同一直线上，故为曲线运动．
7．如图1－1－2所示，一物体在恒力作用下沿光滑水平面做曲线运动，当物体从M点运动到N点时，其速度方向恰好改变了90°，则物体在M点到N点的运动过程中，物体的速度大小将（C）
A．不断增大B．不断减小
C．先减小后增大D．先增大后减小
解析：
物体在N点时vM方向的速度为零，说明物体受到的力在vM的反方向上有分力，同时物体受到的力在垂直vM向右的方向上也有分力，故物体在运动过程中所受的恒力与速度v的夹角先是钝角，后是锐角，选项C对．
图1－1－2
图1－1－3
8．如图1－1－3所示，物体在恒力F作用下沿曲线从A点运动到B点，这时突然使它受到的力方向反向而大小不变（即由F变为－F）．在此力作用下，对物体以后的运动情况，下列说法正确的是（C）
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点返回A点
解析：
物体在B点的速度方向为切线方向，即直线Bb，而力与速度方向不同，所以物体不可能做直线运动，由于力的方向发生了改变，曲线Ba不在力与速度的夹角内，很明显，物体不可能由B返回A，而Bc在力与速度的夹角内，物体有可能沿Bc运动，故C正确
二、双项选择题
9．下列哪些物体的运动是曲线运动（BC）
A．竖直向上抛出的小球
B．投掷运动员掷出去的铁饼
C．从枪口斜射出去的子弹
D．匀速下落的雨滴
解析：
物体做曲线运动的条件是合外力和速度的方向不共线．选项A中小球受重力作用且方向竖直向下，与速度方向共线；选项D中匀速下落的雨滴说明雨滴受到重力与阻力作用下处于平衡状态，故选项A、D为直线运动．
10．关于曲线运动，以下说法正确的是（CD）
A．物体在变力作用下，一定做曲线运动
B．变速运动一定是曲线运动
C．只要物体所受合外力的方向与速度方向不在一条直线上，物体就做曲线运动
D．物体的运动轨迹是曲线的运动叫做曲线运动
解析：
力的变化既可以是大小变，也可以是方向变，或大小和方向同时变．当只是力的大小变、方向不变且力的方向与速度方向共线时，就可做直线运动，选项A错；曲线运动的速度方向时刻改变，因而是变速运动，但变速运动不一定是曲线运动；而选项C、D由曲线运动的概念和条件判断均正确．
11．关于运动性质，以下说法正确的是（AC）
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．只要速度不变，质点一定做直线运动
D．只要加速度不变的运动一定是直线运动
解析：
曲线运动的速度方向时刻改变，故选项A对；曲线运动可以是速度方向改变而大小不变，选项B错；由于速度不变，方向和大小均不变，选项C对；如果加速度不变，但速度大小和方向均可以变化，选项D错．
12．如图1－1－1所示为一质点运动的位移－时间图象，曲线为一段圆弧，则下列说法中正确的是（BD）
图1－1－1
A．质点可能做曲线运动
B．质点一定做直线运动
C．t时刻质点离出发点最远
D．质点运动的速率先减小后增大
解析：
题图所反映的是物体的位移随时间的变化规律，并不是物体运动的轨迹图．从图可知，物体的位移随时间不是均匀变化，物体做变速直线运动，s－t图中的斜率表示速率，故物体的速率先减小后增大．选项B、D正确．
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