以下是一份關于必修二曲線運動的例題:
例題:
一架飛機水平勻速直線飛行,從飛機上每隔1s釋放一個物體,先后釋放5個物體,無風時觀察到的所有物體都做平拋運動,在空中排列成什么形狀?釋放物體后,水平地面上的人觀察到的這三個物體有什么關系?
【分析】
(1)物體做平拋運動,水平方向做勻速直線運動,所以物體在空中排列成一條直線。
(2)釋放的三個物體都做平拋運動,它們在水平方向上運動情況相同,所以它們之間的距離不變。
【解答】
在空中排列成一條直線;釋放物體后,水平地面上的人觀察到的這三個物體在水平方向上距離不變。
這道題目主要考察了平拋運動的基本規律。對于平拋運動,我們可以將其分解為在水平方向上的勻速直線運動和在豎直方向上的自由落體運動。題目中提到的從飛機上每隔1s釋放一個物體,就相當于在豎直方向上等時間間隔地釋放物體,所以這些物體會在空中排列成一條直線。而在水平地面上的人觀察到這三個物體在水平方向上距離不變,是因為它們在水平方向上都是勻速直線運動。
相關曲線運動的其他題目可能會考察到其他類型的曲線運動,例如圓周運動。對于圓周運動,需要掌握向心力的概念,理解向心力與線速度、角速度、周期之間的關系,以及如何根據受力情況或運動情況求向心力。此外,也可能考察到一些更復雜的曲線運動問題,例如多體問題,需要用到一些微積分的知識來求解。
【例題】某物體做曲線運動,運動過程中在相等的時間內,物體通過的路程依次為s_{1}、s_{2}、s_{3},且s_{1}:s_{2}:s_{3} = 3:5:7,則物體運動的可能是( )
A.勻速圓周運動
B.平拋運動
C.勻速直線運動
D.勻變速直線運動
【解析】物體做曲線運動時,在相等的時間內物體通過的路程依次為s_{1}、s_{2}、s_{3},且s_{1}:s_{2}:s_{3} = 3:5:7,說明物體在相等時間內速度的變化量不同,說明物體做變速運動,且速度方向在變化,故物體做曲線運動。
【答案】B。
【例題延伸】曲線運動的速度方向是時刻變化的,故曲線運動一定是變速運動。物體做曲線運動的條件是合力與速度不在同一條直線上。
【例題拓展】平拋運動可以分解為水平方向的勻速直線運動和豎直方向的自由落體運動。因此,平拋運動可以看成是水平方向的勻速直線運動與豎直方向的自由落體運動的合運動。
【例題再拓展】勻速圓周運動是勻速率圓周運動的簡稱。勻速圓周運動的線速度大小不變,方向時刻改變,故勻速圓周運動是變速運動。同時,勻速圓周運動的加速度大小不變,方向始終指向圓心,故勻速圓周運動是變加速曲線運動。
必修二曲線運動題是高中物理學習的重點之一,涉及多個知識點和常見問題。以下是一些常見的曲線運動題和相關例題:
一、曲線運動的基本概念
1. 曲線運動:物體運動軌跡為曲線的運動稱為曲線運動。
2. 速度的方向:曲線運動中速度的方向是軌跡的切線方向。
3. 加速度:曲線運動中物體受到的合外力(合外力不為零)指向曲線的內側(曲線的內側指向合力的方向)。
二、常見問題
1. 曲線運動的條件是什么?
答:物體做曲線運動的條件是物體受到的合外力不為零,且合外力的方向與速度方向不在同一直線上。
2. 曲線運動中加速度的方向是什么?
答:加速度的方向指向曲線的內側。
3. 曲線運動的速度大小和方向如何變化?
答:速度大小可能變化也可能不變,取決于物體是否受恒力作用。如果物體受恒力作用,則速度大小不變;如果物體受變力作用,則速度大小可能變化。速度方向不斷變化。
三、例題
例題1:一個物體在水平面上以一定的速度做勻速直線運動,突然停止后,物體開始在水平面上做曲線運動。請分析物體做曲線運動的條件和加速度的方向。
解答:物體做曲線運動的條件是合外力不為零且與速度方向不在同一直線上。在水平面上,物體受到摩擦力作用,方向指向曲線的內側。加速度的方向也指向曲線的內側。
例題2:一個物體在斜面上以一定的初速度向上運動,然后沿斜面下滑,請分析物體在兩個階段中的運動性質和加速度的方向。
解答:在向上運動的階段,物體受到重力、支持力和摩擦力作用,由于重力沿斜面向下的分力大于摩擦力,所以物體做加速曲線運動,加速度的方向指向曲線的內側。在下滑階段,物體受到重力、支持力和摩擦力作用,由于重力沿斜面向下的分力小于摩擦力,所以物體做減速直線運動,加速度的方向與摩擦力方向相同。
通過以上例題的分析,我們可以更好地理解曲線運動的基本概念和常見問題,為解決實際問題打下基礎。
