班級(jí)：姓名：5.1曲線運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)學(xué)案）解析版一、課標(biāo)要點(diǎn)1.知道什么是曲線運(yùn)動(dòng)。2.會(huì)確定曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向。3.知道物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件。二、教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課觀察右邊兩幅圖片描述的現(xiàn)象，你能不能說(shuō)清楚：砂輪打磨下來(lái)的熾熱微粒和飛出去的鏈球，分別沿著什么方向運(yùn)動(dòng)？我們知道，物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向與運(yùn)動(dòng)軌跡一致。物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度方向又是怎樣的呢？一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向1.曲線運(yùn)動(dòng)的定義：運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線的運(yùn)動(dòng)叫作曲線運(yùn)動(dòng)。2.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向運(yùn)動(dòng)員擲鏈球時(shí)，鏈球在手的牽引下做曲線運(yùn)動(dòng)，一旦運(yùn)動(dòng)員放手，鏈球即刻飛出。放手的時(shí)刻不同，鏈球飛出的方向也不一樣?？梢?jiàn)，做曲線運(yùn)動(dòng)的物體，速度的方向在不斷變化。下面我們來(lái)研究做曲線運(yùn)動(dòng)的物體在某一時(shí)刻的速度方向。P2演示觀察做曲線運(yùn)動(dòng)物體的速度方向除實(shí)驗(yàn)方法外，還有什么方法可以確定物體在某一時(shí)刻的速度方向？討論這一問(wèn)題時(shí)要明確一個(gè)數(shù)學(xué)概念——曲線的切線。如圖5.12，過(guò)曲線上的A、B兩點(diǎn)作直線，這條直線叫作曲線的割線。設(shè)想B點(diǎn)逐漸沿曲線向A點(diǎn)移動(dòng)，這條割線的位置也就不斷變化。當(dāng)B點(diǎn)非常非常接近A點(diǎn)時(shí)，這條割線就叫作曲線在A點(diǎn)的（tangent）。假設(shè)圖5.12中的曲線是某一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。若質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)，則質(zhì)點(diǎn)的平均速度的方向由B點(diǎn)指向A點(diǎn)。當(dāng)B點(diǎn)越來(lái)越靠近A點(diǎn)時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的平均速度方向?qū)⒃絹?lái)越接近A點(diǎn)的切線方向。當(dāng)B點(diǎn)與A點(diǎn)的距離接近0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)的速度方向沿過(guò)A點(diǎn)的切線方向。根據(jù)上面的分析，可以得到結(jié)論：質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向，沿曲線在這一點(diǎn)的切線方向。在下圖作出A、B、C三點(diǎn)的速度方向，物體由A運(yùn)動(dòng)到C。3.曲線的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)速度是矢量，既有大小，又有方向。由于曲線運(yùn)動(dòng)中速度的方向是變化的，所以曲線運(yùn)動(dòng)是變速運(yùn)動(dòng)。即時(shí)練習(xí)1．如圖所示，殲20沿曲線MN向上爬升，圖中畫(huà)出表示殲20在P點(diǎn)速度的四種方向，其中可能正確的是（C）A．① B．② C．③ D．④【詳解】殲20從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)，做曲線運(yùn)動(dòng)，在P點(diǎn)速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)切線方向，即③。故選C。二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件P3思考與討論物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于速度方向時(shí)刻改變，物體的加速度一定不為0，因此，物體所受的合力一定不為0。物體受什么樣的力才會(huì)做曲線運(yùn)動(dòng)？下面我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究這個(gè)問(wèn)題。P4演示觀察鋼球的運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：由實(shí)驗(yàn)可以看出，當(dāng)鋼球受到的合力的方向與速度方向不在同一條直線上時(shí)，鋼球做曲線運(yùn)動(dòng)。生活中也有大量類似的例子。例如，向斜上方拋出的石子，它所受重力的方向與速度的方向不在同一條直線上，石子做曲線運(yùn)動(dòng)。1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件大量事實(shí)表明：（1）動(dòng)力學(xué)條件：當(dāng)物體所受合力的方向與它的速度方向不在同一直線上時(shí)，物體做曲線運(yùn)動(dòng)。（2）運(yùn)動(dòng)學(xué)條件：根據(jù)牛頓第二定律，物體加速度的方向與它受力的方向總是一致的。當(dāng)物體受力的方向與速度的方向不在同一直線上時(shí)，加速度的方向也就與速度的方向不在同一直線上了，于是物體的速度方向要發(fā)生變化，物體就做曲線運(yùn)動(dòng)。2．蕩秋千是中學(xué)生喜愛(ài)的體育活動(dòng)之一，如圖所示，小強(qiáng)正在蕩秋千。小強(qiáng)蕩秋千時(shí)，其加速度（A）A．一定不等于零 B．一定等于零C．一定不變 D．可能不變【詳解】小強(qiáng)蕩秋千時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力一定不等于零，因此其加速度一定不等于零。故選A。3．關(guān)于做曲線運(yùn)動(dòng)或圓周的物體，下列說(shuō)法正確的是（D）A．物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)，加速度一定變化B．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小一定變化C．物體所受的合外力方向可能與初速度方向在同一直線上D．物體做斜拋運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度改變量的方向一定是豎直向下【詳解】AC．物體做曲線運(yùn)動(dòng)是由于物體的速度方向與受力方向不在同一直線上，但物體所受合外力不變時(shí)，其加速度不變，比如拋體運(yùn)動(dòng)的物體，其加速度就是恒定的，AC錯(cuò)誤；B．物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度大小可以不變，如勻速圓周運(yùn)動(dòng)