力指向轨迹的凹侧图解
关键知识点(24):对曲线运动的拓展和深化。
1.定义:质点的运动轨迹是一条曲线的运动。
2.特点:做曲线运动的质点,它的速度方向时刻在变化,某一时刻的速度方向(运动方向),在轨迹上这一点的切线方向上。
3.性质:变速运动——只要质点做曲线运动,不管它的速度大小是否改变,速度方向时刻在改变,所以做曲线运动的质点,由于它的速度时刻在改变,所以曲线运动的性质是变速运动。
4.条件:当物体所受合力方向跟它的速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动。
例题: 物体做曲线运动的条件,下列说确的是()
A.物体受变力作用才可能做曲线运动
B.物体受恒力作用,也可能做曲线运动
C.物体所受合力为零时,不可能做曲线运动
D.物体只要受到合力作用,就一定做曲线运动
解析:物体做曲线运动的条件是合力不为零且与速度不共线,与合力是变力还是恒力无关,选项A错误,B正确;若物体所受合力为零则物体静止或者匀速直线运动,选项C正确;当物体做匀变速直线运动时,也受到合力作用,选项D错误。选B、C。
5.——运动和分解。
例题:质量m=2Kg的物体在光滑平面上运动,其分速度VX和Vy随时间变化的图像,如图所示。求:
(1)物体受到的合力和初速度;
(2)t=8s时,物体的速度;
(3)t=4s时,物体的位移;
(4)物体的运动轨迹方程。
6.深化:
(1)在解决曲线运动问题时,应从三方面把握:速度方向是否在轨迹上这一点的切线方向上?合力是否在轨迹弯曲的区域内?运动轨迹是否在合力和速度方向之间?
(2)对加速曲线运动和减速曲线运动的分析。
沿切线方向的分力,我们叫切向力,用Ft表示,它只改变速度的大小,而不改变速度的方向。沿半径方向的分力,我们就法向力也就是向心力,用Fn表示,它只改变速度的方向,而不改变速度的大小。
如果物体所受到的合力为恒力,则上图质点做匀加速曲线运动,下图质点做匀减速曲线运动。
(3)质点做曲线运动的条件是我们分析物理过程的基础,必须熟练掌握!
例题:2022 年平昌冬奥会上,某自由滑冰运动员正在滑行,由A到C运动轨迹的一部分,如图所示,则 它通过B点时的速度v的方向和加速度a的方向可能正确的是()
解析:由于运动员做曲线,运动速度方向沿轨迹切线方向,而加速度方向不可能与速度方向在同一条直线上,故A错;B图中速度方向沿轨迹的切线方向,加速度指向轨迹的凹侧,合实际故B正确;C、D图中速度方向是正确的,而加速度方向是错误的,若图示加速度方向正确,则轨迹应向右弯曲,故C、D均错误。选B。
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