變速曲線運(yùn)動(dòng)是指速度大小和方向都在變化的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)可能是由于物體受到的合外力不為零,且合外力在運(yùn)動(dòng)方向上有分力造成的。具體來說,曲線運(yùn)動(dòng)的條件是質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動(dòng)過程中所受合外力和它速度方向不在同一直線上,這樣物體才能做曲線運(yùn)動(dòng)。
例題:
例1:一個(gè)物體以一定的初速度沿水平面滑冰,冰面是光滑的,已知該物體在水平方向上受到兩個(gè)大小相等、方向相反的力作用,經(jīng)過一段時(shí)間后,物體的速度從零變?yōu)槟骋恢担敲搓P(guān)于這個(gè)物體在水平方向受到的兩個(gè)力,下列說法正確的是( )
A.這兩個(gè)力一定是一對平衡力
B.這兩個(gè)力的作用效果可能相互抵消
C.這兩個(gè)力的作用效果與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)
D.這兩個(gè)力的大小與物體的質(zhì)量成正比
解析:物體在水平方向受到兩個(gè)大小相等、方向相反的力作用后,其合力不為零,合力改變物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),使物體速度從零變?yōu)槟骋恢担虼诉@兩個(gè)力不是一對平衡力。這兩個(gè)力的作用效果不能相互抵消,因?yàn)樗鼈儾皇且粚ζ胶饬Α_@兩個(gè)力的作用效果與物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由這兩個(gè)力的合力決定的。這兩個(gè)力的大小與冰塊的質(zhì)量無關(guān)。因此,正確答案為C。
例2:一個(gè)物體在恒力的作用下做曲線運(yùn)動(dòng),關(guān)于這個(gè)恒力對物體所做的功和物體動(dòng)能的變化的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.如果物體做勻加速運(yùn)動(dòng),則這個(gè)恒力做的功等于物體動(dòng)能的增加量
B.如果物體做勻減速運(yùn)動(dòng),則這個(gè)恒力做的功等于物體動(dòng)能的減少量
C.如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則這個(gè)恒力做的功等于物體動(dòng)能的改變量
D.如果物體先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),則這個(gè)恒力做的功等于物體動(dòng)能的增加量
解析:根據(jù)動(dòng)能定理可知,如果物體做勻加速運(yùn)動(dòng),合外力做的功等于物體動(dòng)能的增加量;如果物體做勻減速運(yùn)動(dòng),合外力做的功也等于物體動(dòng)能的減少量;如果物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合外力不做功,但合外力的沖量可能改變物體的速度大小,導(dǎo)致動(dòng)能發(fā)生變化。因此選項(xiàng)A和B正確。選項(xiàng)C錯(cuò)誤。如果物體先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),合外力可能做正功也可能做負(fù)功,因此無法確定這個(gè)恒力做的功等于物體動(dòng)能的增加量還是減少量。因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
總結(jié):變速曲線運(yùn)動(dòng)的原理主要是由于物體受到的合外力和速度方向不在同一直線上,導(dǎo)致速度大小和方向都在變化。相關(guān)例題主要考察學(xué)生對動(dòng)能定理和動(dòng)能改變量的理解和應(yīng)用。
變速曲線運(yùn)動(dòng)是指速度大小和方向都在變化的運(yùn)動(dòng)。其原理與勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻變速直線運(yùn)動(dòng)類似,但更復(fù)雜。在變速曲線運(yùn)動(dòng)中,物體受到的合外力可能包括恒力、變力,且合力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向不在同一直線上,因此物體做曲線運(yùn)動(dòng)。
相關(guān)例題:
例題:一物體做曲線運(yùn)動(dòng),已知其加速度方向始終指向某個(gè)中心點(diǎn),問物體將如何運(yùn)動(dòng)?
解析:由于加速度方向不斷變化,因此物體做變速曲線運(yùn)動(dòng)。由于加速度方向指向中心點(diǎn),因此物體將做向心加速度的曲線運(yùn)動(dòng)。
答案:物體將做變速曲線運(yùn)動(dòng),且其軌跡為曲線,同時(shí)受到指向中心點(diǎn)的向心加速度。
總結(jié):變速曲線運(yùn)動(dòng)的原理與勻變速直線運(yùn)動(dòng)類似,但更復(fù)雜,需要考慮到速度方向的變化。相關(guān)例題可以幫助我們更好地理解變速曲線運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)和規(guī)律。
變速曲線運(yùn)動(dòng)是指物體的速度方向不斷變化的運(yùn)動(dòng)。它的原理主要是物體受到的合外力不為零,且與速度有一定的夾角,使得物體受到指向軌跡曲率中心的力,從而使物體運(yùn)動(dòng)的速度不斷變化。
具體來說,變速曲線運(yùn)動(dòng)中的物體受到的力可以是各種形式的,如重力、彈力、摩擦力等。當(dāng)物體受到的合外力與速度方向垂直時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體的速度大小不變,但方向不斷變化。而在其他情況下,物體運(yùn)動(dòng)的速度大小和方向至少有一個(gè)是變化的。
在解決相關(guān)例題時(shí),需要注意物體運(yùn)動(dòng)的速度和方向是否變化,以及物體受到的合外力是否與速度有一定的夾角。同時(shí),還需要根據(jù)具體問題選擇合適的解題方法,如運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)力學(xué)公式、能量守恒定律等。
以下是一個(gè)關(guān)于變速曲線運(yùn)動(dòng)的例題:
【例題】一物體做曲線運(yùn)動(dòng),已知其初速度為v0,方向?yàn)樗椒较颉R阎矬w受到的合外力為F,且與速度夾角為θ,求物體的加速度。
【分析】
根據(jù)題意,物體做變速曲線運(yùn)動(dòng),其加速度為:
a = F / m = F / (sqrt(1-v^2/c^2))
其中m為物體質(zhì)量,v為物體速度,c為光速。
根據(jù)題意,物體受到的合外力與速度夾角為θ,因此可以列出以下方程:
F = m v cosθ
將上述方程代入加速度公式中,可得:
a = v cosθ / sqrt(1-v^2/c^2)
【答案】
物體的加速度為:a = v cosθ / sqrt(1-(v^2/c^2))
其中v為物體速度,θ為合外力與速度的夾角。
在解決此類問題時(shí),需要注意物體的速度和加速度是否變化,以及物體受到的合外力是否與速度有一定的夾角。同時(shí),還需要根據(jù)具體問題選擇合適的解題方法,并注意單位和符號的準(zhǔn)確性。
