以下是一份關(guān)于必修四曲線運(yùn)動及其相關(guān)例題的講解:
曲線運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動現(xiàn)象,物體運(yùn)動的速度方向在不斷地變化,需要借助速度和位移等物理量來描述。在曲線運(yùn)動中,物體運(yùn)動的路程可能增加,也可能減少,但是物體運(yùn)動的路程永遠(yuǎn)不會大于或等于最大路程。
例題:一個物體從A點(diǎn)出發(fā),沿曲線運(yùn)動到B點(diǎn),已知A、B兩點(diǎn)間的距離為L,物體在A點(diǎn)的速度為vA,求物體到達(dá)B點(diǎn)的速度大小。
解題思路:物體從A點(diǎn)到B點(diǎn)做曲線運(yùn)動,由于速度方向發(fā)生了變化,因此需要借助加速度和力的作用來解釋速度的變化。根據(jù)曲線運(yùn)動的性質(zhì),物體受到的合外力指向曲線的內(nèi)側(cè),因此物體做減速運(yùn)動。根據(jù)速度的合成法則,物體到達(dá)B點(diǎn)的速度大小為vB=√(vA^2+2aL),其中a為物體受到的合外力的大小。
總結(jié):曲線運(yùn)動是一種常見的運(yùn)動現(xiàn)象,需要借助速度、位移等物理量來描述。在解題過程中,需要注意物體受到的合外力指向曲線的內(nèi)側(cè),并且根據(jù)加速度和力的作用來解釋速度的變化。
希望上述講解能幫助你理解必修四曲線運(yùn)動的相關(guān)知識。
必修四曲線運(yùn)動相關(guān)例題:
一、選擇題:
1. 曲線運(yùn)動的速度方向是( )
A. 曲線運(yùn)動的軌跡是曲線
B. 質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向是在這一點(diǎn)的切線方向
C. 在曲線運(yùn)動中,質(zhì)點(diǎn)速度的方向保持不變
D. 在曲線運(yùn)動中,質(zhì)點(diǎn)速度的方向時刻在變
2. 曲線運(yùn)動一定是( )
A. 變速運(yùn)動 B. 勻變速運(yùn)動 C. 勻加速運(yùn)動 D. 勻速圓周運(yùn)動
二、填空題:
3. 曲線運(yùn)動的速度方向是沿著軌跡的切線方向,那么曲線運(yùn)動的加速度可以指向某一方向,那么曲線運(yùn)動一定是變加速運(yùn)動。
三、解答題:
4. 為什么拋體運(yùn)動一定是勻變速運(yùn)動?請給出證明。
答案:
一、1.B 2.A
二、速度是矢量,既有大小又有方向,如果加速度也是矢量,那么就有加速度和速度一起合成,所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動。加速度可以指向某一方向,那么加速度的方向在時刻變化,所以曲線運(yùn)動一定是變加速運(yùn)動。
三、拋體運(yùn)動只受重力作用,重力加速度恒定不變,所以拋體運(yùn)動一定是勻變速運(yùn)動。這個結(jié)論可以通過牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式得到。
必修四曲線運(yùn)動和相關(guān)例題常見問題包括:
1. 什么是曲線運(yùn)動?物體運(yùn)動軌跡是什么?
答:當(dāng)物體受到的合外力和它速度方向不在一條直線上,物體就做曲線運(yùn)動。通常,曲線運(yùn)動的速度方向?yàn)樵擖c(diǎn)軌跡的切線方向,且在任意一點(diǎn)的速度方向都是該點(diǎn)軌跡切線方向。
2. 曲線運(yùn)動中加速度的方向是什么?
答:曲線運(yùn)動中加速度的方向與合力的方向相同,即指向曲線運(yùn)動速度變化的方向。
3. 常見的曲線運(yùn)動有哪些?
答:拋體運(yùn)動和圓周運(yùn)動是最常見的曲線運(yùn)動。
4. 如何判斷物體做曲線運(yùn)動的性質(zhì)?
答:可以通過物體的受力情況來判斷物體做曲線運(yùn)動的性質(zhì)。如果物體受到的合外力和它速度方向不在一條直線上,那么物體就做曲線運(yùn)動。
5. 如何求解曲線運(yùn)動的加速度?
答:可以根據(jù)牛頓第二定律求解曲線運(yùn)動的加速度。加速度的方向與合力的方向相同,大小由加速度公式確定。
6. 如何求解曲線運(yùn)動的初速度?
答:可以根據(jù)物體在曲線運(yùn)動開始時的位置和速度方向來確定初速度。初速度是物體在初始時刻的速度。
7. 如何求解曲線運(yùn)動中某點(diǎn)的速度大小和方向?
答:可以根據(jù)該點(diǎn)曲線的切線方向來確定速度大小,而速度方向則由該點(diǎn)曲線的切線方向決定。
以下是一個關(guān)于曲線運(yùn)動的例題:
質(zhì)量為2kg的物體從距地面高為1m的空中由靜止開始下落,它受到的阻力為0.2N,求物體下落的加速度和落地的速度。
分析:物體下落時受到重力和阻力作用,根據(jù)牛頓第二定律可以求得加速度大小,再根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式可以求得落地速度。
解:根據(jù)牛頓第二定律得,物體的加速度為:$a = \frac{mg - f}{m} = \frac{2 \times 10 - 0.2}{2}m/s^{2} = 9.8m/s^{2}$;
根據(jù)$v^{2} = 2ax$得落地時的速度為:$v = \sqrt{2ax} = \sqrt{2 \times 9.8 \times 1}m/s = 3m/s$。
答:物體下落的加速度為$9.8m/s^{2}$,落地時的速度為$3m/s$。
