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曲線運動
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1. 定義:
物體運動軌跡是曲線的運動。速度方向不斷變化。
2. 條件:
直線運動中的加減速條件:當速度與加速度(合力)同向時,物體做加速直線運動;當速度與加速度(合力)反向時,物體做減速直線運動;擴展當速度與加速度(合力)不共線時,物體做曲線運動。
曲線運動的速度方向:
1. 速度的方向在任意時刻都是改變的。
2. 某一點速度的方向,沿曲線在這一點的切線方向。
速度是矢量,曲線運動中速度的方向在不斷變化,所以曲線運動是變速運動。
分類:
一為恒力作用下的曲線運動,建立固定平面直角坐標系結合運動合成分解來研究。
二為變力作用下的曲線運動,建立隨物體運動的自然坐標系結合動力學原因來研究。
(1)勻速與變速
①速度不變——勻速直線運動
②加速度不變——勻變速運動(注意:勻變速運動不一定是直線運動)
(2)直線與曲線
①直線運動的條件——速度與合力(加速度)共線,同向則加速直線,反向則減速直線,合力為零則勻速直線
②曲線運動的條件——速度與合力(加速度)不共線
綜合上述兩點:
勻變速曲線運動的條件——合力(加速度)不變且于速度不共線
非勻變速曲線運動的條件——合力(加速度)變化且于速度不共線
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加速和減速的判斷
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F合方向與速度v的方向夾角為θ,當θ為銳角,物體做加速運動,當θ為鈍角,物體做減速運動。
特點:
①方向:某點瞬時速度方向就是通過這一點的曲線的切線方向
②運動類型:變速運動(速度方向不斷變化)。
③F合≠0,一定有加速度a。
④F合方向一定指向曲線凹側。
⑤F合可以分解成水平和豎直的兩個力。
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蠟塊運動
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例題1: 一個作曲線運動的物體( )
A.它的瞬時速度一定是變化的
B.它的加速度一定是變化的
C.它受到的合力一定是變化的
D.它的動能可能是不變的
【分析】
物體做曲線運動的條件是物體所受合外力方向和速度方向不在同一直線上,曲線運動最基本特點是速度方向時刻變化,根據物體做曲線運動條件和曲線運動特點即可解答本題
【解析】
ABC、物體做曲線運動,無論速度大小是否變化,但是速度方向一定改變,而加速度則不確定,因此合外力也不確定,如平拋運動中物體加速度不變,合外力也不變,故A正確,BC錯誤;D、物體做勻速圓周運動,速度的大小不變,則動能也不變;故D正確。
【答案】AD
例題2:一帶負電荷的質點,在電場力作用下沿曲線abc從a減速運動到c.則關于b點電場強度E的方向,可能正確的是(虛線是曲線在b點的切線)( )
A.
B.
C.
D.
【分析】
根據物體做曲線運動的條件和受力特點分析電荷受的電場力方向,再由負電荷所受的電場力方向與場強方向相反進行選擇.
【解析】
負電荷電場力方向與場強方向相反;電荷在電場力作用下沿曲線abc從a減速運動到c,故電場力指向內側且偏向后;故電場強度的方向指向外側且偏向前方,故A正確,BCD均錯誤。
【答案】A
例題3:關于物體運動過程所遵循的規(guī)律或受力情況的分析,下列說法中不正確的是( )
A.月球繞地球運動的向心力與地球上的物體所受的重力是同一性質的力
B.月球繞地球運動時受到地球的引力和向心力的作用
C.物體在做曲線運動時一定要受到力的作用
D.物體僅在萬有引力的作用下,可能做曲線運動,也可能做直線運動
【分析】
月球繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球引力提供;地面上的物體受到的力也是萬有引力.
【解析】
A、月球繞地球運動的向心力是地球對其的萬有引力,地球上的物體所受的重力也是萬有引力,故是同一性質的力,故A正確;
B、月球繞地球運動時受到地球的引力作用,引力提供向心力,故B錯誤;
C、物體在做曲線運動時,速度是切線方向,時刻改變,一定有加速度,故合力一定不為零,故C正確;
D、物體僅在萬有引力的作用下,可能做曲線運動,如衛(wèi)星的運動;也可能做直線運動,如自由落體運動,故D正確。
【答案】B
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